Сталь ШХ15 - Торгов-производственная Компания СМЦ

Сталь ШХ15

Конструкционная подшипниковая сталь ШХ15 используется для изготовления деталей с высокой контактной прочностью/ твердостью/ износостойкостью – шарики Ø до 150 мм, ролики Ø до 23
мм, кольца с толщиной стенки до 14 мм, ролики толкателей, корпуса распылителей, нагнетательные клапаны, плунжеры и втулки, другие изделия.

Расшифровка и вид поставки стали ШХ15:

Согласно ГОСТ 801-78 расшифровка стали марки ШХ15 следующая:

  • Буквой «Ш» в начале маркировки стали указывает, что сталь подшипниковая.
  • Буква «Х» указывает, что сталь легирована хромом.
  • Двухзначное число 15 указывает примерную массовую долю хрома в процентах, для стали ШХ15 примерная массовая доля хрома составляет 1,5%.
Вид поставки
  • Сортовой прокат, в том числе фасонный по ГОСТ 801-78, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88.
  • Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75.
  • Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77.
  • Полоса ГОСТ 103-76.
  • Проволока ГОСТ 4727-83.
Химические свойства и характеристики стали шх15:

Химический состав, % (ГОСТ 801-78)

C

Mn

Si

Cr

S

P

Ni

Cu

не более

0,95-1,05

0,20-0,40

0,17-0,37

1,30-1,65

0,020

0,027

0,30

0,25

Характеристики и применение

Сталь ШХ15 применяется для изготовления деталей , от которых требуется высокая твердость, износостойкость и контактная прочность, например:

  • шарики диаметром до 150 мм,
  • ролики диаметром до 23 мм,
  • кольца подшипников с толщиной стенки до 14 мм,
  • втулки плунжеров,
  • плунжеры,
  • нагнетательные клапаны,
  • корпуса распылителей,
  • ролики толкателей

Сталь для производства подшипников качения поставляют:

  • для горячей штамповки деталей — неотожженной,
  • для холодной механической обработки — отожженной.

Применение стали ШХ15 для изготовления деталей подшипников

Марка

ГОСТ или ТУ

Профиль и вид поставки

Применение

ШХ15

ГОСТ 801-60

Горячекатаная и
холоднотянутая
сортовая
сталь

Кольца, тела качения

ГОСТ 800-55

Трубы

Кольца

ГОСТ 4727-67

Прутки

Кольца, тела качения

ЧМТУ 1-992-70

Прутки

Кольца, тела качения

Температура критических точек, °С

Ас1

Асm

Аrсm

Аr1

Мн

724

900

713

700

210

Влияние азотирования на износостойкость стали ШХ15

Марка
стали

Твердость
поверхности HV

Путь
трения, км

Износ
образца, мг

неподвижного

вращающегося

ШХ15

780

12,5

16

7,4

ПРИМЕЧАНИЕ. Вращающийся образец из стали ШХ15, которая в состоянии закалки и низкотемпературного отпуска имеет твердость HV780.

Твердость стали ШХ15 после высокочастотной закалки

Твердость после
закалки и
отпуска HRCэ

Достижимая
глубина

63-67

8

Температура нагрева стали ШХ15 для высокочастотной закалки

Марка
стали

Предварительная
термическая
обработка

Температура
нагрева, °C

в печи,
в масле

при высокочастотном
поверхностном нагреве
(охлаждение водянным душем)
и суммарном времени
аустенизации, с

10

3

1

ШХ15

Отжиг

830-850

890-930

920-960

940-980

Улучшение

830-850

850-870

880-920

900-940

Механические свойства

Термообработка

Сечение, мм

σ0,2, МПа

σв, МПа

δ5, %

ψ%

KCU,
Дж/см2

Твердость, не более

не менее

Отжиг при 800 °С,
охл. с печью до
730 °С, затем до
650 °С со скоростью
10-20 град/ч на воздухе

370-410

590-730

15-25

35-55

44

НВ 179-207

Закалка с 810°С в
воде до 200 °С,
затем в масле;
отпуск при 150 °С,
охл. на воздухе

30-60

1670

2160

5

HRCэ 62-65

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tисп, °С

σ0,2, МПа

σв, МПа

δ5, %

ψ%

KCU,
Дж/см2

Твердость

HRCэ

HB

Закалка с 840 °С в масле

200

1960-2200

2160-2550

61-63

300

1670-1760

2300-2450

56-58

400

1270-1370

1810-1910

50-52

450

1180-1270

1620-1710

46-48

Закалка с 860 °С в масле

400

1570

15

480

500

1030

1278

8

34

20

400

550

900

1080

8

36

24

360

600

780

930

10

40

34

325

650

690

780

16

48

54

280

Механические свойства в зависимости от температуры испытаний

tисп, °С

σ0,2, МПа

σв, МПа

δ5, %

ψ%

KCU,
Дж/см2

Нагрев при 1150 °С и охлаждение до температур испытаний

800

130

35

43

900

88

43

50

1000

59

42

50

1100

39

40

50

Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, деформированный и отожженный.
Скорость деформирования 16 мм/мин; скорость деформации 0,009 1/с

1000

32

42

61

100

1050

28

48

62

100

1100

20

29

72

100

1150

17

25

61

100

1200

18

22

76

100

Закалка с 830 °С в масле; отпуск при 150 °С, 1,5 ч

25

2550

88

-25

2650

69

-40

2600

64

Предел выносливости при n=106

Термообработка

Твердость НВ

σ-1, МПа

Отжиг

192

333

Закалка с 830 °С; отпуск при 150 °С, охл. в масле

616

804

Теплостойкость

Температура, °С

Время, ч

Твердость HRCэ

150-160

1

63

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1150, конца 800. Сечения до 250 мм охлаждаются на воздухе, сечения 251-350 мм — в яме.
Свариваемость — способ сварки КТС.
Обрабатываемость резанием — Кv тв.спл = 0,90 и Кv б.ст = 0,36 в горячекатаном состоянии при НВ 202 и σв=740 МПа.
Склонность к отпускной хрупкости — склонна.
Флокеночувствительность — чувствительна.
Шлифуемость — хорошая.

Нормы карбидной неоднородности в подшипниковой стали ШХ15

Сталь,
состояние поставки

Размер
профиля, мм

Баллы карбидной
неоднородности
(не более)

карбидной
полосчатости

карбидной
ликвации

ШХ15,
холоднотянутая

Все размеры

2,0

1,0

ШХ15,
горячекатаная
отожженная

Все размеры

3,0

2,0

ШХ15,
горячекатаная
неотожженная

Все размеры

4,0

3,0

ШХ15,
проволока

5,4
>12

2,0

0,5
1,0

Термообработка

Скорость охлаждения при отжиге (10-30°С/ч) устанавливают с таким расчетом, чтобы распад аустенита завершился в верхней области превращений (примерно до 600°С). Это обеспечивает образование структуры равномерно распределенного мелкозернистого перлита и твердости НВ (по Бринеллю) 178-207 для сталей ШХ15.

Нагрев под закалку деталей подшипников из стали ШХ15 производят в электропечах сопротивления и соляных ваннах. Учитывая прокаливаемость стали (рис. ниже), устанавливают температуру нагрева 830-860°С для деталей из стали ШХ15 с сечением до 10 мм и свыше 10 мм 840-870°С.

Величина действительного аустенитного зерна стали ШХ15 после закалки характеризуется кривыми на рис. ниже. Время нагрева зависит от вида оборудования, среды нагрева и толщины сечения.

Охлаждение колец производят в индустриальных маслах с температурой 30-60°С. 

Перед отпуском детали должны быть охлаждены до температуры не выше 25°С. Отпуск деталей из стали ШХ15 производят при температуре 150-165°С.

Общую длительность отпуска устанавливают из расчета выдержки при температуре не менее 2 ч для деталей с сечением толщины стенки до 20 мм и 3 ч при сечении толщины стенки 20-50 мм. Содержание остаточного аустенита в сталях ШХ15 должно быть не более величин, указанных в таблице ниже.

Содержание остаточного аустенита в стали ШХ15 в зависимости от режимов термообработки

Исходная
структура
перлита

Температура
закалки, °С

Содержание
аустенита
после
закалки, %

Твердость
HRC после
закалки

Содержание аустенита (%)
после отпуска
при температуре,°С

150

175

200

225

250

275

Тонкопластинчатый

830

16-18

64

18-19

16-17

10

3-4

0

0

Мелкозернистый

850

18

10

5

1

0

Зернистый

830

7-8

60-61

14

10

4

0

0

Процесс нитроцементации колец подшипников проводят в шахтных печах при температуре 860°С, продолжительность выдержки 2-4 ч, глубина нитроцементации при этом от 0,3 до 1,6 мм.

Закалку производят непосредственно с температуры процесса, но не ниже 820°С в масло. Твердость HRC нитроцементованных колец из стали ШХ15 после отпуска при различных температурах следующая: 160°С — 67-69; 200°С — 65-66; 250°С — 64-65; 300°С — 60-63; 350°С — 58-60.

Микроструктура нитроцементованного слоя состоит из скрытокристаллического азотистого мартенсита с равномерно распределенными карбидами.

После нитроцементации значительно увеличивается объем стали ШХ15 по сравнению с объемом закаленной стали. Для компенсации этого увеличения предусматривается изменение припусков на шлифовку. Так, для колец подшипников диаметром от 50 до 200 мм по наружному диаметру уменьшают припуск на 0,1-0,15 мм, а по внутреннему диаметру увеличивают припуск также на 0,1-0,15 мм. Для колец диаметром менее 50 мм и шариков припуск не изменяется.

Плотность ρп кг/см3 при температуре испытаний, °С

Сталь

20

100

200

300

400

500

ШХ15

7812

7790

7750

7720

7680

7640

Коэффициент линейного расширения α*106, К-1

Марка стали

α*106, К-1 при температуре испытаний, °С

20-100

20-200

20-300

20-400

20-500

ШХ15

11,9

15,1

15,5

15,6

15,7

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)

Марка Стали

λ Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С

20

100

200

300

400

500

ШХ15

40

37

32

Модуль Юнга (нормальной упругости) Е, ГПа

Марка Стали

При температуре испытаний, °С

20

ШХ15

211

Модуль упругости при сдвиге на кручение G, ГПа

Марка стали

При температуре испытаний, °С

20

ШХ15

80

Удельное электросопротивление ρ нОм*м

марка стали

ρ нОм*м, при температуре испытаний, °С

20

100

200

300

ШХ15

390

470

520

наш сортамент:
Для заказа металлопроката интересующих Вас размеров, свяжитесь с нами любым удобным для Вас способом. 
  • Круг 10 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг 12 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг 14 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг 16 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг 20 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг 25 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг 30 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг 36 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг 40 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг 45 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг 50 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг 56 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг 60 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг 65 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг 70 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг 80 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг 90 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг100 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг110 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг120 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг130 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг140 мм ШХ15-в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг150 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг160 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг170 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг180 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг190 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг200 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг220 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг240 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о
  • Круг250 мм ШХ15в, ГОСТ 2590, т/о