Стальная горячекатаная полоса ШХ15 в Минске


Горячекатаная полоса из стали ШХ15: конструкционные характеристики подшипникового проката

Горячекатаная полоса из стали ШХ15 — профильный прокат, получаемый прокаткой слитков и непрерывнолитых заготовок из подшипниковой стали марки ШХ15 (аналог 100Cr6 по DIN, 52100 по AISI). Марка относится к высокоуглеродистым легированным сталям: массовая доля углерода — 0,95–1,05 %, хрома — 1,30–1,65 %, кремния — 0,17–0,37 %, марса — 0,20–0,40 %. Такое сочетание обеспечивает высокую твёрдость после закалки, стойкость к контактной усталости и износостойкость при циклических нагрузках.

Прокат поставляется в горячекатаном состоянии без термической обработки либо после сфероидизирующего отжига. Структура горячекатаной полосы — перлит с карбидной сеткой по границам зёрен; для последующей механической обработки и закалки требуется нормализация или изотермический отжиг до зернистого перлита. Твёрдость в состоянии поставки — 170–207 HB, после отжига — не более 187 HB.

Сортамент и геометрические параметры

Полоса выпускается по ГОСТ 801-78 (для подшипниковой стали) и ГОСТ 103-2006 (сортамент). Типовые размеры горячекатаной полосы:

  • толщина — 4–60 мм;
  • ширина — 20–200 мм;
  • длина прутков — 2–6 м, в мотках — по согласованию;
  • предельные отклонения по толщине — 0,3 мм для размеров до 20 мм;
  • кривизна — не более 0,5 % длины.

Полоса поставляется в прутках или мотках. Для штамповки и токарной обработки предпочтительна мерная длина с обрезными концами. Овальность и ромбичность не должны выводить профиль за предельные отклонения.

Химический состав и механические свойства

ПоказательЗначениеУсловиеСтандартПримечание
Углерод, %0,95–1,05плавкаГОСТ 801-78основа твёрдости
Хром, %1,30–1,65плавкаГОСТ 801-78карбидообразование
Твёрдость, HB170–207горячекатаное состояниеГОСТ 801-78без отжига
Твёрдость, HB187после отжигаГОСТ 801-78зернистый перлит
Твёрдость после закалки, HRC60–65закалка 830–850 C, отпуск 150–160 CГОСТ 801-78рабочая поверхность
Предел прочности, МПа590горячекатаное состояниесправочнопри растяжении

Технологические особенности и обработка

Горячекатаная полоса ШХ15 обрабатывается резанием в отожжённом состоянии. Сфероидизирующий отжиг при 780–800 C с медленным охлаждением до 650 C формирует зернистый перлит, снижающий твёрдость и улучшающий обрабатываемость. Закалка проводится в масле с нагрева 830–850 C, отпуск — низкий, 150–160 C, что обеспечивает твёрдость 60–65 HRC при сохранении размерной стабильности.

При горячей пластической деформации (штамповка, высадка) температура нагрева — 1050–1100 C, окончание деформации — не ниже 850 C. Карбидная неоднородность нормируется по шкале ГОСТ 801-78 и не должна превышать 3 балла для ответственных деталей.

Области применения

  • кольца и тела качения подшипников качения (шарико- и роликоподшипники);
  • плунжеры, золотники и гильзы гидравлических систем высокого давления;
  • детали топливной аппаратуры дизельных двигателей — распылители, нагнетательные клапаны;
  • измерительный инструмент — калибры, скобы, пробки;
  • детали текстильного и полиграфического оборудования, работающие на износ;
  • заготовки для холодной штамповки и высадки крепёжных изделий повышенной твёрдости.

Вопросы и ответы

Чем отличается горячекатаная полоса ШХ15 от калиброванной?

Горячекатаная полоса имеет твёрдость 170–207 HB и допуски по ГОСТ 103-2006, калиброванная — меньшую шероховатость и жёсткие допуски после волочения, но требует отжига для снятия наклёпа.

Какая твёрдость достигается после закалки полосы ШХ15?

Закалка с 830–850 C в масле и низкий отпуск при 150–160 C обеспечивают 60–65 HRC. Превышение температуры отпуска снижает твёрдость и контактную выносливость.

Нужен ли отжиг перед механической обработкой?

Да, сфероидизирующий отжиг при 780–800 C снижает твёрдость до 187 HB и формирует зернистый перлит, что улучшает обрабатываемость резанием и подготавливает структуру к закалке.

Для каких деталей недопустима карбидная неоднородность выше 3 баллов?

Для колец подшипников, плунжеров и распылителей топливной аппаратуры — повышенная карбидная неоднородность вызывает локальные концентраторы напряжений и ускоряет контактную усталость.