Развитие металлургии привело к созданию новых видов стали с особыми эксплуатационными свойствами. Они используются в производстве определенных продуктов и деталей с высокими требованиями. Одним из таких примеров является ShKh15. Его основное применение — в производстве подшипников, но его эксплуатационные характеристики также широко используются в производстве ножей.
Сталь для качественных ножей
SchX15 была впервые разработана как производственная инструментальная сталь, но со временем она стала более универсальной и превратилась в один из лучших сплавов для производства ножей. Металл прекрасно поддается термической обработке, что позволяет активно использовать его в производстве режущих инструментов. После термообработки прочность и износостойкость ножей значительно увеличивается. Лезвия из ШХ15 имеют длительный срок службы, так как устойчивость к внешним нагрузкам позволяет им долго оставаться острыми. Они также обладают высокой устойчивостью к воздействию внешней среды.
Характеристика
Сталь SchX15 приобрела широкую популярность в промышленности благодаря своим особым режущим свойствам, которые идеально подходят для использования в лезвиях и подшипниках. SchX15 состоит из следующих основных характеристик:
- Высокая степень твердости. Подшипники и лопасти подвергаются высоким нагрузкам во время эксплуатации и впоследствии быстро изнашиваются. Чтобы этого не произошло, изделие должно быть очень твердым.
- Износостойкость, т.е. поверхность SH15 не подвержена истиранию, поэтому она долгое время сохраняет свои первоначальные рабочие свойства.
- Низкая коррозионная стойкость. Благодаря низкому содержанию хрома в химическом составе, этот сплав не ржавеет при воздействии влаги, но это происходит не очень быстро из-за других компонентов сплава.
- Устойчивы к сильным ударам и внешним механическим нагрузкам. Металл практически не подвержен вмятинам при точном ударе.
- Пластичность и вязкость рассматриваемого сплава умеренные из-за его высокой твердости.
- Стальная структура хорошо подходит для термической обработки. Закалка и отжиг дают возможность повысить прочность на молекулярном уровне.
- Существует тенденция к охрупчиванию при отпуске, что означает небольшую вероятность того, что после закалки металл станет более хрупким из-за структурных дефектов. Однако этого можно избежать, если тщательно соблюдать все техники.
- Плохая свариваемость. Сплав достигает высокой твердости благодаря высокому содержанию углерода — элемента, оказывающего негативное влияние на свариваемость.
Плюсы
После детального изучения свойств стали марки ШХ15 мы можем подвести промежуточные итоги. Среди преимуществ этого сплава четко выделяются следующие характеристики:
- однородность структуры;
- высокая прочность контакта;
- легкая обработка;
- высокая твердость;
- отличная износостойкость;
- тонкая точильная кромка;
- устойчивость к раздавливанию;
- жесткость и прочность.
Минусы
Любая сталь, какой бы хорошей она ни была, имеет недостатки — пока еще не удалось получить идеальный во всех отношениях металл. Однако недостатков у ШХ15 немного, среди них можно выделить следующие:
- хрупкость выше среднего;
- относительно низкая коррозионная стойкость;
- Сложность заточки режущих инструментов.
Существует множество различных марок стали. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. С другой стороны, ShC 15 — очень универсальная сталь, подходящая практически для любого типа ножей. В настоящее время это один из самых популярных сортов по низкой цене, который чаще всего используется в частной ковке лезвий.
Химический состав
Сталь ШХ15 имеет необычный химический состав, который определяет ее эксплуатационные свойства. Эта марка относится к низколегированным хромовым сплавам, что обусловлено большим количеством основных добавок, придающих им прочность и износостойкость. В состав входят следующие элементы:
- Углерод (0,95-1%) — его достаточно высокая концентрация позволяет повысить твердость структуры.
- Марганец (0,2-0,4%) присутствует почти во всех сталях. Он используется для удаления кислорода и серы из стали. Он также оказывает положительное влияние на пластичность и свариваемость.
- Кремний (0,17-0,37%), который используется при выплавке стали, положительно влияет на прочность и усиливает действие других компонентов. В сочетании с марганцем или молибденом кремний обеспечивает большую прокаливаемость стали.
- Хром (1,35-1,65%) — Хром обеспечивает устойчивость сплава к ржавчине, но только когда его содержание превышает 13%. Поэтому ShCr15 имеет низкую коррозионную стойкость. Небольшое количество хрома означает, что он не образует собственных карбидов, а остается в твердом растворе и может входить в цементит. Структура характеризуется однородностью с небольшим количеством карбидов. Именно это свойство приводит к повышенной износостойкости.
