Сталь ШХ15

Общие сведения

Заменитель
Сталь ШХ9, Сталь ШХ12, Сталь ШХ15СГ
Вид поставки
Сортовой прокат, в т. ч. фасонный: ГОСТ 801-78, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71.

Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75.

Шлифованный пруток и серебрянка: ГОСТ 14955-77.

Полоса ГОСТ 103-76.

Проволока ГОСТ 4727-83.

Назначение
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 и другие детали, от которых требуется высокая твердость, износостойкость и контактная прочность.

Химический состав

Химический элемент %
Углерод (C) 0.95-1.05
Кремний (Si) 0.17-0.37
Медь (Cu), не более 0.25
Марганец (Mn) 0.20-0.40
Никель (Ni), не более 0.30
Фосфор (P), не более 0.027
Хром (Cr) 1.30-1.65
Сера (S), не более 0.020

Механические свойства

Механические свойства

Термообработка, состояние поставки Сечение, мм σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2 HB HRCэ
Отжиг 800 °С, печь до 730 °С, затем до 650 °С со скоростью 10-20 град/ч, воздух. 370-410 590-410 15-25 35-55 44 179-207
Закалка 810 °С, вода до 200 °С, затем масло. Отпуск 150 °С, воздух. 30-60 1670 1670 5 62-65

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % δ4, % KCU, Дж/м2 HB HRCэ
Закалка 840 °С, масло.
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 860 °С, масло.
400 1570 15 480
500 1030 1270 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 испытания

t испытания, °C σ0,2, МПа σB, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/м2
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 830 °С, масло. Отпуск 150 °С, 1,5 ч.
25 2550 88
-25 2650 69
-40 2600 64

Технологические свойства

Температура ковки
Начала 1150 °С, конца 800 °С. Сечения до 250 мм охлаждаются на воздухе, 251-350 мм — в яме.
Свариваемость
способ сварки — КТС.
Обрабатываемость резанием
В горячекатаном состоянии при НВ 202 и σB = 740 МПа Ku тв.спл. = 0.90, Ku б.ст. = 0.36.
Склонность к отпускной способности
склонна
Флокеночувствительность
чувствительна
Шлифуемость
хорошая.

Температура критических точек

Критическая точка °С
Ac1 724
Ac3 900
Ar3 713
Ar1 700
Mn 210

Предел выносливости

σ-1, МПа n σB, МПа σ0,2, МПа Термообработка, состояние стали
 333  1Е+6 НВ 192. Отжиг.
 804  1Е+6 НВ 616. Закалка 830 С°. Отпуск 150 С°, масло.
 652  1Е+6  2160  1670 НВ 582-670

Прокаливаемость

Закалка 850 °С.

Расстояние от торца, мм / HRC э
 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

 

Кол-во мартенсита, % Крит.диам. в воде, мм Крит.диам. в масле, мм Крит. твердость, HRCэ
50 28-60 9-37 57
90 20-54 6-30 62

Физические свойства

Температура испытания, °С 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа 211
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа 80
Плотность, ρn, кг/см3 7812 7790 7750 7720 7680 7640
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) 40 37 32
Уд. электросопротивление (ρ, НОм · м) 390 470 520
Температура испытания, °С 20- 100 20- 200 20- 300 20- 400 20- 500 20- 600 20- 700 20- 800 20- 900 20- 1000
Коэффициент линейного расширения (α, 10-6 1/°С) 11.9 15.1 15.5 15.6 15.7

Теплостойкость, красностойкость

Теплостойкость

Температура, °С Время, ч Твердость, HRCэ
 150-160  1  63

 

Условные обозначения

Механические свойства
σB временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
σ0,2 предел текучести условный, МПа
σсж предел прочности при сжатии, МПа
σсж0,2 предел текучести при сжатии, МПа
σ0,05 предел упругости, МПа
σизг предел прочности при изгибе, МПа
σ-1 предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
δ5 , δ4 , δ10 относительное удлинение после разрыва, %
ψ относительное сужение, %
ν относительный сдвиг, %
ε относительная осадка при появлении первой трещины, %
τК предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
τ-1 предел выносливости при испытании на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
KCU и KCV ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами вида U и V, Дж/см2
HRCэ и HRB твёрдость по Роквеллу (шкала C и B соответственно)
HB твёрдость по Бринеллю
HV твёрдость по Виккерсу
HSD твёрдость по Шору
Физические свойства
E модуль упругости нормальный, ГПа
G модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа
ρn плотность, кг/м3
λ коэффициент теплопроводности, Вт/(м∙°C)
ρ удельное электросопротивление, Ом∙м
α коэффициент линейного теплового расширения, 10-61/°С
с удельная теплоёмкость, Дж/(кг∙°С)