Шх 15 что за сталь

Обновлено: 02.05.2024

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.

Химический состав, % (ГОСТ 801-78)

C	Mn	Si	Cr	S	P	Ni	Cu
C	Mn	Si	Cr	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

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 HRC_э	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	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	ψ_%	KCU, Дж/см 2	Твердость, не более
Термообработка	Сечение, мм	не менее					Твердость, не более
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	HRC_э 62-65

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t_исп, °С	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	ψ_%	KCU, Дж/см 2	Твердость
t_исп, °С	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	ψ_%	KCU, Дж/см 2	HRC_э	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

t_исп, °С	σ_0,2, МПа	σ_в, МПа	δ₅, %	ψ_%	KCU, Дж/см 2
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=10 6

Термообработка	Твердость НВ	σ_-1, МПа
Отжиг	192	333
Закалка с 830 °С; отпуск при 150 °С, охл. в масле	616	804

Теплостойкость

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 — К_{v тв.спл} = 0,90 и К_{v б.ст} = 0,36 в горячекатаном состоянии при НВ 202 и σ_в=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)
Сталь, состояние поставки	Размер профиля, мм	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

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

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.

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.

Сталь ШХ15

Развитие металлургии привело к возникновению новых видов сталей с особыми эксплуатационными характеристиками. Они используются при производстве определённых изделий и деталей, к которым предъявляются высокие требования. Подобным примером есть сталь ШХ15. Главное её назначение – изготовление подшипников, однако её рабочие показатели активно применяются и в ножевом производстве.

Сталь для качественных ножей

Впервые ШХ15 была создана, как производственная инструментальная сталь, но со временем она обрела большую универсальность и превратилась в один из лучших сплавов для изготовления ножей.

Металл прекрасно поддаётся термообработке, что позволяет активно применять его в производстве режущих инструментов. После термической обработки значительно увеличивается прочность и износостойкость ножей.

Клинки, выполненные из ШХ15, имеют длительный срок службы, так как устойчивость к внешним нагрузкам позволяет им долго удерживать заточку. Они неплохо противостоят воздействию внешней среды.

Сталь ШХ15 для ножей используется при производстве тактических, подарочных, охотничьих и кухонных моделей. Такие изделия без особых проблем справляются с разделкой мяса, рубкой костей и веток, резанием толстых верёвок, со всеми бытовыми задачами. Такой нож будет находкой для заядлого повара. А если тщательно следить и ухаживать за своим инструментом, то он прослужит долгое время.

Характеристика

Своё широкое промышленное распространение сталь ШХ15 получала благодаря особым эксплуатационным свойствам, которые являются идеальными для изготовления лезвий и подшипников. Характеристика ШХ15 состоит из следующих параметров:

Высокий показатель твёрдости. Подшипники и лезвия при использовании подвергаются высоким нагрузкам, вследствие чего подвергаются быстрому износу. Чтобы такого не происходило изделие должно обладать дополнительной твёрдостью.
Устойчивость к износу, то есть поверхность из ШХ15 не подвержено стиранию, что позволяет ей долгое время сохранять первоначальные рабочие свойства.
Слабая устойчивость к воздействию коррозии. Из-за небольшого содержания в химическом составе такого важного элемента, как хром, этот сплав ржавеет при воздействии влаги, однако этот процесс происходит не очень быстро благодаря другим легирующим компонентам.
Стойкость к высоким ударным и внешним механическим нагрузкам. На этом металле практически не образуются вмятины от точных воздействий.
Пластичность и вязкость в рассматриваемом сплаве находятся на среднем уровне из-за большой твёрдости.
Структура стали отлично поддаётся термообработке. Закалка и отжиг дают возможность улучшить прочность на молекулярном уровне.
Склонность к отпускной хрупкости, которая означает, что есть небольшая вероятность того, что металл после закалки из-за структурных дефектов может стать более хрупким. Но точное соблюдение всех технологий позволяет этого избежать.
Плохая свариваемость. Высокой твёрдости сплав достигает благодаря большому содержанию углерода, элемента который отрицательно сказывается на свариваемости.