Расшифровка
На первый взгляд может показаться, что название сплава «ШХ15» — это простой набор букв. Однако это не так — эти буквы являются символами аббревиатуры и несут в себе смысл. Человек, хоть немного знакомый с обозначениями металлов, может извлечь из этого названия некоторую полезную информацию:
- Ш — этой буквой обозначаются все подшипниковые стали, согласно ГОСТу;
- X указывает на наличие хрома в химическом составе стали;
- 15 означает процентное содержание хрома (1,5%).
ГОСТ
Государственные стандарты регламентируют этапы производства, характеристики и свойства всех сталей, и SHC15 не является исключением. Вся подробная информация о подшипниковых сталях содержится в ГОСТ 801-78. Здесь определены и допустимый предел содержания элементов в химическом составе, и правильная закалка, и правильная маркировка, и применение и т.д. Кроме того, для каждого отдельного продукта, для производства которого используется SchC15, существует свой собственный ГОСТ. Виды материального обеспечения:
B22 — Сечения и формы | ГОСТ 2590-2006; ГОСТ 2591-2006; |
B23 — Листы и прутки. | ГОСТ 103-2006; |
B32 — Сечения и формы | ГОСТ 14955-77; ГОСТ 7417-75; ГОСТ 801-78; |
B62 — Стальные трубы и фитинги | ГОСТ 800-78; |
B73 — проволока из легированной стали | ГОСТ 4727-83; |
Технические характеристики
Выше мы уже говорили о рабочих свойствах стали ШХ15. Эта информация является простым объяснением, которое вытекает из следующих характеристик этого сплава:
- класс: ShX15;
- марка: конструкционная несущая сталь;
- удельный вес: 7812 кг/м3
- Термообработка: отжиг при 800oC, печь, 15 oC/ч;
- Температура ковки, °С: начало 1150, конец 800. Сечения до 250 мм охлаждаются воздухом, 251-350 мм в воздуховоде;
- Твердость материала: HB 10 -1 = 179 — 207 МПа (61-63 HRC);
- Критические точки температуры: Ac1 = 724 , Ac3(Acm) = 900 , Ar3(Arcm) = 713 , Ar1 = 700 , Mn = 210
- обрабатываемость: в горячекатаном состоянии при HB 202 σv=740 МПа, Кυ тв. спл=0,9 и Кυ б.ст=0,36;
- свариваемость: метод сварки CTS;
- восприимчивость к ворсу: чувствительная;
- восприимчивость к хрупкости: восприимчивый;
- измельчаемость: хорошая.
Особенности обработки
Термическая обработка является важным технологическим процессом для улучшения основных свойств металла. Закалка уже готовых изделий обычно проводится для увеличения прочности их поверхностного слоя. Закаливание ШХ15 связано с определенными трудностями. Твердость металла изначально очень высока и еще больше увеличивается после закалки, что значительно затрудняет заточку режущих инструментов. Закаленную сталь трудно точить, поэтому детали закаливают только после того, как достигнута окончательная форма. Тепловые условия в значительной степени зависят от температуры критических точек. В то же время сплав нельзя охлаждать в воде, так как это приводит к структурной деформации. https://www.youtube.com/watch?v=KZbKr-Rp18E Отжиг ShC15 проводится при температуре 800 градусов Цельсия для устранения внутренних напряжений, которые являются распространенной причиной сколов и трещин. Охлаждение может происходить двумя способами: если продукт большой — на воздухе, если маленький — в яме.
Аналоги
SchC15 имеет большое количество аналогов по всему миру. Это связано с тем, что требования к подшипниковым сталям идентичны. Это приводит к схожему химическому составу, технологии производства и свойствам. Ниже приведена таблица аналогичных сплавов со всего мира; однако стоит иметь в виду, что их свойства, не говоря уже о стоимости, не идентичны, а просто имеют много общего.
Зарубежные эквиваленты 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
SchC15 используется во многих областях благодаря своей высокой прочности и износостойкости — основным преимуществам этой марки. Спектр применения довольно широк; сплав используется для получения:
- ролики диаметром до 23 мм;
- клапаны давления;
- прижимные ролики;
- плунжеры;
- шарики для подшипников.