Андрей Смирнов
Время чтения: ~13 мин.
Просмотров: 2

Сталь шх15

Описание

Сталь 15 применяется: для изготовления листового проката 4−14 мм 1−2 категории, предназначенного для холодной штамповки; болтов, винтов, крюков и других деталей, к которым предъявляются требования высокой пластичности и работающие при температурах от -40 °С до +450 °С; после ХТО (химико-термической обработки) — рычагов, кулачков, крепежных и других деталей, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твёрдости и невысокой прочности сердцевины; электросварных труб; электросварных холоднодеформированных труб, предназначенных для карданных валов автомобилей, тракторов и машин; бердной проволоки, предназначенной для ткацких берд.

Стандарты

НазваниеКодСтандарты
Сортовой и фасонный прокатВ32ГОСТ 1050-88, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 14955-77, ГОСТ 1050-2013, TУ 14-1-2118-77, TУ 14-11-245-88, TУ 14-136-367-2008
Арматура, узлы и детали подвижного состава железных дорогД55ГОСТ 11530-93
Листы и полосыВ33ГОСТ 1577-93, ГОСТ 4041-71, TУ 14-1-4516-88
ЛентыВ34ГОСТ 2284-79, ГОСТ 10234-77, ГОСТ 19851-74
Классификация, номенклатура и общие нормыВ70ГОСТ 2771-81
Трубы стальные и соединительные части к нимВ62ГОСТ 3262-75, ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80, ГОСТ 10707-80, ГОСТ 20295-85, ГОСТ 24950-81, TУ 14-3-1428-86, TУ 1373-022-05757850-08, TУ 1373-013-02949352-2003
ЛентыВ24ГОСТ 3560-73
Проволока стальная средне- и высокоуглеродистаяВ72ГОСТ 3920-70, ГОСТ 7372-79, ГОСТ 9389-75, ГОСТ 9850-72, ГОСТ 17305-91, ГОСТ 26366-84
Листы и полосыВ23ГОСТ 82-70, ГОСТ 14918-80, ГОСТ 16523-97, ГОСТ 19904-90, ГОСТ 16523-89, ГОСТ 16523-70, ГОСТ 103-2006, ГОСТ 19903-90
Сортовой и фасонный прокатВ22ГОСТ 8278-83, ГОСТ 8281-80, ГОСТ 8282-83, ГОСТ 8283-93, ГОСТ 8319.0-75, ГОСТ 9234-74, ГОСТ 10551-75, ГОСТ 11474-76, ГОСТ 19771-93, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006
Болванки. Заготовки. СлябыВ31ОСТ 3-1686-90, TУ 14-1-4944-90
Методы испытаний. Упаковка. МаркировкаВ29TУ 14-106-485-99

Особенности обработки

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

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

Отечественные стали

Углеродистые:

  • У8 (или У8А). Сталь с содержанием углерода около 0,8 %. Самая простая и распространенная в ножеделии, находит массовое применение в кустарном изготовлении ножей. Высокопрочная, хорошо принимает и держит заточку. Буква «А» в ее названии означает сталь высокого качества очистки.
  • У10 (или У10А). Аналогичная предыдущей, но с содержанием углерода около 1 %. Прочность чуть ниже, но зато твердость и удержание режущей кромки лучше. Используется при изготовлении ножей для тяжелых работ, в т. ч. армейских и боевых.
  • 65Г. Углеродистая пружинно-рессорная сталь. Содержание углерода около 0,65-0,7 %. В отличие от простых «углеродок», данная сталь легирована марганцем и содержит долю процента хрома, благодаря чему у нее отличная прочность, ударная вязкость и упругость, а также большой диапазон показателей рабочей твердости. Ножи из такой стали хорошо держат заточку и являются весьма прочными. Ржавеет она не так активно, как стали марки «У».
  • ШХ15. Шарикоподшипниковая сталь. Легирована марганцем и небольшим количеством хрома (1,5 %). Содержание углерода — около 1 %. Является одной из самых сбалансированных углеродистых сталей: легко точится, сохраняет высокую прочность при высокой твердости, хорошую износостойкость и способна держать режущую кромку на малых углах.
  • ХВ5 («Алмазная» сталь). Содержит около 1,35 % углерода и довольно много вольфрама (около 5 %). Достаточно прочная, но при этом с плохой ударной вязкостью сталь, способная сломаться при динамических нагрузках. Отличается колоссальной твердостью (до 68 ед. HRc) и износоустойчивостью. Создана только для долгого и агрессивного реза, без поперечных и ударных нагрузок. Довольно интенсивно ржавеет.
  • Р6М5 («быстрорез»). Сталь, применяемая для изготовления пил по металлу. Содержит около 0,8 % углерода, 4 % хрома, немного ванадия и большое количество вольфрама (около 6 %). Также легируется молибденом. Довольно интересная сталь, обладающая огромной жаропрочностью, стойкостью удержания режущей кромки и износостойкостью.
  • 9ХС. Инструментальная легированная сталь. Содержание углерода — 1 %. Содержание хрома — 1,2 %. Дополнительно сталь легируется кремнием и марганцем. В небольших количествах содержатся никель, ванадий и даже вольфрам (до 0,25 %). Благодаря удачной совокупности элементов сталь обладает выдающимися характеристиками по удержанию заточки, износостойкости и прочности.
  • Х12МФ. Инструментальная легированная сталь. Ее часто называют «полунержавеющей». Является одной из лучших сталей для изготовления ножей. Содержит 12 % хрома и 1,5 % углерода. Имеет довольно богатый состав легирующих элементов — молибден, ванадий, марганец, никель и фосфор. Обладает отличной прочностью, износостойкостью, великолепно держит заточку и ударную вязкость на приемлемом уровне. Один из лучших выборов по соотношению цены-качества.