Плюсы

Детально изучив характеристики марки стали ШХ15, можно подвести промежуточные итоги. Среди достоинств этого сплава однозначно выделяются следующие качества:

однородность структуры;
высокая контактная выносливость;
хорошо поддаётся обработке;
большая твёрдость;
отличная износостойкость;
тонкая кромка при заточке;
стойкость к смятию;
пластичность и вязкость.

Минусы

Любая сталь, какая бы хорошая она ни была, имеет недостатки – не удалось ещё получить идеальный во всех понятиях металл. Однако недостатки ШХ15 не многочисленны, среди них можно выделить такие:

хрупкость выше средней;
сравнительно низкая стойкость к коррозии;
трудная заточка режущих инструментов.

Существует множество разных марок стали. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. ШХ 15 в свою очередь представляет из себя весьма универсальную сталь, подходящую чуть ли не для любого типа ножей. На данный момент она является одной из наиболее популярных марок с невысокой стоимостью и используемой, в основном, при частной ковке клинков.

Изделие из такой стали способно дать желаемый результат от работы, значительно сэкономив при этом бюджет, благодаря своей низкой стоимости.

Химический состав

Сталь ШХ15 имеет необычный химический состав, который определяет её рабочие свойства. Данная марка относится к низколегированным хромистым сплавам, что обусловлено большим количеством базовых добавок, которые и придают те самые прочность и износостойкость. В состав включены такие элементы:

Углерод (0,95-1%) – довольно высокая его концентрация позволяет добиться повышенной твёрдости структуры.
Марганец (0,2-0,4%) – имеется в составе практически всех сталей. Его применяют для удаления из стали кислорода и серы. Также он благоприятно влияет на ковкость и свариваемость сталей.
Кремний (0,17-0,37%) – применяют при выплавке сталей, положительно сказывается на прочности и улучшает эффект других компонентов. В комбинации с марганцем или молибденом кремний обеспечивает более высокую закаливаемость стали.
Хром (1,35-1,65%) – хром обеспечивает устойчивость сплава к ржавлению, но только в том случае, если его содержание в нём превышает 13%. Поэтому ШХ15 характеризуется низкой стойкостью к коррозиям. Небольшое количество хрома определяет то, что он не образует собственные карбиды, остаётся в твёрдом растворе и может входить в состав цементита. Структура характеризуется однородностью при небольших карбидах. Именно это свойство приводит к повышению износостойкости.

Расшифровка

На первый взгляд может показаться, что название сплава «ШХ15» — это простой набор бук. Однако это совсем не так, эти буквы являются символами аббревиатуры и несут смысловую нагрузку. Человек, который хоть немного разбирается в маркировках металлов, может из этого названия извлечь некоторые полезные сведения:

Ш – этой буквой согласно ГОСТу маркируются все подшипниковые стали;
Х – означает наличие в химическом составе стали хрома;
15 – это процентное содержание того самого хрома (1,5%).

Государственные стандарты регулируют производственные этапы, характеристики, свойства всех сталей, исключением не является и ШХ15. Вся подробная информация о подшипниковых сталях содержится в ГОСТе 801-78. Тут указан и допустимый предел элементов в химическом составе, и правильность закалки, и правильная маркировка, и применение, и т.д. Также для каждого отдельного изделия, для производства которых применяется ШХ15, имеет свой ГОСТ. Виды поставки материала:

В22 — Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 2590-2006; ГОСТ 2591-2006;
В23 — Листы и полосы	ГОСТ 103-2006;
В32 — Сортовой и фасонный прокат	ГОСТ 14955-77; ГОСТ 7417-75; ГОСТ 801-78;
В62 — Трубы стальные и соединительные части к ним	ГОСТ 800-78;
В73 — Проволока стальная легированная	ГОСТ 4727-83;

Технические характеристики

Выше уже рассказывалось о рабочих свойствах стали ШХ15. Те сведения являются простым объяснением, которое вытекает из следующих характеристик этого сплава:

марка: ШХ15;
класс: сталь конструкционная подшипниковая;
удельный вес: 7812 кг/м3
термообработка: отжиг 800oC, печь, 15 oC/ч;
температура ковки, °С: начала 1150, конца 800. Сечения до 250 мм охлаждаются на воздухе, 251-350 мм — в яме;
твёрдость материала: HB 10 -1 = 179 — 207 МПа (61-63 HRC);
температура критических точек: Ac1 = 724 , Ac3(Acm) = 900 , Ar3(Arcm) = 713 , Ar1 = 700 , Mn = 210;
обрабатываемость резанием: в горячетканом состоянии при HB 202 σв=740 МПа, К υ тв. спл=0,9 и Кυ б.ст=0,36;
свариваемость: способ сварки КТС;
флокеночувствительность: чувствительна;
склонность к отпускной хрупкости: склонна;
шлифуемость: хорошая.

Особенности обработки

Термическая обработка – важный технологический процесс, позволяющий увеличить основные качества металла. Обычно проводят закаливание уже готовых изделий, что позволяет сделать их поверхностный слой более прочным.

Закалка ШХ15 имеет некоторые сложности. Так как в свойства металла изначально заложена большая твёрдость, а после обработки она ещё несколько увеличивается, то заточка режущих инструментов значительно усложняется. Закалённая сталь плохо поддаётся резанию, поэтому детали прокаливаются только после придания окончательной формы. Термические режимы во многом зависят от температуры критических точек. При этом сплав нельзя охлаждать в воде, так как это приведёт к структурным деформациям.

Отжиг ШХ15 проходит при 800 градусах Цельсия, он позволяет устранить внутренние напряжение, которые являются частыми причинами возникновения сколов и трещин. Охлаждение может проводиться двумя способами: если изделие большое – на воздухе, если маленькое – в яме.

Аналоги

ШХ15 имеет большое количество аналогов по всему миру. Связано это с тем, что для подшипниковых сталей предъявляются одинаковые требования. В итоге получается и схожий химический состав, и производственная технология, и характеристики. Ниже будет приведена таблица со схожими сплавами из разных стран мира, однако стоит учитывать, что их свойства, а тем более стоимость, не идентичны, а просто имеют много схожего.

Зарубежные аналоги марки стали ШХ15
США	52100, G52986, J19965
Германия	1.3505, 100Cr6, 102Cr6
Япония	SUJ2, SUJ4
Франция	100C6, 100Cr6, 100Cr6RR
Англия	2S135, 534A99, 535A99
Китай	GCr15

Применение

Применение ШХ15 во многом обусловлено её высокими прочностными показателями и износостойкостью – главными достоинствами данной марки. Сфера применения довольна широкая, сплав используется для получения:

Хоть эта сталь и определяется как подшипниковая, её применение на этом не ограничивается. Она активно используются в производстве ножей и других режущих инструментов, потому что имеет необходимый базовый набор полезных качеств.

Отзывы владельцев

Георгий, 47 лет, Киев: «Мой НСК Серх из шх15 прекрасно пережил 4 дня мокрой погоды в походе. Единственный (из принципа) уход, которому его подвергал — смазка 1-2 раза в день салом от СК колбасы. Пару слабых пятен, гармонично старящих клинок до «боевого» состояния. Выполнял всю работу, какую не мог выполнить мачете и цепная пила.Заточку держал хорошо».

Сергей, 34 года, Уфа: «Написать этот отзыв меня заставили многочисленные негативные комментарии о ШХ15. Я считаю ножи из этой стали рабочими лошадками. Да, ржавеют, но ухаживай нормально, и будет тебе счастье. Зато точить надо редко, справляется со всеми задачами от нарезки колбасы до вскрытия консервы. Я доволен и не разделяю вашего негодования».

