Круг конструкционный ШХ15: сортамент, свойства и применение
Круг конструкционный ШХ15 — горячекатаный или калиброванный прокат из подшипниковой стали, легированной хромом в пределах 1,30–1,65 %. Массовая доля углерода — 0,95–1,05 %. Материал поставляется по ГОСТ 801-78 и ГОСТ 2590-2006, обеспечивает сквозную прокаливаемость и высокую твёрдость после термической обработки. Круг ШХ15 применяется там, где требуется износостойкость при знакопеременных и контактных нагрузках.
Сортамент и геометрические параметры
Прокат выпускается диаметром от 5 до 270 мм. Для горячекатаного круга предельные отклонения по диаметру составляют +0,3/–0,5 мм при диаметре до 30 мм и +0,6/–1,0 мм при диаметре свыше 100 мм. Калиброванный круг ШХ15 имеет поле допуска h11 и шероховатость поверхности Ra 1,25 мкм. Кривизна прутка не превышает 0,5 % длины для горячекатаного сортамента и 0,2 % — для калиброванного.
| Диаметр, мм | Способ производства | Предел прочности, МПа | Твёрдость, HB | Тип поставки |
|---|---|---|---|---|
| 10–20 | калиброванный | 590–640 | 187–207 | прутки мерной длины |
| 30–60 | горячекатаный | 560–620 | 179–207 | прутки немерной длины |
| 80–120 | горячекатаный | 540–600 | 170–200 | прутки, мотки |
| 150–270 | горячекатаный | 520–580 | 165–195 | прутки |
Химический состав и структура
Сталь ШХ15 содержит кремний до 0,30 %, марганец до 0,40 %, фосфор не более 0,027 %, серу не более 0,020 %, хром 1,30–1,65 %. Ограничение по сере и фосфору снижает анизотропию свойств и вероятность образования строчечных неметаллических включений. После отжига структура — зернистый перлит с карбидами хрома типа MC, твёрдость 179–207 HB. Такая структура обеспечивает обрабатываемость резанием и подготовку к закалке.
Термическая обработка
Закалка проводится при 830–850 C с охлаждением в масле. Отпуск при 150–170 C даёт твёрдость 61–65 HRC. Для снижения остаточных напряжений применяют отпуск при 200–250 C с потерей 1–2 HRC. Прокаливаемость круга ШХ15 диаметром до 25 мм — сквозная; при диаметре свыше 40 мм наблюдается падение твёрдости к сердцевине.
Области применения
- Кольца и тела качения подшипников качения общего назначения.
- Плунжеры, золотники и гильзы гидравлических систем высокого давления.
- Ролики и оси цепных передач прокатных станов.
- Подающие и зажимные механизмы металлорежущих станков.
- Плунжерные пары топливной аппаратуры дизельных двигателей.
- Направляющие колонны и втулки штампов холодной листовой штамповки.
Технологические особенности
Круг ШХ15 склонен к образованию карбидной сетки при замедленном охлаждении после горячей деформации. Для её устранения применяют нормализацию или изотермический отжиг. При механической обработке твёрдость 179–207 HB обеспечивает удовлетворительную стружколомкость; после закалки обработка возможна только шлифованием. Свариваемость ограничена — требуется подогрев до 200–300 C и последующая термообработка.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость достигается после закалки круга ШХ15?
Закалка при 830–850 C в масле с отпуском при 150–170 C обеспечивает 61–65 HRC. Повышение температуры отпуска до 250 C снижает твёрдость до 58–60 HRC.
Чем отличается ШХ15 от ШХ15СГ?
ШХ15СГ дополнительно легирована кремнием (0,40–0,65 %) и марганцем (0,90–1,20 %), что увеличивает прокаливаемость до диаметра 100 мм. ШХ15 обеспечивает сквозную прокаливаемость при диаметре до 25 мм.
Применяется ли круг ШХ15 для холодной высадки?
Да, после сфероидизирующего отжига с твёрдостью 179–207 HB. Относительное сужение составляет не менее 45 %, что достаточно для формообразования крепежа и роликов.
Какой стандарт регламентирует поставку круга ШХ15?
Химический состав и свойства — ГОСТ 801-78. Размеры и предельные отклонения горячекатаного проката — ГОСТ 2590-2006, калиброванного — ГОСТ 7417-75.
