Стальная полоса ШХ15СГ: характеристики, сортамент и применение
Стальная полоса ШХ15СГ — горячекатаный или кованый сортовой прокат из подшипниковой стали, легированной хромом и марганцем. Марка ШХ15СГ регламентируется ГОСТ 801 и относится к группе высокоуглеродистых подшипниковых сталей. Содержание углерода — 0,95–1,05 %, хрома — 1,30–1,65 %, марганца — 0,90–1,20 %, кремния — 0,40–0,65 %. Повышенное содержание марганца по сравнению с ШХ15 увеличивает прокаливаемость, что критично для полос сечением свыше 30 мм, где требуется сквозная закалка без мягкой сердцевины.
Полоса поставляется в виде горячекатаных прутков прямоугольного сечения, кованых полос и мерных заготовок. Точность прокатки — по ГОСТ 2590 и ГОСТ 801, кривизна на 1 м длины не превышает 0,5 % для горячекатаной продукции. Поставка осуществляется в термообработанном (отожжённом) состоянии с твёрдостью не более 207 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и последующую закалку без трещин.
Сортамент и механические свойства
| Типоразмер, мм | Способ производства | Твёрдость поставки, HB | в после закалки, МПа | Ударная вязкость KCU, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| 20 60 | горячекатаная | 207 | 1900–2100 | 25 |
| 30 80 | горячекатаная | 207 | 1900–2100 | 22 |
| 40 100 | кованая | 217 | 1850–2050 | 20 |
| 50 120 | кованая | 217 | 1850–2050 | 18 |
Режим термической обработки: закалка от 830–850 C в масле, отпуск при 150–170 C. Твёрдость после закалки и низкого отпуска — 61–65 HRC. Прокаливаемость ШХ15СГ обеспечивает получение мартенситной структуры по всему сечению полосы толщиной до 50 мм включительно. Глубина обезуглероженного слоя не превышает 1,5 % от толщины полосы для горячекатаной продукции.
Области применения
- Изготовление колец крупногабаритных подшипников качения для прокатных станов и горно-обогатительного оборудования.
- Ролики и оси цепных передач в конвейерных системах металлургических производств.
- Плунжеры и направляющие втулки гидравлических прессов усилием свыше 1000 тс.
- Ножи гильотинных ножниц для резки листа в линиях продольной резки.
- Шпиндели и оправки токарных станков с ЧПУ, работающие при знакопеременных нагрузках.
- Калибры и мерительный инструмент повышенной износостойкости для цехов холодной штамповки.
Технологические особенности обработки
Полоса ШХ15СГ обрабатывается резанием в отожжённом состоянии. Склонность к образованию карбидной сетки требует соблюдения режимов нагрева под закалку: скорость нагрева до 600 C не должна превышать 100 C/ч для полос толщиной более 40 мм. Сварка полосы из ШХ15СГ не рекомендуется из-за высокого содержания углерода и риска образования холодных трещин. При необходимости соединения применяют пайку твёрдыми припоями или механический крепёж.
Для контроля качества проводят проверку макроструктуры на наличие центральной пористости, ликвации и неметаллических включений. Нормы загрязнённости по ГОСТ 801: сульфиды — не более 2,5 балла, оксиды — не более 3,0 балла, глобулярные включения — не более 2,5 балла. Полоса проходит ультразвуковой контроль сплошности по ГОСТ 21120.
Вопросы и ответы
Чем ШХ15СГ отличается от ШХ15?
Марганец в составе ШХ15СГ увеличен до 0,90–1,20 % против 0,20–0,40 % у ШХ15. Это повышает прокаливаемость и позволяет получать сквозную закалку в сечениях до 50 мм, тогда как ШХ15 эффективно прокаливается до 25–30 мм.
Какая твёрдость достигается после термической обработки полосы ШХ15СГ?
После закалки от 830–850 C в масле и отпуска при 150–170 C твёрдость составляет 61–65 HRC. При более высоком отпуске (200–250 C) твёрдость снижается до 55–58 HRC с ростом ударной вязкости.
Допускается ли сварка полосы из стали ШХ15СГ?
Сварка не рекомендуется. Углеродный эквивалент превышает 1,0 %, что приводит к образованию закалочных трещин в зоне термического влияния. Соединение выполняют пайкой или механическими крепёжными элементами.
Какой максимальный размер сечения полосы поставляется из ШХ15СГ?
Горячекатаная полоса поставляется толщиной до 60 мм и шириной до 200 мм. Кованая полоса — толщиной до 100 мм и шириной до 300 мм. При больших сечениях прокаливаемость ШХ15СГ может быть недостаточной для сквозной закалки.