Подшипниковая сталь ШХ15

Развитие металлургии привело к появлению сталей с особыми эксплуатационными характеристиками. Они применяются при изготовлении определенных изделий, которые должны обладать особыми качествами. Примером назовем подшипниковую сталь ШХ15, которая хорошо выдерживает воздействие высокой температуры. Стандарт ГОСТ для ШХ15 определяет применение определенных стандартов при маркировке.

Углеродистая сталь ШХ15

Основные свойства стали

В промышленности шарико-подшипниковая сталь ШХ 15 получила широкое распространение. Это связано с особыми эксплуатационными характеристиками, которые позволяют применять металл при создании подшипников и лезвия. Название стали связано с тем, что практически все подшипники изготавливаются при применении этого материала.

Характеристики стали ШХ15 следующие:

Повышенная твердость поверхности. Подшипники и режущая кромка лезвия при эксплуатации подвергаются износу. Для того чтобы поверхность изделия не реагировала на механическое воздействие существенно повышается показатель твердости.
Износостойкость определяет то, что поверхность не реагирует на трение и другое воздействие. Металл ШХ9 и ШХ15 характеризуются высокой износостойкостью, поэтому создаваемые изделия могут прослужить в течение длительного периода.
Устойчивость к коррозии также можно назвать привлекательным качеством рассматриваемого металла. Ржавчина, которая появляется на поверхности, снижает срок службы изделия. Сталь ШХ15 не относится к нержавейкам. Поэтому на высокую устойчивость к высокой влажности и химически агрессивной среде рассчитывать не следует.
Стойкость к смятию. Точечное воздействие высокой нагрузки может привести к образованию вмятины, но рассматриваемый металл характеризуется высокой устойчивостью к подобному воздействию.
Пластичность и вязкость также учитываются при создании различных изделий.
Структура прекрасно поддается термической обработке. Как правило, проводится закалка после придания требуемой формы и размеров. Кроме закалки выполняется отжиг и ковка, которые также могут улучшить структуру материала.
Склонность к отпускной хрупкости определяет то, что после закалки могут появится структурные дефекты. Они могут повысить хрупкость получаемого изделия.
Плохая свариваемость. Повысить твердость смогли за счет повышения концентрации углерода. Однако, этот химический элемент существенно усложняет процесс сварки. Как правило, для повышения качества сварного шва проводится подогрев заготовки.

Свойства подшипниковой стали ШХ 15

Марка стали ШХ15, расшифровка которой проводится в соответствии с установленными стандартами ГОСТ, хорошо поддается различным видам обработки и обладает стойкостью к смятию. Кроме этого, поверхность характеризуется высокой твердостью. Температура критических точек довольно высока, она учитывается при проведении термической обработки.

Расшифровка стали

Ш — шарико-подшипниковая сталь;
Х — наличие легирующего элемента хрома в объеме не более 1,5%.

Химический состав и структура

Рассматриваемая марка стали ШХ15 имеет необычный состав, который и определяет особые эксплуатационные характеристики. Марка относится к низколегированным хромистым сталям. Это определяет то, что в составе большое количество специальных добавок, которые и придают прочность, стойкость и коррозионную стойкость. В состав включаются следующие элементы:

Большая концентрация углерода определяет повышенную твердость структуры. Показатель концентрации углерода составляет 0,95-1%.
Марганец включается в состав практически любой стали. В рассматриваемом случае концентрация 0,2-0,4%.
Кремний повышает прочность и другие характеристики материала. ШХ 15 имеет показатель в диапазоне от 0,17-0,37%.
В большинстве случаев коррозионная стойкость достигается за счет добавления большого количества хрома. ШХ 15 характеризуется невысокой устойчивостью к воздействию агрессивных химических веществ и влаги, так как хрома в составе только 1,35-1,65%.

Микроструктура шх15 после закалки в масле

Небольшое количество хрома определяет то, что он не образует собственные карбиды, остается в твердом растворе и может входить в состав цементита. Структура характеризуется однородностью при небольших карбидах. Именно это свойство приводит к повышению износостойкости.

Сегодня термообработка проводится для увеличения основных качеств металла довольно часто. Среди особенностей отметим:

Довольно часто проводится закалка ШХ15. Она позволяет существенно повысить твердость поверхностного слоя. Стоит учитывать, что после закалки провести заточку режущей кромки достаточно сложно. Закаленную сталь ШХ 15 сложно обрабатывать резанием. Именно поэтому закалка проводится после придания заготовке требуемой формы и размеров. Термической обработки режимы во многом зависят от температуры критических точек. Стоит учитывать, что охлаждение в воде приводит к образованию структурных и поверхностных деформацией. Охлаждение на открытом воздухе проводится только в случае больших размеров изделия.
Отжиг стали ШХ15 проводится при температуре около 800 градусов Целься. Подобная обработка позволяет устранить внутренние напряжения, которые становятся причиной появления трещин и других дефектов. Как правило, отжиг проводят после закалки изделия. Для проведения подобного процесса могут использовать различное оборудование.
Заготовка может подвергаться и ковке, для чего проводится разогрев до 1150 градусов Цельсия. Охлаждение проводится на открытом воздухе или в яме. При ковке структура материала становится более плотной и устойчивой к различному воздействию.

При рассмотрении основных качеств учитывается склонность к отпускной хрупкости, а также возможность проводить обработку резанием. Для термической обработки может применяться самое различное оборудование. Высокая температура плавления определяет то, что в домашних условиях улучшение проводится крайне редко.

Сферы применения

Применение стали ШХ15 во многом связано с высокой твердостью и прочностью структуры, а также несущественной коррозионной стойкостью и износоустойчивостью. Сплав используется для получения:

Шариков, используемых при изготовлении подшипников. Во время эксплуатации подшипников этот элемент подвергается сильному механическому воздействию. Поэтому их изготовлению уделяется особое внимание, часто изделие подвергается закалке.
Роликов диаметром до 23 мм. Встречаются в продаже и роликовые подшипники, которые рассчитаны на большую нагрузку.
Плунжеров.
Нагнетательных клапанов. Они также подвержены существенному воздействию на момент эксплуатации.
Роликов толкателей.

Шарик стальной для подшипника ШХ-15

Тот момент, что сплав ШХ 15 называется подшипниковой определяет ее применение при создании подобных изделий. Они могут выдерживать длительную эксплуатацию, выдерживают трение и другое механическое воздействие, высокую температуру.

Ножи из стали ШХ15

Сталь ШХ15 характеризуется универсальностью в применении. Она используется при получении самых различных ножей, как и сплав ШХ16. На сегодняшний день марка считается одной из самых популярных, что связано с низкой стоимостью. Нож ШХ15 характеризуется следующими качествами:

Лезвие служит на протяжении длительного периода. Хорошая износостойкость определяет то, что не нужно часто выполнять заточку режущей кромки.
Режущая кромка долго держит свою заточку.
Поверхность не поддается заточке. Поэтому после ее потери ее восстановить достаточно сложно.
Режущая кромка не подвержена воздействию влаги и различных химических элементов. На протяжении длительного периода на поверхности не появляется ржавчина или окисления.
Получаемое лезвие не хрупкое, поверхность твердая. Именно поэтому область применения ножа существенно расширяется.

Сталь ШХ15 применяется при создании изделий, которые эксплуатируются при самых тяжелых условиях. Однако, материал не является универсальным, что связано с относительно невысокой коррозионной стойкостью.

Сталь ШХ15 - характеристики и применение

Наверное, нет такого механизма или машины в котором не применяют подшипники. Для их производства применяют стали с особыми параметрами, к ним можно отнести характеристики стали ШХ15.

ГОСТ 801 - 78 определяет процентное соотношение веществ входящих в состав ШХ15:

углерод до 1,05%;
хром до 1,65%;
кремний до 0,37%;
марганец до 0,4% и многие другие.

Такой состав обеспечивает высокие прочностные показатели, которые позволяют использовать этот материал для изготовления шариков, внутренних колец для подшипников разного типа.

Название ШХ15 говорит о том, что в ее состав входит хром в количестве 1.5%. Буква Ш обозначает, что эта марка применяется для изготовления подшипников.

Сталь имеет следующие особенности:

она склонна к отпускной хрупкости;
предел прочности этого материала лежит в диапазоне от 590 до 750 МПа;
при разрыве удлинение может составить 20%;
ударная вязкость составляет 440 кДж/кв. М.

Для достижения заданных параметров прочности, материал подвергают нагреву до таких температур, превышающую точку эвтекдоидного превращения, то есть той точки, когда один твердый раствор разделяется на два. Это превращение создает необходимую концентрацию таких веществ, как углерод и хром. Кроме того, образуется мелкое однородное зерно.

Аналоги

Отечественная промышленность выпускает следующие аналоги:

Существуют и импортные аналоги:

США - 52100;
Германия - 100Cr6;
КНР - GCr15;
Южная Корея - STB4.

Потребители могут приобрести на рынке следующие изделия из ШХ15:

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.

К основным свойствам можно отнести следующие:

однородная структура;
обрабатываемость различными способами;
твёрдость;
получение тонкой кромки при заточке клинка;

Сплав обладает такими недостатками - как сложная заточка и малая стойкость к воздействию коррозионных факторов.

ШХ15 применяют в подшипниковой отрасли. Из неё изготавливают шарики, предельный размер которых составляет 150 мм, роликов с максимальным размером до 23 мм. Кроме того, из стали марки ШХ15 производят подшипниковые кольца толщина которых не превышает 14 мм.

Во время работы детали подшипника подвергаются большим нагрузкам, распределяемым на малой площади. Более того, эти нагрузки имеют разную полярность, такие нагрузки называют знакопеременными, они могут достигать давления порядка 300 - 500 кг/кв. см. Именно поэтому термообработка этой стали проходит при высоких температурах.

Важно понимать, что такие нагрузки не могут пройти бесследно и рано или поздно на внутренней поверхности колец могут образовываться микротрещины. Появление дефектных участков приводит к росту ударной нагрузки, которая, в свою очередь, приводит к росту дефектных участков в результате подшипник выйдет из строя.

В промышленности этот материал применяют уже около 100 лет, кроме подшипниковой отрасли этот материал используют для производства режущего инструмента, в том числе и ножей. Нож, выполненный из стали, обладает большим запасом прочности и способностью длительное время сохранять заточку. Характеристики материала позволяют изготавливать элементарные кухонные ножи.

Сталь ШХ15 и ножи

В мире существует множество марок сталей. Только в одном марочнике сталей и сплавов упоминается порядка 600 наименований. Каждая имеет определенные качества, которые позволяют применять ее в различных отраслях. Марка ШХ15 - это универсальный материал, который может быть использован для изготовления любого типа ножей.

На сегодня - это один из самых популярных сортов, обладающих относительно невысокой ценой и применяемой при изготовлении клинков.

ШХ15 - это представитель группы малолегированных хромистых сталей. Наименование легирующих элементов и их процентный состав указан выше. В состав этой стали входит относительно небольшой объем хрома. Это и служит причиной того, что в структуре сплава не происходит образование карбидов хрома. Хром в данном случае находиться в твердом растворе и в цементите. Именно это и служит основание для высокой выносливости этой стали. И по той же причине клинок из марки ШХ15 долго может удерживать остроту лезвия. Параметры стали обеспечивают клинкам стойкость к износу, необходимую твердость, прочность.

Одна из причин того, что марка этой стали стала популярной среди производителей ножей - это относительно простая обработка при нагреве. При этом клинок не только получает необходимую форму, но и существенно повышает прочностные характеристики. Высокая твёрдость стали обеспечивает успешное сопротивление износу. Кроме того, следует отметить то, что клинок сложно замять.

Для получения оптимальных свойств сплава ШХ15 проводят ее термическую обработку. Оптимальная температура закаливания составляет 810 - 850 ºC. Отпуск выполняют в температурном диапазоне от 150 до 160 ºC. После выполнения этих операций твёрдость материала достигает 61 - 64 по HRC.

О ножевых сталях. Сталь ШХ15.

Одной из самых популярных российских сталей, используемых в ножеделии, является углеродистая ШХ15. В течении многих десятилетий изготовленные из нее ножи зарабатывали репутацию надежного помощника на кухне и на охоте. Сегодня в сегменте массового индустриального производства она постепенно сдает свои позиции, но продолжает использоваться при индивидуальном изготовлении ножей.

Сталь ШХ15 относиться к конструкционным подшипниковым сталям, углеродистым и низколегированным. В промышленности из нее производятся шарики диаметром до 150 мм; различные ролики диаметром до 23 мм; кольца подшипников, со стенками не превышающими по толщине 14 мм; втулки плунжеров; нагнетательные клапаны; ролики толкателей и другие детали. Изделия из этой стали обладают высокой твердостью, износостойкостью и контактной прочностью. При взаимодействии с твердыми материалами детали из этого сплава не деформируется и сохраняют свою структуру и свойства. Близкие по составу стали ШХ9, ШХ12, ШХ15СГ, имеют сравнимые параметры. Но именно ШХ15 – лучше всего подходит для изготовления ножей и другого режущего инструмента.

Углерод (С): 0,95 -1.0%, отвечает за твердость, прочность и износостойкость.

Хром (Cr): 1,35-1,65 %, отвечает за коррозионную стойкость

Марганец (Mn): 0,2-0,4%, увеличивает твердость и износостойкость.

Кремний (Si): 0,17-0,37%, увеличивает прочность.

Сталь имеет достаточно простой состав, что напрямую влияет на предсказуемость ее работы. Хороший процент углерода, позволяет производить термообработку до твердости в 62- 64 HRC. На таких высоких параметрах твердости сталь, благодаря хорошей однородности состава очень достойно выдерживает большие нагрузки на клинок. Также важно отметить, что сплав имеет мелкие карбиды, что тоже положительно влияет на однородность и прочностные качества. Нож с клинком из ШХ15 способен отлично удерживать заточку на острых углах.

В ножевой индустрии сталь получила распространение благодаря хорошей обрабатываемости и предсказуемости свойств. Для закалки оптимальной температурой считается 810 — 850 градусов по Цельсию, а температура отпуска в свою очередь варьируется от 150 до 160 градусов. Для стабилизации мартенсита во время закалки достаточно 2-4-часового отпуска при 150°С в условиях комнатной температуры. При этом сталь имеет склонность к «отпускной хрупкости» и требует качественного контроля на всех этапах термообработки. В частности, для снятия напряжений в стали рекомендуется применение криогенного охлаждения жидким азотом. При зонной закалке на стали легко проявляется хамон, который придает ей индивидуальность, и отличный внешний вид.

К главным достоинствам ШХ15 относятся: однородность, хорошая обрабатываемость, высокая стойкость к износу, пластичность, вязкость, отсутствие склонности к заминам. В нашей стране ее чаще всего используют для охотничьих ножей. Также она зачастую применяется для клинков на традиционных узбекских пчаках. Безусловно на кухне за такими ножами требуется уход, но хорошее удержание остроты и присущая «углеродкам» агрессия реза продолжает привлекать к ней изготовителей национальных ножей. ШХ15 вполне конкурентоспособна относительно с популярных отечественных «полууглеродистых» сталями, такими как Х12МФ, а также самым распространенным углеродистыми: 65Г, Р6М5, 9ХС. Главным ее недостатком является высокая склонность к коррозии, из-за которой эти ножи не рекомендуется мыть в посудомоечной машине. Средством противодействия ржавлению может стать травление в различных кислотах, для создания на поверхности клинка оксидной пленки.

Читайте также: