Из какой стали делают подшипники: свойства материалов, химический состав сталей и др.

Содержание

свойства материалов, химический состав сталей и др.

Наименование, марка Основное свойства Применение
Хромистая сталь ШХ15 Высокоуглеродистая хромистая, T≤120°C Подавляющее большинство колец и тел качения, кольца толщиной менее 10 мм, ролики до 22 мм
Хромистая сталь ШХ15СТ Повышенная прокаливаемость, содержит больше кремния и марганца Кольца толщиной менее 30 мм и ролики диаметром более 22 мм
Хромистая сталь ШХ20СТ Содержит еще больше кремния и марганца, чем ШХ15СТ Кольца толщиной более 30 мм
Хромистая сталь ШХ4 Индукционная закалка Железнодорожные подшипники
Хромистые стали ШХ15-Ш, ШХ15ШД Уменьшенное содержание неметаллических включений Подшипники повышенной долговечности и надежности
Цементуемая сталь 18ХГТ
Поверхностный сплав повышенной твердости и мягкая сердцевина после термической обработки Кольца роликовых подшипников
Цементуемая сталь 20Х2Н4А Поверхностный сплав повышенной твердости и мягкая сердцевина после термической обработки Кольца и ролики крупногабаритных подшипников
Цементуемые стали 15Г1, 15Х, 08, 10 Позволяют проводить химико-термическую обработку деталей Штампованные кольца роликовых игольчатых подшипников
Низколегированная сталь 55ХФА Содержание углерода 0.45 — 0.55%, закалка рабочих поверхностей токами сверхвысокой частоты Кольца поворотных опор, кранов и экскаваторов
Сталь 95Х18-Ш Коррозионно-стойкая, T≤350°C Тела качения средних и крупных размеров
Сталь 110Х18М-ШД Коррозионно-стойкая, с уменьшенным содержанием неметаллических включений Приборные подшипники
Сталь 08кп, 08пс, 10кп, 10пс Низкоуглеродистые Штампованные сепараторы подшипников общего применения
Стали 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т Коррозионно-стойкие, теплопрочные Для изготовления теплостойких и коррозийностойких подшипников
Латуни ЛС59-1, ЛС59-1Л Массивные сепараторы для подшипников
Бронзы БрАЖМЦ10-3-1,5, БрАЖН10-4,4 Массивные сепараторы
Алюминиевые сплавы Д1, Д6 и АК4 Массивные сепараторы
Текстолит и полиамид Массивные сепараторы
Стали 15 и 20 Заклепки, распорки сепараторов
Нитрид кремния Si3N4 Повышенная теплопрочность и контактная долговечность Шарики для подшипников высокоскоростных узлов

Из какой стали делают подшипники

К подшипниковым сталям предъявляются высокие требования в основном по твердости, износостойкости и пределу усталости. Эти требования обеспечиваются сочетанием оптимального химического состава и термической обработки на необходимую твердость. Для шарикоподшипниковых сталей общего назначения (типа ШХ15) твердость после термообработки обычно составляет 60-64 HRC (закалка + низкий отпуск 150 — 190°C, 1,5-2 часа).

Кроме этого, часто к подшипниковым сталям предъявляются требования по минимальному содержанию неметаллических включений и карбидной ликвации, которые могут вызывать преждевременную поломку изделия.

Кроме закалки и отпуска, для сталей, от которых требуется размерная стабильность, применяют обработку холодом при -80°C.

Большинство шарикоподшипниковых сталей содержат в структуре хром, который способствует образованию карбидов. Благодаря этому повышается твердость и износостойкость шариков и роликов. Хромистая сталь, например ШХ15, после закалки и низкого отпуска будет иметь в структуре низкоотпущенный мартенсит и небольшое количество карбидов.

Устройство

Описать все многообразие не представляется возможным. Принципиально этот механизм состоит из внешней и внутренней опоры (их может заменить деталь корпуса), скользящей прокладки (смазка, сепаратор с элементами качения, втулка).

Самый распространенный вид сделан так:

  • • две шайбы с канавками, имеющими необходимый радиус кривизны;
  • • шарики, зафиксированные специальным приспособлением на одинаковом расстоянии друг от друга по всему периметру;
  • • при движении обойм резко снижается трение.


Отжиг и ковка заготовки

Сталь легирована хромом, поэтому перед ковкой ее обязательно следует отжечь. Нужно сначала деталь нагреть докрасна в печи и, не давая остыть, выправить молоточком на наковальне. Сталь становится пластичной и после медленного остывания в печи со скоростью 20–40 градусов в час готова к ковке.

Самый ответственный этап ковки подшипниковой стали следует проводить в интервале температур от 800 ºС, которой соответствует вишнево-красный цвет каления, и до 1100 ºС, сопровождаемой темно-желтым свечением. При наличии бесконтактного пирометра температуру поверхности металла можно определить с точностью ± 1,5 ºС.