Нержавеющие:

  • 40Х13. Легированная сталь нижнего ценового уровня. Содержит 0,4 % углерода и 13 % хрома, как следует из ее названия. Нож из нержавеющей стали такого класса действительно почти никогда не будет ржаветь, но удержание режущей кромки у нее весьма посредственное.
  • 65Х13. Из недорогих сортов эта сталь — очень неплохой выбор. Содержит 0,65 % углерода и все те же 13 % хрома. Из-за такой балансировки состава чуть более подвержена коррозии, чем предыдущая. Зато она гораздо лучше держит заточку и в целом является очень неплохой сталью, особенно при хорошей закалке.
  • 95Х18. Эта сталь, хоть все еще и относится к среднему уровню цены, по качеству уже существенно выше двух предыдущих. Количество углерода приближается к 1 %, а хрома в этом сплаве уже существенно больше — 18 %, что поднимает как коррозионную стойкость, так и общую прочность клинков.
  • 110Х18 МШ-Д. Очень редкая, но особо ценимая среди мастеров сталь. Отличается высочайшим уровнем чистоты, благодаря методике электрошлаковой переплавки. Содержит до 1,1 % углерода и около 19 % хрома. Долгое время сохраняет заточку и показывает высокую прочность благодаря равномерной структуре.
  • 40Х10С2М (ЭИ-107). Еще ее называют «клапанной» сталью. Несмотря на невысокое содержание угля (0,4 %), данная сталь является очень хорошим выбором. В ней немного хрома (около 10 %), однако дополнительно она легирована кремнием (около 2,5 %), марганцем и молибденом, что самым положительным образом сказывается на ее прочности и износостойкости.

Варианты применения

Практически любые строительные работы проводятся с помощью измерительных и режущих приспособлений, и по разной технологии:

  1. Для проделывания отверстий в различных поверхностях используют свёрла, которые могут быть как стандартного винтового, так и плоского образца.
  2. Эксплуатация резьбовых калибров позволяет узнать реальные геометрические параметры заготовок.
  3. Метчиками можно нанести резьбу в разъёмах.
  4. Протяжками можно обработать фасонные плоскости.

Есть ещё множество инструментов, для выпуска которых характерно применение углеродной стали ХВГ. Но для таких объектов недопустимо повышенное коробление при закалке.

Также из металлопроката принято делать принадлежности для точного определения геометрических размеров, к которым относятся микрометр, штангенциркуль, глубиномер и другие. В процессе строительных работ они будут подвергаться сильному механическому воздействию, что может нарушить их изначальную форму и сделает невозможным дальнейшее использование. Такие приспособления обязаны быть очень прочными, поэтому их изготавливают из этого металла или других аналогов.

Описание

Сталь 15ХФА применяется: для изготовления некрупных деталей, подвергаемых цементации и закалке с низким отпуском (зубчатые колеса, поршневые пальцы, распределительные валики, плунжеры, копиры); труб для установок химических и нефтехимических производств с условным давлением Ру=19,6−98 МПа (200−1000 кгс/см2); бесшовных горячедеформированных труб повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости (ст.15ХФА), с наружным диаметром от 60 до 426 мм класса прочности не менее К52, для внутрипромысловых трубопроводов, транспортирующих продукцию нефтяных скважин (газопроводов и напорных нефтепроводов при давлении до 4,6 МПа, выкидных линий добывающих скважин и нефтесборных сетей при давлении до 6,5 МПа).

Примечание

Сталь качественная конструкционная хромованадиевая.
Конструкционная легированная сталь повышенной коррозионной стойкости и хладостойкости.

