Сталі ШХ15: характарыстыкі, прымяненне, ўласцівасці, расшыфроўка маркіроўкі

Характарыстыкі прымянення сталі ШХ15, а таксама працэс яе вытворчасці прывялі да таго, што яе сталі адносіць да групы канструкцыйных сталей.

Структура сталі

Найважнейшае патрабаванне, якое прад'яўляецца да дадзенага тыпу сталі, - гэта высокая цвёрдасць. Для таго каб дасягнуць такога паказчыка, выкарыстоўваюць вялікая колькасць вугляроду ў якасці легіруючых элементаў, а таксама дадаюць некаторы колькасць хрому.

У момант пастаўкі дадзенай сталі яе структура - гэта феррито-карбидная сумесь. Часцей за ўсё пры пастаўцы дадзенага выгляду пішуць, што яна - отожженная на крупчасты перліт. Таксама важна адзначыць, што да характарыстыках прымянення сталі ШХ15 ставіцца і высокая пластычнасць, якая абавязкова павінна быць выкананая, так як сыравіна гэтай маркі часта выкарыстоўваецца для вытворчасці розных пластычных канструкцый.

Тэмпература загартоўкі сталі, пры якой яна праходзіць тэрмічную апрацоўку, - 830-840 градусаў па Цэльсіі. Адпачынак жа сыравіны ажыццяўляецца ў тэмпературы ад 150 да 160 градусаў, а час, патрабаванае на завяршэнне аперацыі, складае 1-2 гадзіны.

Карбидная фаза

Далейшыя характарыстыкі прымянення сталі ШХ15 шмат у чым залежаць ад карбидной фазы і ад яе паспяховага завяршэння. Калі разглядаць яе праходжанне пад мікраскопам, то можна назіраць, што пры паспяховым яе завяршэнні, высілак, якое патрабуецца для разбурэння матрыцы - 140 кН.

Для таго каб дасягнуць такога паказчыка, шарык, які з'яўляецца асноўным элементам структуры, павінен мець аднастайную матрыцу, а таксама досыць аднастайныя карбіду. Аднолькавымі яны павінны быць як па памеры, так і па сваім размеркаванні ў матрыцы. Калі ж падчас апрацоўкі што-то пайшло не так, то высілак, патрабаванае для разбурэння структуры, можа ўпасці да 68 кН. Калі гэта адбываецца, значыць, структура шарыка атрымалася неаднароднай. Карбіду ў дадзеным выпадку могуць быць размешчаны нераўнамерна і/або мець неаднолькавыя памер. Гэты паказчык вельмі істотны для сталі.

Дэфекты карбидной фазы

Так як характарыстыкі прымянення сталі ШХ15 шмат у чым залежаць ад праходжання карбидной фазы, то важна ведаць, якія могуць быць дэфекты гэтага працэсу:

• Адзін з першых дэфектаў - гэта карбидная полосчатость. Ён узнікае з-за таго, што прысутнічае неаднароднасць структуры сталі пасля загартоўкі. У тых участках, дзе прысутнічае вялікая колькасць карбідам, з'яўляецца мартенситно-трооститная структура, а ў тых месцах, дзе колькасць гэтага рэчыва мала, з'яўляецца ігольчатых мартэнс.
• Яшчэ адзін дэфект, які можа паўстаць, - гэта карбидная ликвация. У падшыпнікавым тыпе сталі часта сустракаецца буйная ўключэнне карбідам, якія размяшчаюцца ўздоўж напрамкі пракаткі - гэта і называецца карбидной ликвацией. Дэфект гэтай з'явы заключаецца ў тым, што гэтыя элементы характарызуюцца высокай трываласцю, але і высокай далікатнасцю. Часцей за ўсё такія элементы руйнуюцца пры выхадзе сталі на працоўную паверхню, з-за чаго ўтворыцца ачаг разбурэння. Ярка выражаны недахоп гэтага тыпу моцна павялічвае изнашиваемость шарикоподшипниковой сталі.

Падшыпнікі з сталі

З-за характарыстык прымянення сталі ШХ15 яе сталі часта выкарыстоўваць для вытворчасці шарыкаў, ролікаў і кольцаў падшыпнікаў.

Варта адзначыць, што пры працы дадзеных дэталяў яны пастаянна падвяргаюцца высокім знакопеременным напружаннем. Таксама важна разумець, што ролік або шарык, а таксама дарожка з кольцаў адчуваюць высокую нагрузку ў адзіны момант часу, якая размяркоўваецца па вельмі малым участку плоскасці. З-за гэтага ў такіх участках напераменку ўзнікаюць такія знаказменныя напружання каля 3-5 МН/м² (300-500 кгс/см²).

Менавіта з-за такіх нагрузак тэмпература загартоўкі сталі вельмі высокая, каб надаць высокую трываласць матэрыялу. Таксама важна адзначыць, што такія высокія нагрузкі не праходзяць бясследна, яны пакідаюць невялікую дэфармацыю элементаў падшыпніка. З-за гэтага на падшыпніку ўтвараюцца усталостную расколіны. З'яўленне гэтых дэфектаў прыводзіць да таго, што пры праходжанні гэтага ўчастка адбываецца ўдар, з-за якога дэфармацыя толькі ўзмацняецца, а ў канчатковым рахунку падшыпнік цалкам выходзіць з ладу.

