Шх 15 сталь для ножей

Сталь ШХ15 для ножей: плюсы и минусы

Одна из решающих характеристик при выборе ножа — сталь, из которой он сделан. Именно состав сплава отвечает за то, насколько долго прослужит нож, как часто его придется точить. Популярность получили ножи из стали ШХ15. О ее качествах, достоинствах, недостатках и пойдет речь в статье.

1. Сталь ШХ15: что это?
2. Есть ли аналоги стали ШХ15?
3. Плюсы и минусы стали ШХ15 для ножей
4. Ножи из стали ШХ15

Сталь ШХ15: что это?

Сталь ШХ15 — углеродистая низколегированная хромовая сталь. В сплав входят основные и дополнительные компоненты. Причем последних в составе — не более 2,5% от общего количества.

Основные компоненты, влияющие на качество стали ШХ15, следующие:

• углерод — его в сплаве содержится довольно много. Благодаря этому сталь приобретает дополнительную твердость;
• кремний — способствует улучшению свойств других составляющих. Положительно влияет на твердость;
• марганец — вспомогательное вещество, упрощающее процесс обработки стали;
• хром — в больших количествах повышает устойчивость к ржавчине. Однако в данной разновидности сплава его содержание невелико. Потому сталь считается подверженной к коррозии.

Сочетание всех компонентов делает сталь ШХ15 очень твердой и износостойкой. Именно поэтому изначально она применялась только в производственной сфере. Ее использовали для изготовления шариков для подшипников (буква Ш в названии обозначает эту сферу применения).

Сейчас из нее делают разные виды ножей: от охотничьих до кухонных. Они долго держат заточку, отлично справляются с разделкой костей, мяса.

Нож «Рысь» 24 см — 6000 руб.

Есть ли аналоги стали ШХ15?

Основное назначение стали — производство из нее шариков для подшипников. А к ним везде предъявляются более или менее одинаковые требования. Поэтому аналогов у стали ШХ15 множество.

Среди российских: ШХ9, ШХ15, ШХ12СГ. Схожие сплавы изготавливаются в США, Японии, в Республике Корея, Китае и странах Европы. Правда, там главная сфера применения такой стали — лезвия ножей.

Плюсы и минусы стали ШХ15 для ножей

Сталь ШХ15 прекрасно зарекомендовала себя для создания различных видов ножей. Она хороша как в процессе изготовления режущего инструмента, так и в его эксплуатации.

— Поддается температурной обработке, благодаря чему форма изделия улучшается, а его прочность повышается.
— Структура сплава однородна, а это положительно сказывается на износостойкости ножа.
— Небольшая примесь хрома задерживает процессы ржавления.
— Повышенная твердость стали поддерживает остроту лезвия в течение долгого времени.
— Нарезать можно как мясо, так и фрукты, овощи. Срезы получаются идеально ровными.

Вместе с тем у стали имеются существенные недостатки, которые для многих становятся решающими при выборе ножа.

— Закалка стали приводит к появлению отпускной хрупкости, что снижает показатели прочности.
— Примесь хрома очень мала, потому без должного ухода через непродолжительное время на стальном лезвии появится ржавчина.
— Высокая твердость стали делает трудной заточку ножа. Без специальных инструментов будет не обойтись.

Все же недостатков у стали гораздо меньше, чем достоинств. Поэтому нож из стали ШХ15 — выгодное приобретение.

Ножи из стали ШХ15

Качественные характеристики стали ШХ15 подходят для большинства видов ножей:

1. Для сувенирных и коллекционных изделий — благодаря легкости в обработке лезвия могут принимать красивую форму.
2. Охотничьи и туристические варианты. Лезвия сохраняют остроту даже после разрезания очень твердых материалов — будь то ветки деревьев или шкуры животных.
3. Разделочные и кухонные ножи — справляются с нарезкой любых продуктов и не требуют постоянной заточки.

Охотничьи и туристические варианты. Лезвия сохраняют остроту даже после разрезания очень твердых материалов — будь то ветки деревьев или шкуры животных.

Как видно, ножи из стали шх15 годятся для выполнения любой задачи. При этом эти изделия считаются довольно бюджетными.

Если поискать, то можно найти недорогие варианты от 1 100 рублей. За эту цену покупатель получает практически вечный инструмент. Главное — правильно заботиться о нем и не оставлять его на долгое время под воздействием влаги.

Нож ручной работы «Судак» 25 см — 5400 руб.