Механические характеристики

Сечение, ммsТ|s0,2, МПаσB, МПаd5, %d4d10d10y, %Твёрдость по Бринеллю, МПаHRB
Лента плющенная средней прочности 0,1-4,0 мм по ГОСТ 10234-77 в состоянии поставки (указано состояние поставки)
490-830
390-540
540-690
690-830
≤540≥15
≤410
Листовой прокат 1-2 категорий термообработанный (отжиг, нормализация, высокий отпуск или нормализация + высокий отпуск) в состоянии поставки по ГОСТ 4041-71
4-14320-440≥30≥26≤121≤68
Трубы электросварные прямошовные (Dy=10-530 мм) в состоянии поставки. Указаны мехсвойства основного металла
≥225≥372≥22
Сталь горячекатаная и горячекатаная со специальной отделкой поверхности
≤143
≤125
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой поверхности
≥390≥8≥50≤187
360-470≥55≤149
320-420≥55≤149
Лист
≥345≥30
325-440≥30≤121
Лента холоднокатаная 0,1-4,0 мм в состоянии поставки по ГОСТ 2284-79
440-780
310-490≥20
Полоса г/к, нормализованная в состоянии поставки
≥355≥29≥55
Прокат тонколистовой горячекатаный в состоянии поставки. Группа прочности К310В
≤2310-440≥23≤70
2-3.9310-440≥25≤70
Прокат тонколистовой холоднокатаный в состоянии поставки. Группа прочности К310В
≤2310-440≥24≤70
2-3.9310-440≥27≤70

Стандарты

НазваниеКодСтандарты
Листы и полосыВ23ГОСТ 103-2006
Сортовой и фасонный прокатВ32ГОСТ 1051-73, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 10702-78, ГОСТ 14955-77, TУ 14-1-2118-77, TУ 14-11-245-88, TУ 14-1-1529-2003, TУ 14-1-5228-93, TУ 14-136-367-2008
Сортовой и фасонный прокатВ22ГОСТ 1133-71, ГОСТ 8319.0-75, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006
Обработка металлов давлением. ПоковкиВ03ГОСТ 8479-70, ОСТ 5Р.9125-84, TУ 0306.018-80, СТ ЦКБА 010-2004
Трубы стальные и соединительные части к нимВ62ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8734-75, ГОСТ 9567-75, ГОСТ 23270-89, ГОСТ 24950-81, ГОСТ 30563-98, ГОСТ 30564-98, ГОСТ 8733-87, ГОСТ 8731-87, ГОСТ Р 53383-2009, TУ 14-159-195-90, TУ 14-3-463-2005, TУ 14-3-460-2009, TУ 14-3Р-55-2001, TУ 14-3-460-2003, TУ 14-3-1654-89
Болванки. Заготовки. СлябыВ31ОСТ 3-1686-90, TУ 108-938-80, TУ 14-1-4944-90, TУ 14-1-4992-91
Термическая и термохимическая обработка металловВ04СТ ЦКБА 026-2005

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:

  1. Углерод (0,95-1%) – довольно высокая его концентрация позволяет добиться повышенной твёрдости структуры.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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%).

ГОСТ

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;

Химический состав

В состав пружинно-рессорной стали 8cr13mov вошли такие элементы периодической системы Д. И. Менделеева:

  • углерод;
  • кремний;
  • марганец;
  • хром;
  • ванадий;
  • молибден.

Прочность зависит от процента в составе углерода (С), чем больше, тем твёрже клинок. В сплаве содержится 0,75% углерода.

За прочность отвечает марганец (Mn). Содержание в 1% говорит о том, что сплав 8cr13mov обладает завидной характеристикой по этому параметру.

Легирующий элемент хром (Cr) в сплавах влияет на коррозионную устойчивость, является обязательным компонентом нержавеющих сталей и содержится там в большом количестве. Хороший показатель (14,5%) позволяет держать коррозиестойкость на достойном уровне.

Молибден (Mo) даёт возможность закаливать клинок до высоких показателей HRC, избегая ломкости лезвия. Сплав, в состав которого добавляют этот химический элемент, становится устойчивым к высокой температуре. В 8Cr14MoV содержится 0,1% Mo.

Легирующий элемент ванадий (V), содержание которого в китайской стали 0,2%, позволяет материалу быть упругим и делает устойчивым к химически агрессивной среде.

Технологические примеси фосфора и серы имеются в любых марках, в незначительных количествах они присутствуют и здесь.

Материал оказывает высокую устойчивость к механическим нагрузкам. В промышленности 8cr13mov нашёл применение для изготовления ножей, преимущественно кухонных, и медицинского инструмента. Для правки применяют мусат или кожаный ремень. Режущая кромка лезвия слабо подвержена выкрашиванию, в результате хорошо держит заточку. Эти качества достигаются благодаря механической прочности и вязкости, полученных путём включения в состав всех вышеназванных компонентов.

Аналоги

Характеристики сравнимы с близкими по составу марками: 440B (США) и AUS-8 (Япония). Хромоникелевые нержавеющие стали американского и японского производства имеют несколько иные сочетания цены и качества. Но по качеству китайский материал ничем не уступает. Так, в японской стали содержится около 1% углерода, это чуть больше, чем в 8Cr14MoV, но процентный состав марганца выше, чем у «японки», что позволяет судить о том, что по прочности AUS-8 здесь проигрывает.

Нож выполненный из стали аналога – AUS-8.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации