Сталь ШХ15: преимущества, характеристики, свойства, применение

Усиленное развитие металлургии привело к образованию новых видов стали. Их характеристики, использующиеся при производстве конкретных изделий и деталей с высокими требованиями, улучшили качество используемых изделий.

Описание стали ШХ15

В нашей стране ШХ15 создавался как база для изготовления подшипников, а все из-за высокой устойчивости стали к окислению, твёрдости и износоустойчивости.

Из-за тех же самых характеристик стали в Европе сплав используют для создания режущего инструмента.

Материал может удерживать структуру кристаллической решетки и свойства при продолжительной работе с твердыми материалами. Он не сыпется в крошку и не раскалывается.

Преимущества и недостатки

Каждая марка стали обладает своими уникальными физико-эксплуатационными параметрами, плюсами и минусами. Плюсы ШХ15:

• однородность, приобретённая с помощью эксплуатации специальных технологий;
• выносливость при контакте с другими материалами;
• податливость к обработке;
• высокая твердость;
• высокая износостойкость;
• вязкость и пластичность;
• получение тонкой острой режущей кромки.

Минусы:

• появление ржавчины на изделии;
• хрупкость готового изделия при неграмотной термообработке.

Область применения

Первый раз сталь использовали для создания подшипников. Сталь ШХ15 применяется для изготовления деталей, требующих высокой твердости, износостойкости и прочности:

• 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.

Со временем ее показатели стали активно использоваться в производстве ножей. По этой причине ШХ15 определяют как подшипниковую и ножевую сталь.

Характеристики (свойства) стали

ШХ15 хорошо поддается обработке. Она отличается стойкостью к смятию, а поверхность отличается высокой твердостью. Достаточно высока у данной стали температура критических точек. Это оказывается полезным при термической обработке.

Твердость

Сталь ШХ15 обладает повышенной твердостью поверхности. Подшипники и режущая кромка лезвия при эксплуатации подвергаются износу.

Чтобы поверхность изделия не реагировала на механическое воздействие, существенно повышается показатель твердости.

• По Роквеллу. По Роквеллу плотность достигает показателей порядка HRC 61–63.
• По Бринеллю. 179–207 МПа.
• В состоянии плавки. В состоянии плавки твердость стали уменьшается менее чем в 2 раза. При температуре отпуска 450 ^оС показатели составляют HRC 46–48.

Плотность

По данным ГОСТа плотность составляет 7,79 г/см³. Это стандартное значение для низкоуглеродистой и низколегированной стали.

Марка

Марка стали — ШХ15. Ее заменители — ШХ9, ШХ12, ШХ15СГ.

Химический состав

Сплав относится к категории низколегированных хромистых составов. В состав включены разные примеси, которые добавляют материалу стойкость к окислительным процессам, прочность и твёрдость.

К числу легирующих элементов относят:

• Углерод (в концентрации от 0,95 до 1 %). Это высокое содержание. Оно придает повышенную твердость сплаву.
• Марганец (доля варьируется от 0,2 до 0,4 %).
• Кремний (содержание этого микроэлемента составляет 0,18–0,38 %). Обеспечивает материал повышенной твердостью.
• Хром (концентрация 1,35–1,65 %). Обеспечивает высокую стойкость к ржавчине.

Предел прочности

Предел прочности для ШХ15 находится в разрезе от 590 до 750 мПа.

Предел текучести

Предел текучести — σ0,2, МПа.

Ударная вязкость

Ударная вязкость составляет порядка 0,2–0,3 МДж/м².

При какой температуре становится закаленной?

Оптимальные режимы закалки в водный раствор — 810–820° и 830–850° при закалке в масло. Допустимые температуры отпуска — 150–160 °С.

Механические свойства

Сталь марки ШХ15 обладает рядом механических свойств, в том числе склонностью к высокой отпускной хрупкости и повышенной твердостью по Роквеллу. К другим физико-техническим параметрам относят:

• диапазон кратковременной прочности — в коридоре от 580 до 740 МПа;
• предел рабочей пропорциональности — 380–420 МПа;
• относительное удлинение материала в случае разрыва — 20 %;
• температура плавления — не менее 225–250 градусов;
• относительное сужение — 45 %;
• параметр обрабатываемости путем резания — Kv тв. спл = 0,90 и Kv б. ст = 0,36 в горячекатаном виде при НВ 202 и в=740 МПа.

Отпускная хрупкость

Материал обладает высокой отпускной хрупкостью.

Свариваемость

Способ сварки — КТС.

Группа стали

ШХ15 — это представитель группы малолегированных хромистых сталей. Наименование легирующих элементов и их процентный состав указаны выше.

ГОСТ

Существуют следующие продукты из ШХ15, которые преобладают на рынке:

• прокат, в т. ч. фасонный — ГОСТ 801-78;
• пруток, в т. ч. калиброванный — ГОСТ 7417-75;
• серебрянка — ГОСТ 14955-77;
• полоса, проволока — ГОСТ 103-76, ГОСТ 4727-83.

Свои ГОСТы разработаны для каждого изделия, в производстве которого участвует этот сплав.

Цена в 2021 году

Цены на сталь ШХ15 варьируются в зависимости от ГОСТа и поставщика.

Расшифровка

Производство этой стали регламентируется нормативом ГОСТ 801-78, в соответствии с ним и маркируется как «сталь ШХ15». Каждая буква в наименовании имеет своё обозначение:

• Ш — буква объединяет в себе маркировку подшипниковых сталей;
• Х — указывает на присутствие хрома в химическом составе материала;
• 15 — указывает на долю хрома в составе сплава (1,5 %).

Таким образом, сплав ШХ15 обладает повышенной износостойкостью и прочностью, что позволяет ему быть применимым как на производстве, так и в быту.