Дорогие варианты могут стоить свыше 11 000 рублей. Здесь все зависит от популярности бренда или мастерства исполнителя, которые создают нож.

Поварской кухонный нож «Шеф» 23 см — 24 690 руб.

Цены на коллекционные изделия зачастую еще более высокие. На первый план выходит не столько сталь, сколько собственная ценность ножа, украшения на лезвии и рукояти и т.д.

Сталь ШХ15 — характеристики и применение

Наверное, нет такого механизма или машины в котором не применяют подшипники. Для их производства применяют стали с особыми параметрами, к ним можно отнести характеристики стали ШХ15.

Химический состав

ГОСТ 801 — 78 определяет процентное соотношение веществ входящих в состав ШХ15:

• углерод до 1,05%;
• хром до 1,65%;
• кремний до 0,37%;
• марганец до 0,4% и многие другие.

Такой состав обеспечивает высокие прочностные показатели, которые позволяют использовать этот материал для изготовления шариков, внутренних колец для подшипников разного типа.

Расшифровка

Название ШХ15 говорит о том, что в ее состав входит хром в количестве 1.5%. Буква Ш обозначает, что эта марка применяется для изготовления подшипников.

Сталь имеет следующие особенности:

• она склонна к отпускной хрупкости;
• предел прочности этого материала лежит в диапазоне от 590 до 750 МПа;
• при разрыве удлинение может составить 20%;
• ударная вязкость составляет 440 кДж/кв. М.

Для достижения заданных параметров прочности, материал подвергают нагреву до таких температур, превышающую точку эвтекдоидного превращения, то есть той точки, когда один твердый раствор разделяется на два. Это превращение создает необходимую концентрацию таких веществ, как углерод и хром. Кроме того, образуется мелкое однородное зерно.

Аналоги

Отечественная промышленность выпускает следующие аналоги:

• ШХ9;
• ШХ12;
• ШХ15СГ.

Существуют и импортные аналоги:

• США — 52100;
• Германия — 100Cr6;
• КНР — GCr15;
• Южная Корея — STB4.

Потребители могут приобрести на рынке следующие изделия из ШХ15:

• прокат, в т.ч. фасонный — ГОСТ 801-78;
• пруток, в т.ч. калиброванный — ГОСТ 7417-75;
• серебрянка — ГОСТ 14955-77;
• Полоса, проволока — ГОСТ 103-76, ГОСТ 4727-83.

К основным свойствам можно отнести следующие:

• однородная структура;
• обрабатываемость различными способами;
• твёрдость;
• получение тонкой кромки при заточке клинка;

Сплав обладает такими недостатками — как сложная заточка и малая стойкость к воздействию коррозионных факторов.

Применение

ШХ15 применяют в подшипниковой отрасли. Из неё изготавливают шарики, предельный размер которых составляет 150 мм, роликов с максимальным размером до 23 мм. Кроме того, из стали марки ШХ15 производят подшипниковые кольца толщина которых не превышает 14 мм.

Во время работы детали подшипника подвергаются большим нагрузкам, распределяемым на малой площади. Более того, эти нагрузки имеют разную полярность, такие нагрузки называют знакопеременными, они могут достигать давления порядка 300 — 500 кг/кв. см. Именно поэтому термообработка этой стали проходит при высоких температурах.

Важно понимать, что такие нагрузки не могут пройти бесследно и рано или поздно на внутренней поверхности колец могут образовываться микротрещины. Появление дефектных участков приводит к росту ударной нагрузки, которая, в свою очередь, приводит к росту дефектных участков в результате подшипник выйдет из строя.

В промышленности этот материал применяют уже около 100 лет, кроме подшипниковой отрасли этот материал используют для производства режущего инструмента, в том числе и ножей. Нож, выполненный из стали, обладает большим запасом прочности и способностью длительное время сохранять заточку. Характеристики материала позволяют изготавливать элементарные кухонные ножи.

Сталь ШХ15 и ножи

В мире существует множество марок сталей. Только в одном марочнике сталей и сплавов упоминается порядка 600 наименований. Каждая имеет определенные качества, которые позволяют применять ее в различных отраслях. Марка ШХ15 — это универсальный материал, который может быть использован для изготовления любого типа ножей.

На сегодня — это один из самых популярных сортов, обладающих относительно невысокой ценой и применяемой при изготовлении клинков.