Падшыпнікавай сталі: характарыстыкі

Дадзеная марка сталі ўжываецца для вытворчасці шарыкаў дыяметрам да 150 мм, ролікаў дыяметрам да 23 мм, а таксама для вытворчасці кольцаў падшыпнікаў, таўшчыня сценкі якіх 14 мм. Таксама гэтая сталь можа выкарыстоўвацца для вырабу утулак плунжеров,нагнятальных клапанаў, а таксама іншых дэталяў, для якіх галоўнае патрабаванне - гэта высокая цвёрдасць, высокая ўстойлівасць да зносу, а таксама кантактная трываласць.

Падшыпнікавай сталі дадзенай маркі таксама валодае побач пэўных характарыстык, такіх як: схільнасць да адпускной далікатнасці або флокеночувствительность. Межы кароткачасовай трываласці дадзенага матэрыялу знаходзяцца ў раёне ад 590 да 750 МПа. Мяжа прапарцыйнасці для дадзенага матэрыялу - 370-410 МПа. Адноснае падаўжэнне матэрыялу пры парыве складае 20%. Сталь маркі ШХ15 валодае адносным звужэннем - 45%. Акрамя гэтага, ёсць і характарыстыка ўдарнай глейкасці, паказчык якой 440 кДж/м².

Уласцівасці сталі ШХ15

Калі казаць аб уласцівасцях дадзенай маркі, то трэба звярнуць увагу на яе хімічны склад, які шмат у чым ўплывае на адукацыю гэтых уласцівасцяў. Сталі ШХ15 змяшчае ў сваім складзе такія хімічныя элементы:

• З - 0,95 -1.0;
• Si - 0,17-0,37;
• Mn - 0,2-0,4;
• Cr - 1,35-1,65.

Таксама дадзеная марка характарызуецца яшчэ адным параметрам - крытычная кропка тэмпературы. Для сталі ШХ15 гэты паказчык знаходзіцца ў раёне ад 735 да 765 градусаў па Цэльсіі.

Для таго каб дасягнуць патрэбнай трываласці, гэты тып сплаву падвяргаюць моцнаму нагрэву, тэмпература якога перавышае эвтектоидное ператварэнне. Ён забяспечвае патрэбную канцэнтрацыю такога элемента як З і Cr ў складзе сталі ў цвёрдым выглядзе, а таксама робіць структуру дробнага аднастайнага збожжа.

Расшыфроўка сталі ШХ15, якая атрымліваецца ў выніку правядзення ўсіх гэтых аперацый наступная: літара Ш пазначае, што матэрыял належыць да групы падшыпнікавых сталей, а літара Х паказвае на тое, што ў складзе сыравіны маецца такі матэрыял, як хром, які з'яўляецца адным з легіраваных элементаў.

Вугляродзістай сталі

Сталі ШХ15 - вугляродзістай і малолегированная сталь, якая ў вырабе нажоў набыла назву "вугляродзістай". Дадзены матэрыял выкарыстоўваецца ўжо прыкладна на працягу 100 гадоў. Асноўная вобласць прымянення дадзенага матэрыялу - гэта падшыпнікавыя, зносастойкіх і рэжучыя дэталі або элементы.

Таксама варта адзначыць, што дадзеная група сталі з'яўляецца класічнай для вырабу нажоў і за мяжой. Нож з ШХ15 будзе валодаць вялікай трываласцю, а таксама значнай вастрынёй. Такія вырабы выкарыстоўваюць часцей за ўсё для якіх-небудзь рэжучыя інструментаў, аднак з яе ж можна вырабляць і звычайныя кухонныя нажы.

Асаблівасці выкарыстання

Расшыфроўка сталі ШХ15 кажа сама за сябе, аднак варта дадаць, што 15 - гэта паказчык колькасці хрому ў матэрыяле, якога там змяшчаецца ў колькасці 1,5%.

Пры эксплуатацыі вырабаў з дадзенай сталі ў метастабільным асяроддзі з высокімі нагрузкамі цалкам магчымыя геаметрычныя змены памераў дэталі. Пасля правядзення назіранняў за загартаванымі ўзорамі і іх змяненняў у памерах, а таксама пасля правядзення рэнтгенаграфічных даследаванняў людзі ўсталявалі, што для стабілізацыі такога рэчывы, як мартэнс, неабходная загартоўка сыравіны ў працягу 2-4 гадзін пры тэмпературы 150 градусаў па Цэльсіі. Калі ж неабходна стабілізаваць мартэнс для далейшай эксплуатацыі рэчывы ў падвышаных тэмпературных умовах, то працэс водпуску павінен праходзіць пры тэмпературным парозе, які будзе перавышаць працоўную тэмпературу на 50-100 градусаў па Цэльсіі.

Можна адзначыць, што асноўная прычына, чаму пасля загартоўкі і адпачынкі сталі змяняе свае геаметрычныя параметры - гэта ўплыў рэшткавага аустенита. Для таго каб прывесці наглядны прыклад, можна ўявіць такое сцвярджэнне: 1% аутенсита пры ператварэнні ў мартэнс будзе змяняць памер дэталі на 1•10^-4. Для больш зразумелага вызначэння гэта азначае, што змяненне памеру адбудзецца на 10 мкм на кожныя 100 мм памеру.