Сталь ШХ15
Применение стали ШХ15
Сталь ШХ15 применяется для производства бесшовных холодно- и горячедеформированных труб, предназначенных для изготовления колец шариковых и роликовых подшипников; шариков диаметром до 150 мм, роликов диаметром до 23 мм; втулок плунжеров, плунжеров; нагнетательных клапанов; корпусов распылителей; роликов толкателей и других деталей, от которых требуется высокая твердость, износостойкость и контактная прочность; круглой отожженной проволоки диаметром 1,4-10,0 мм для изготовления шариков, роликов и колец подшипников.
Тип – сталь конструкционная подшипниковая
Химический состав стали ШХ15
C | Cr | Cu | Mn | Ni | P | S | Si |
0,95-1,05 | 1,30-1,65 | ≤0,25 | 0,20-0,40 | ≤0,30 | ≤0,027 | ≤0,020 | 0,17-0,37 |
По ГОСТ 801-78 суммарное содержание Ni+Cu≤0,50%. В стали, полученной методом электрошлакового переплава массовая доля серы не должна превышать 0,01 %, а фосфора 0,025 %. При выплавке стали в кислых мартеновских печах допускается массовая доля меди до 0,30 % при сохранении нормы суммарной доли меди и никеля не более 0,050 %.
Химический состав в % по ГОСТ 21022-75:
НТД | C | S | P | Mn | Cr | Si | Ni | Cu |
ГОСТ 21022-75 | 0,95-1,05 | ≤0,010 | ≤0,025 | 0,20-0,40 | 1,30-1,65 | 0,17-0,37 | ≤0,30 | ≤0,25 |
По ГОСТ 21022-75 химический соства приведен для стали марки ШХ15-ДШ, полученную методом переплава в вакуумно-дуговой печи электродов из стали марки ШХ15, изготовленных из металла электрошлакового переплава.
Механические свойства стали ШХ15
Механические свойства при 20°С
Состояние поставки | Сечение (мм) | t испыт. (°C) | t отпуска (°C) | sТ | s0,2 (МПа) | sB (МПа) | d5 (%) | d4 | d | d10 | y (%) | KCU (кДж/м2) | HB | HRC | HRB | HV | HSh |
Сортовой прокат. Закалка в воду с 810 °С до 200 °С, затем масло + Отпуск при 150 °С, охлаждение на воздухе | ||||||||||||||||
30,0-60,0 | ≥1670 | ≥490 | 62-65 | |||||||||||||
Сортовой прокат. Отжиг при 800 °С, охлаждение с печью до 730 °С, затем до 650 °С со скоростью 10-20 °C/ч, охлаждение на воздухе | ||||||||||||||||
≤30 | 370-410 | 590-730 | 15-25 | 35-55 | ≥432 | 179-207 | ||||||||||
Сортовой прокат. Отжиг при 800°C, охлаждение с печью со скоростью 15 °C/ч | ||||||||||||||||
≤30 | 370-410 | 590-730 | ≥20 | ≥45 | ≥432 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
Состояние поставки | Сечение (мм) | t испыт. (°C) | t отпуска (°C) | sТ | s0,2 (МПа) | sB (МПа) | d5 (%) | d4 | d | d10 | y (%) | KCU (кДж/м2) | HB | HRC | HRB | HV | HSh |
Сортовой прокат. Закалка в масло с 840 °С + Отпуск | ||||||||||||||||
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 | |||||||||||||
Сортовой прокат. Закалка в масло с 860 °С + Отпуск | ||||||||||||||||
400 | ≥1570 | ≥147 | ≥480 | |||||||||||||
500 | ≥1030 | ≥1270 | ≥8 | ≥34 | ≥196 | ≥400 | ||||||||||
550 | ≥900 | ≥1080 | ≥8 | ≥36 | ≥235 | ≥360 | ||||||||||
600 | ≥780 | ≥930 | ≥10 | ≥40 | ≥334 | ≥325 | ||||||||||
650 | ≥690 | ≥780 | ≥16 | ≥48 | ≥54 | ≥275 |
Механические свойства в зависимости от температуры испытания
Состояние поставки | Сечение (мм) | t испыт. (°C) | t отпуска (°C) | sТ | s0,2 (МПа) | sB (МПа) | d5 (%) | d4 | d | d10 | y (%) | KCU (кДж/м2) | HB | HRC | HRB | HV | HSh |
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 | ||||||||||||
Сортовой прокат. Закалка в масло с 830 °С + Отпуск при 150 °С (выдержка 1,5 ч) | ||||||||||||||||
25 | ≥2550 | ≥880 | ||||||||||||||
-25 | ≥2650 | ≥690 | ||||||||||||||
-40 | ≥2600 | ≥640 |
Прочая информация о ШХ15
Технологические свойства
Обрабатываемость резаньем | В горячекатаном состоянии при НВ 202 sВ=740 МПа Kn тв.спл.=0,90 Kn б.ст.=0,36. |
Свариваемость | Способ сварки - КТС. |
Склонность к отпускной хрупкости | Склонна. |
Температура ковки | Начала - 1150 °C, конца - 800 °C. Сечения до 250 мм охлаждаются на воздухе, 251-350 мм - в яме. |
Флокеночувствительность | Чувствительна. |
Шлифуемость | Хорошая. |
Температура критических точек
Критическая точка | Температура °C |
AC1 | 724 |
AC3 | 900 |
AR3 | 713 |
AR1 | 700 |
MN | 210 |
Предел выносливости
Термообработка, состояние стали | s-1 (МПа) | t-1 (МПа) | n | sB (МПа) | s0,2 (МПа) |
НВ 192. Отжиг | 333 | 1Е+6 | |||
НВ 616. Закалка в масло с 830 °C + Отпуск при 150 °C, охлаждение в масле | 804 | 1Е+6 | |||
НВ 582-670 | 652 | 1Е+6 | 2160 | 1670 | |
Прокаливаемость |
Закалка 850 °С.
Расстояние от торца, мм/HRCэ
1.5 |
3 |
4.5 |
6 |
9 |
12 |
15 |
18 |
24 |
33 |
|||||
65,5-68,5 |
63-68 |
58,5-67,5 |
51,5-67 |
40-64 |
38-54 |
38-48,5 |
38-47 |
33-41,5 |
28-35,5 |
|||||
Термообработка |
Количество мартенсита, % |
Крит. диам. в воде |
Крит. диам. в масле |
Крит. твердость, HRCэ |
Расст. от охлаждаемого конца, мм |
|||||||||
50 | 28-60 | 9-37 | 57 | |||||||||||
90 | 20-54 | 6-30 | 62 |
Физические свойства
Температура испытания, °С | 0 | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 700 |
Модуль нормальной упругости (Е, ГПа) | 211 | 211 | ||||||
Модуль упругости при сдвиге кручением (G, ГПа) | 80 | |||||||
Плотность (r, кг/м3) | 7812 | 7812 | 7790 | 7750 | 7720 | 7680 | 7640 | |
Коэффициент теплопроводности (l, Вт/(м · °С)) | 40 | 37 | 32 | |||||
Уд. электросопротивление (R, НОм · м) | 390 | 470 | 520 | |||||
Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | 11,9 | 15,1 | 15,5 | 15,6 | 15,6 | 15,7 | ||
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг · °С)) |
Теплостойкость, красностойкость
Температура, °C | Время, ч | Твёрдость, HRCЭ | Тип |
150-160 | 1 | 63 | Теплостойкость |