ШХ15 — это представитель группы малолегированных хромистых сталей. Наименование легирующих элементов и их процентный состав указан выше. В состав этой стали входит относительно небольшой объем хрома. Это и служит причиной того, что в структуре сплава не происходит образование карбидов хрома. Хром в данном случае находиться в твердом растворе и в цементите. Именно это и служит основание для высокой выносливости этой стали. И по той же причине клинок из марки ШХ15 долго может удерживать остроту лезвия. Параметры стали обеспечивают клинкам стойкость к износу, необходимую твердость, прочность.

Одна из причин того, что марка этой стали стала популярной среди производителей ножей — это относительно простая обработка при нагреве. При этом клинок не только получает необходимую форму, но и существенно повышает прочностные характеристики. Высокая твёрдость стали обеспечивает успешное сопротивление износу. Кроме того, следует отметить то, что клинок сложно замять.

Для получения оптимальных свойств сплава ШХ15 проводят ее термическую обработку. Оптимальная температура закаливания составляет 810 — 850 ºC. Отпуск выполняют в температурном диапазоне от 150 до 160 ºC. После выполнения этих операций твёрдость материала достигает 61 — 64 по HRC.

Подшипниковая сталь ШХ15

Развитие металлургии привело к появлению сталей с особыми эксплуатационными характеристиками. Они применяются при изготовлении определенных изделий, которые должны обладать особыми качествами. Примером назовем подшипниковую сталь ШХ15, которая хорошо выдерживает воздействие высокой температуры. Стандарт ГОСТ для ШХ15 определяет применение определенных стандартов при маркировке.

Основные свойства стали

В промышленности шарико-подшипниковая сталь ШХ 15 получила широкое распространение. Это связано с особыми эксплуатационными характеристиками, которые позволяют применять металл при создании подшипников и лезвия. Название стали связано с тем, что практически все подшипники изготавливаются при применении этого материала.

Характеристики стали ШХ15 следующие:

1. Повышенная твердость поверхности. Подшипники и режущая кромка лезвия при эксплуатации подвергаются износу. Для того чтобы поверхность изделия не реагировала на механическое воздействие существенно повышается показатель твердости.
2. Износостойкость определяет то, что поверхность не реагирует на трение и другое воздействие. Металл ШХ9 и ШХ15 характеризуются высокой износостойкостью, поэтому создаваемые изделия могут прослужить в течение длительного периода.
3. Устойчивость к коррозии также можно назвать привлекательным качеством рассматриваемого металла. Ржавчина, которая появляется на поверхности, снижает срок службы изделия. Сталь ШХ15 не относится к нержавейкам. Поэтому на высокую устойчивость к высокой влажности и химически агрессивной среде рассчитывать не следует.
4. Стойкость к смятию. Точечное воздействие высокой нагрузки может привести к образованию вмятины, но рассматриваемый металл характеризуется высокой устойчивостью к подобному воздействию.
5. Пластичность и вязкость также учитываются при создании различных изделий.
6. Структура прекрасно поддается термической обработке. Как правило, проводится закалка после придания требуемой формы и размеров. Кроме закалки выполняется отжиг и ковка, которые также могут улучшить структуру материала.
7. Склонность к отпускной хрупкости определяет то, что после закалки могут появится структурные дефекты. Они могут повысить хрупкость получаемого изделия.
8. Плохая свариваемость. Повысить твердость смогли за счет повышения концентрации углерода. Однако, этот химический элемент существенно усложняет процесс сварки. Как правило, для повышения качества сварного шва проводится подогрев заготовки.

Свойства подшипниковой стали ШХ 15

Марка стали ШХ15, расшифровка которой проводится в соответствии с установленными стандартами ГОСТ, хорошо поддается различным видам обработки и обладает стойкостью к смятию. Кроме этого, поверхность характеризуется высокой твердостью. Температура критических точек довольно высока, она учитывается при проведении термической обработки.

Расшифровка стали

• Ш — шарико-подшипниковая сталь;
• Х — наличие легирующего элемента хрома в объеме не более 1,5%.

Химический состав и структура

Рассматриваемая марка стали ШХ15 имеет необычный состав, который и определяет особые эксплуатационные характеристики. Марка относится к низколегированным хромистым сталям. Это определяет то, что в составе большое количество специальных добавок, которые и придают прочность, стойкость и коррозионную стойкость. В состав включаются следующие элементы:

1. Большая концентрация углерода определяет повышенную твердость структуры. Показатель концентрации углерода составляет 0,95-1%.
2. Марганец включается в состав практически любой стали. В рассматриваемом случае концентрация 0,2-0,4%.
3. Кремний повышает прочность и другие характеристики материала. ШХ 15 имеет показатель в диапазоне от 0,17-0,37%.
4. В большинстве случаев коррозионная стойкость достигается за счет добавления большого количества хрома. ШХ 15 характеризуется невысокой устойчивостью к воздействию агрессивных химических веществ и влаги, так как хрома в составе только 1,35-1,65%.

Микроструктура шх15 после закалки в масле

Небольшое количество хрома определяет то, что он не образует собственные карбиды, остается в твердом растворе и может входить в состав цементита. Структура характеризуется однородностью при небольших карбидах. Именно это свойство приводит к повышению износостойкости.

Особенности обработки

Сегодня термообработка проводится для увеличения основных качеств металла довольно часто. Среди особенностей отметим:

1. Довольно часто проводится закалка ШХ15. Она позволяет существенно повысить твердость поверхностного слоя. Стоит учитывать, что после закалки провести заточку режущей кромки достаточно сложно. Закаленную сталь ШХ 15 сложно обрабатывать резанием. Именно поэтому закалка проводится после придания заготовке требуемой формы и размеров. Термической обработки режимы во многом зависят от температуры критических точек. Стоит учитывать, что охлаждение в воде приводит к образованию структурных и поверхностных деформацией. Охлаждение на открытом воздухе проводится только в случае больших размеров изделия.
2. Отжиг стали ШХ15 проводится при температуре около 800 градусов Целься. Подобная обработка позволяет устранить внутренние напряжения, которые становятся причиной появления трещин и других дефектов. Как правило, отжиг проводят после закалки изделия. Для проведения подобного процесса могут использовать различное оборудование.
3. Заготовка может подвергаться и ковке, для чего проводится разогрев до 1150 градусов Цельсия. Охлаждение проводится на открытом воздухе или в яме. При ковке структура материала становится более плотной и устойчивой к различному воздействию.

При рассмотрении основных качеств учитывается склонность к отпускной хрупкости, а также возможность проводить обработку резанием. Для термической обработки может применяться самое различное оборудование. Высокая температура плавления определяет то, что в домашних условиях улучшение проводится крайне редко.

Сферы применения

Применение стали ШХ15 во многом связано с высокой твердостью и прочностью структуры, а также несущественной коррозионной стойкостью и износоустойчивостью. Сплав используется для получения:

1. Шариков, используемых при изготовлении подшипников. Во время эксплуатации подшипников этот элемент подвергается сильному механическому воздействию. Поэтому их изготовлению уделяется особое внимание, часто изделие подвергается закалке.
2. Роликов диаметром до 23 мм. Встречаются в продаже и роликовые подшипники, которые рассчитаны на большую нагрузку.
3. Плунжеров.
4. Нагнетательных клапанов. Они также подвержены существенному воздействию на момент эксплуатации.
5. Роликов толкателей.

Шарик стальной для подшипника ШХ-15

Тот момент, что сплав ШХ 15 называется подшипниковой определяет ее применение при создании подобных изделий. Они могут выдерживать длительную эксплуатацию, выдерживают трение и другое механическое воздействие, высокую температуру.

Ножи из стали ШХ15

Сталь ШХ15 характеризуется универсальностью в применении. Она используется при получении самых различных ножей, как и сплав ШХ16. На сегодняшний день марка считается одной из самых популярных, что связано с низкой стоимостью. Нож ШХ15 характеризуется следующими качествами:

1. Лезвие служит на протяжении длительного периода. Хорошая износостойкость определяет то, что не нужно часто выполнять заточку режущей кромки.
2. Режущая кромка долго держит свою заточку.
3. Поверхность не поддается заточке. Поэтому после ее потери ее восстановить достаточно сложно.
4. Режущая кромка не подвержена воздействию влаги и различных химических элементов. На протяжении длительного периода на поверхности не появляется ржавчина или окисления.
5. Получаемое лезвие не хрупкое, поверхность твердая. Именно поэтому область применения ножа существенно расширяется.

Сталь ШХ15 применяется при создании изделий, которые эксплуатируются при самых тяжелых условиях. Однако, материал не является универсальным, что связано с относительно невысокой коррозионной стойкостью.

Сталь ШХ15

Развитие металлургии привело к возникновению новых видов сталей с особыми эксплуатационными характеристиками. Они используются при производстве определённых изделий и деталей, к которым предъявляются высокие требования. Подобным примером есть сталь ШХ15. Главное её назначение – изготовление подшипников, однако её рабочие показатели активно применяются и в ножевом производстве.

Полоски стали ШХ15.

1. Сталь для качественных ножей
2. Характеристика
3. Плюсы
4. Минусы
5. Химический состав
6. Расшифровка
7. ГОСТ
8. Технические характеристики
9. Особенности обработки
10. Аналоги
11. Применение
12. Отзывы владельцев

Сталь для качественных ножей

Впервые ШХ15 была создана, как производственная инструментальная сталь, но со временем она обрела большую универсальность и превратилась в один из лучших сплавов для изготовления ножей.

Металл прекрасно поддаётся термообработке, что позволяет активно применять его в производстве режущих инструментов. После термической обработки значительно увеличивается прочность и износостойкость ножей.

Клинки, выполненные из ШХ15, имеют длительный срок службы, так как устойчивость к внешним нагрузкам позволяет им долго удерживать заточку. Они неплохо противостоят воздействию внешней среды.

Сталь ШХ15 для ножей используется при производстве тактических, подарочных, охотничьих и кухонных моделей. Такие изделия без особых проблем справляются с разделкой мяса, рубкой костей и веток, резанием толстых верёвок, со всеми бытовыми задачами. Такой нож будет находкой для заядлого повара. А если тщательно следить и ухаживать за своим инструментом, то он прослужит долгое время.

Характеристика

Своё широкое промышленное распространение сталь ШХ15 получала благодаря особым эксплуатационным свойствам, которые являются идеальными для изготовления лезвий и подшипников. Характеристика ШХ15 состоит из следующих параметров:

1. Высокий показатель твёрдости. Подшипники и лезвия при использовании подвергаются высоким нагрузкам, вследствие чего подвергаются быстрому износу. Чтобы такого не происходило изделие должно обладать дополнительной твёрдостью.
2. Устойчивость к износу, то есть поверхность из ШХ15 не подвержено стиранию, что позволяет ей долгое время сохранять первоначальные рабочие свойства.
3. Слабая устойчивость к воздействию коррозии. Из-за небольшого содержания в химическом составе такого важного элемента, как хром, этот сплав ржавеет при воздействии влаги, однако этот процесс происходит не очень быстро благодаря другим легирующим компонентам.
4. Стойкость к высоким ударным и внешним механическим нагрузкам. На этом металле практически не образуются вмятины от точных воздействий.
5. Пластичность и вязкость в рассматриваемом сплаве находятся на среднем уровне из-за большой твёрдости.
6. Структура стали отлично поддаётся термообработке. Закалка и отжиг дают возможность улучшить прочность на молекулярном уровне.
7. Склонность к отпускной хрупкости, которая означает, что есть небольшая вероятность того, что металл после закалки из-за структурных дефектов может стать более хрупким. Но точное соблюдение всех технологий позволяет этого избежать.
8. Плохая свариваемость. Высокой твёрдости сплав достигает благодаря большому содержанию углерода, элемента который отрицательно сказывается на свариваемости.

Плюсы

Детально изучив характеристики марки стали ШХ15, можно подвести промежуточные итоги. Среди достоинств этого сплава однозначно выделяются следующие качества:

• однородность структуры;
• высокая контактная выносливость;
• хорошо поддаётся обработке;
• большая твёрдость;
• отличная износостойкость;
• тонкая кромка при заточке;
• стойкость к смятию;
• пластичность и вязкость.

Минусы

Любая сталь, какая бы хорошая она ни была, имеет недостатки – не удалось ещё получить идеальный во всех понятиях металл. Однако недостатки ШХ15 не многочисленны, среди них можно выделить такие:

• хрупкость выше средней;
• сравнительно низкая стойкость к коррозии;
• трудная заточка режущих инструментов.

Существует множество разных марок стали. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. ШХ 15 в свою очередь представляет из себя весьма универсальную сталь, подходящую чуть ли не для любого типа ножей. На данный момент она является одной из наиболее популярных марок с невысокой стоимостью и используемой, в основном, при частной ковке клинков.

Нож Беркут, сталь ШХ15, покрытие оксидированием.

Химический состав

Сталь ШХ15 имеет необычный химический состав, который определяет её рабочие свойства. Данная марка относится к низколегированным хромистым сплавам, что обусловлено большим количеством базовых добавок, которые и придают те самые прочность и износостойкость. В состав включены такие элементы:

1. Углерод (0,95-1%) – довольно высокая его концентрация позволяет добиться повышенной твёрдости структуры.
2. Марганец (0,2-0,4%) – имеется в составе практически всех сталей. Его применяют для удаления из стали кислорода и серы. Также он благоприятно влияет на ковкость и свариваемость сталей.
3. Кремний (0,17-0,37%) – применяют при выплавке сталей, положительно сказывается на прочности и улучшает эффект других компонентов. В комбинации с марганцем или молибденом кремний обеспечивает более высокую закаливаемость стали.
4. Хром (1,35-1,65%) – хром обеспечивает устойчивость сплава к ржавлению, но только в том случае, если его содержание в нём превышает 13%. Поэтому ШХ15 характеризуется низкой стойкостью к коррозиям. Небольшое количество хрома определяет то, что он не образует собственные карбиды, остаётся в твёрдом растворе и может входить в состав цементита. Структура характеризуется однородностью при небольших карбидах. Именно это свойство приводит к повышению износостойкости.

Расшифровка

На первый взгляд может показаться, что название сплава «ШХ15» – это простой набор бук. Однако это совсем не так, эти буквы являются символами аббревиатуры и несут смысловую нагрузку. Человек, который хоть немного разбирается в маркировках металлов, может из этого названия извлечь некоторые полезные сведения:

• Ш – этой буквой согласно ГОСТу маркируются все подшипниковые стали;
• Х – означает наличие в химическом составе стали хрома;
• 15 – это процентное содержание того самого хрома (1,5%).

Государственные стандарты регулируют производственные этапы, характеристики, свойства всех сталей, исключением не является и ШХ15. Вся подробная информация о подшипниковых сталях содержится в ГОСТе 801-78. Тут указан и допустимый предел элементов в химическом составе, и правильность закалки, и правильная маркировка, и применение, и т.д. Также для каждого отдельного изделия, для производства которых применяется ШХ15, имеет свой ГОСТ. Виды поставки материала:

Технические характеристики

Выше уже рассказывалось о рабочих свойствах стали ШХ15. Те сведения являются простым объяснением, которое вытекает из следующих характеристик этого сплава:

• марка: ШХ15;
• класс: сталь конструкционная подшипниковая;
• удельный вес: 7812 кг/м3
• термообработка: отжиг 800oC, печь, 15 oC/ч;
• температура ковки, °С: начала 1150, конца 800. Сечения до 250 мм охлаждаются на воздухе, 251-350 мм – в яме;
• твёрдость материала: HB 10 -1 = 179 – 207 МПа (61-63 HRC);
• температура критических точек: Ac1 = 724 , Ac3(Acm) = 900 , Ar3(Arcm) = 713 , Ar1 = 700 , Mn = 210;
• обрабатываемость резанием: в горячетканом состоянии при HB 202 σв=740 МПа, К υ тв. спл=0,9 и Кυ б.ст=0,36;
• свариваемость: способ сварки КТС;
• флокеночувствительность: чувствительна;
• склонность к отпускной хрупкости: склонна;
• шлифуемость: хорошая.

Особенности обработки

Термическая обработка – важный технологический процесс, позволяющий увеличить основные качества металла. Обычно проводят закаливание уже готовых изделий, что позволяет сделать их поверхностный слой более прочным.

Закалка ШХ15 имеет некоторые сложности. Так как в свойства металла изначально заложена большая твёрдость, а после обработки она ещё несколько увеличивается, то заточка режущих инструментов значительно усложняется. Закалённая сталь плохо поддаётся резанию, поэтому детали прокаливаются только после придания окончательной формы. Термические режимы во многом зависят от температуры критических точек. При этом сплав нельзя охлаждать в воде, так как это приведёт к структурным деформациям.

Отжиг ШХ15 проходит при 800 градусах Цельсия, он позволяет устранить внутренние напряжение, которые являются частыми причинами возникновения сколов и трещин. Охлаждение может проводиться двумя способами: если изделие большое – на воздухе, если маленькое – в яме.

Аналоги

ШХ15 имеет большое количество аналогов по всему миру. Связано это с тем, что для подшипниковых сталей предъявляются одинаковые требования. В итоге получается и схожий химический состав, и производственная технология, и характеристики. Ниже будет приведена таблица со схожими сплавами из разных стран мира, однако стоит учитывать, что их свойства, а тем более стоимость, не идентичны, а просто имеют много схожего.

Применение

Применение ШХ15 во многом обусловлено её высокими прочностными показателями и износостойкостью – главными достоинствами данной марки. Сфера применения довольна широкая, сплав используется для получения:

• роликов диаметром до 23 мм;
• нагнетательных клапанов;
• роликов толкателей;
• плунжеронов;
• шариков для подшипников.

Подшипники из стали ШХ15.

Хоть эта сталь и определяется как подшипниковая, её применение на этом не ограничивается. Она активно используются в производстве ножей и других режущих инструментов, потому что имеет необходимый базовый набор полезных качеств.

Шх 15 сталь для ножей

Сообщение Vityba » 13 май 2012, 16:00

Автор Алан Баликоев.

Х12МФ
В следующем году сталь отметит свое столетие. Но не смотря на вековой возраст она до сих пор остается самой популярной штамповой сталью в мире и одной из самых популярных для изготовления клинков. Сама Х12МФ и авторские материалы на ее основе (например “волновая сталь” Г.К. Прокопенкова и В.Козлова или “Уральская узорчатая” от А. Елистратова) широко представлена на российском ножевом рынке.

Причины такой популярности совсем не удивительны. Х12МФ сочетает хорошую стойкость РК с приличной механикой и коррозионной стойкостью. К тому же, сталь достаточно технологична и при минимальном навыке обеспечивает получение приемлемых характеристик. А в авторском исполнении временами может тягаться на равных с самыми современными сталями.

Теперь рассмотрим ее подробнее.
Х12МФ, она же D2 (и еще несколько сотен аналогов) – типичный представитель штамповых сталей с 12%Cr.

Типичный состав стали:
Химический элемент C Si Mn Cr Mo V
% 1.45-1.65 0.1-0.4 0.15-0.45 11-12.5 0.4-0.6 0.15-0.30

Стали могут несколько отличатся по содержанию легирующих элементов, например, за рубежом есть стали с несколько более высоким содержанием молибдена и ванадия, но, в общем и целом, это не оказывает серьезного влияния на свойства.

Основными легирующими элементами являются углерод и хром. Благодаря этому сталь содержит заметное количество твердых карбидов типа M7C3 на базе карбида хрома в состав которых так же входят железо, молибден и ванадий. Часть карбидов эвтектического происхождения и имеет достаточно крупные размеры (до 50мкм) и пластинчатую форму. Большое количество (22-24%) твердых (HV 1200-1600) карбидов обеспечивает достаточно высокую износостойкость стали и в то же время ухудшает механические свойства, которые, тем не менее, в малых сечениях (что характерно для ножей) остаются достаточно высокими.

Например, при твердости порядка HRC 61 Х12МФ обладает прочностью при изгибе порядка 3000-3400 МПа при ударной вязкости порядка 0.25 – 0.45МДж/м^2, что выше, чем у большинства углеродистых и нержавеющих сталей, но несколько хуже чем у большинства вторично-твердеющих и порошковых сталей.

После термообработки по оптимальным режимам в твердом растворе стали Х12МФ остается 5-6 процентов хрома, что обеспечивает достаточно высокую коррозионную стойкость. Некоторые иностранные производители даже называют ее полунержавеющей. На самом деле, коррозионная стойкость Х12МФ сильно зависит от режима ТО (в большинстве случаев, чем тверже сталь, тем она более коррозионнно-стойкая) и условий эксплуатации. Особенно сильное негативное влияние на стойкость клинков из Х12МФ оказывают хлориды, вызывая питтинговую коррозию (это характерно и для высокоуглеродистых нержавеющих сталей типа 95Х18) .

Особенности структуры этой стали часто приводят к появлению на поверхности стали различимого узора, в авторских вариантах узор может быть гораздо контрастнее и иметь “булатный” характер. Узор является следствием выраженной карбидной неоднородности и по его характеру и интенсивности опытный человек может сказать о режимах горячей деформации и ТО этого клинка и в заметной степени предсказать его свойства. Да, именно из-за большого количества крупных и неравномерно распределенных карбидов Х12МФ относительно плохо воспринимает доводку.

Термообработка.
Наиболее распространена обработка на первичную твердость, которая обычно представляет собой закалку (в масле, горячих средах или под струей воздуха) и низкого отпуска. Закалка на вторичную твердость, на мой взгляд, обеспечивает худшую комбинацию свойств, хотя некоторые мастера успешно экспериментируют с такими режимами.

Для режущих ножей, от которых требуется максимальная стойкость РК, я бы рекомендовал следующий режим.
закалка 1000-1010, 5-7 минут,
масло,
отпуск 175-200, 2 раза по 2 часа.
Результирующая твердость около 61-62.

Для ножей, рассчитанных на некоторые динамические нагрузки, можно использовать следующий режим.
закалка 1020-1040, 5-7 минут,
масло,
отпуск 310-340С 2 часа.
Результирующая твердость 57-59.

Механические свойства и способность удерживать РК могут быть значительно улучшены предварительной термической обработкой, включающих ТЦО и закалку из межкритической области. Но тут у каждого мастера свои секреты…

Думаю, время обсудить и углеродистые и малолегированные стали, которые в ножестроении традиционно называют «углеродистыми». И начать, думаю, будет лучше с пожалуй самой популярной углеродистой стали — ШХ15.

Вот уже около 100 лет малолегированные хромистые стали используются как подшипниковые, износостойкие и инструментальные (для режущего и измирительного инструмента). Классической эту группу сталей можно назвать и для ножеделия зарубежом. Среди отечественных ножеделов долгое время преобладали углеродистые и марганцовистые стали типа У8 или 65Г, но начиная с примерно 2000 года ШХ15 и авторские материалы на ее основе заняли одну из лидирующих позиций на рынке. Причиной тому высокие характеристики получаемых изделий, относительная технологичность и доступность сырья. Ну и опыт зарубежных коллег был учтен.

Итак, рассмотрим ШХ15 поближе. Это типичный представитель класса низколегированных хромистых сталей. Основными легирующими элементами являются хром и углерод.

Типичный состав стали ШХ15:
Химический элемент C Si Mn Cr
% 0.95-1.05 0.17-0.37 0.2-0.4 1.35-1.65
Стали этого типа очень распространены и являются основным материалом для производства подшипников. Стали могут быть легированы модибденом, иметь повышенное содержание марганца и кремния (иногда и хрома) для улучшения прокаливаемости, кремнием, кобальтом и алюминием для улучшения теплостойкости.

В отличие от рассмотренных ранее высокохромистых сталей в сталях данной группы количество хрома невелико и он не образует собственных карбидов а остается в твердом растворе и входит в состав легированного цементита. По структурному признаку стали — заэвтектоидные, соответственно, все карбиды достаточно мелкие (хотя, могут встречаться крупные скопления). Это определяет достаточно высокую однородность и контактную выносливость этих сталей. ШХ15, равно как и почти все «углеродистые» стали хорошо держат тонкую кромку.

ШХ15 послужила основой для авторских материалов, таких как «Углеродистая Углеродистая Сталь» в которых путем специальных режимов горячей деформации получены булатоподобные структуры и соответствующие им узоры. Многие современные булаты созданы на базе ШХ15.

Как и все «углеродистые» стали ШХ15 достаточно чувствительна к технологическим аспектам производства — в первую очередь — к горячей деформации и термообработке. И именно для этой группы сталей авторские методы обработки могут дать наибольший результат, зачастую улучшая стойкость конечных изделий в разы.

На мой взгляд, этот класс сталей демонстрирует свои преимущества при обработке на достаточно высокую твердость — порядка HRC 61-63. При этом обеспечивается приличная износостойкость (которая для сталей этого класса СИЛЬНО зависит от твердости) и стойкость к смятию, но еще сохраняются на приемлемом уровне вязкость и пластичность.

Обычно прочность при изгибе при указанных значениях твердости не превышают 2200-2400 МПа, при ударной вязкости порядка 0,2-0,3 МДж/м^2. Прочность несколько ниже чем у высоколегированных хромистых сталей, ударная вязкость сопоставима, а пластичность несколько лучше.

Оптимальные режимы закалки составляют 810-820° при закалке в водный раствор (возможны трещины) и 830-850° при закалке в масло (лучше подогретое до 40-60°С).

Оптимальные температуры отпуска — порядка 150-160°С, результирующая твердость порядка 61-64 HRC.
Как я уже говорил раньше, свойства изделий из ШХ15 могут быть заметно повышены правильной горячей деформацией и термообработкой.

Сейчас эта сталь одна из самых популярных нержавеющих сталей у отечественных производителей. А начиналась ее история примерно 60 лет назад, когда возникла необходимость в создании коррозионностойкой и износостойкой стали для специальных подшипников и других деталей (например, детали насосов и арматуры в нефтедобыче и нефтепереработке).

Естественно, сочетание высокой твердости и относительной коррозионной стойкости не могло пройти мимо народных умельцев. В результате заметная часть ножей, изготовленных из “космической”, “авиационной”, “военной” стали изготавливалась именно из нее. Но по-настоящему сталь стала популярной благодаря ножам “Южного Креста”. Давайте рассмотрим свойства стали поближе.