Следует предварительно потренироваться в нагреве и ковке металла на обычном прутке. Чтобы не сломать заготовку под ударами молота, лучше лишний раз накалить металл, чем продолжать обрабатывать охлажденным. Контролировать температуру проще по цвету каления, при появлении тусклого вишневого свечения надо сразу помещать деталь в печь.

Деталь ножа после нагрева укладывается на наковальню и плющится молотками до требуемой толщины. При отсутствии опыта работы в кузне, можно ограничиться выпрямлением заготовки, заменив операцию ковки обдиркой заготовки. Правильной считается такая техника ковки ножа, при которой:

  • проковка производится смещением металла с середины полотна к кромке лезвия, постепенно истончаясь;
  • округливание острия производится c одновременной оттяжкой заготовки ножа по длине;
  • после окончательной раскатки пластины остается припуск не более 2 мм.


Заготовка разогревается


Остывшую заготовку пропиливаем по канавкам болгаркой


Разогнутую заготовку нагревают и молотком доводят до плоской формы


Получившийся хвостик вытягиваем в длину, чтобы в конце он сходил в размер 5 мм на 5 мм

Плюсы и минусы ножа из подшипника

Существуют самые разные способы изготовления ножей. В качестве металлической заготовки используются рессоры, поршневые клапаны судовых двигателей, ж/д костыли, стальные тросы, полотна пил, напильники, сверла. Не разочарует любителей качественного режущего инструмента и самодельный нож из подшипника.

Не стоит забывать, что по российским законам согласно ст. 223.4 УК РФ запрещено незаконное изготовление холодного оружия. На его изготовление и продажу требуется специальная лицензия.

Не проще ли вырезать стальное полотно из полосы подходящей толщины, чем разгибать и плющить толстостенное кольцо подшипника? Однако весь смысл такого выбора заключается в том, чтобы задействовать особопрочную марку низколегированной стали. Большие трудозатраты в процессе обработки оправданы неординарными свойствами получаемых ножей. Секрет заключается в особом химическом составе «подшипниковой» стали ШХ15, о котором можно судить по таблице.

НаименованиеСSiMnCr
% содержания0,95 – 1,00,17 – 0,370,2 – 0,4.1,35 – 1,65

Следует обратить внимание на достаточно низкое процентное содержание хрома, что позволяет оставаться Cr в составе цементита. Если говорить о самой структуре металла, то она отличается однородностью, что повышает пластичность и вязкость металла подшипника. Это позволяет стали показывать высокую стойкость к смятию в составе изделий, отлично держать кромку ножа. Отличительным свойством стали считается способность в результате температурной обработки:

  • заметно улучшать показатели прочности до 61-64 HRC;
  • приобретать высокую износоустойчивость.

Благодаря высокой контактной выносливости заточка ножа производится не чаще 1 раза в полугодие. Закаливать нож из «подшипниковой» стали лучше в диапазоне температур от 810 ºС до 850 ºС, а отпускать при 160–200 ºС. К недостаткам ножей из подшипника следует отнести обезуглероживание металла при неправильной термообработке и появление пятнышек ржавчины при хранении во влажном помещении.


Варианты профиля


Схема конструкции

Что такое твердость по Роквеллу (HRC)?

Показатель HRС относится к шкале Роквелла по шкале твердости, часть C. Шкала Роквелла широко используется металлургами для определения того, насколько твердый кусок стали: чем больше число, тем тверже сталь. Рейтинг конкретного металла важен для изготовителя ножей, потому что более твердая сталь будет держать кромку лучше, чем более мягкая сталь.

Существует несколько различных шкал Роквелла; каждая из них используется для разных материалов. Шкала С используется специально для оценки стали, используемой в ножах и инструментах.

Самый высокий показатель HRC не обязательно является лучшим.

Более твердая сталь, как правило, лучше держит кромку, чем более мягкая сталь, но она также с большей вероятностью трескается или выходит из строя. На самом деле, если она действительно твердая, она может разбиться, как стекло на бетоне!

Сталь, используемая при изготовлении ножа, также имеет большое отношение к тому, насколько хорошо нож будет удерживать кромку. Каждый отдельный стальной сплав имеет свой оптимальный диапазон, который уравновешивает твердость с производительностью и предназначением.

Так почему же показатель ножа по Роквеллу имеет значение? Что такое хорошая твердость по Роквеллу для ножа?

Твердость ножа очень важна с точки зрения его производительности и долговечности. Например, более твердая сталь с RC 58-62 будет держать кромку лучше, чем более мягкая сталь. Однако, эта же самая твердая сталь менее прочна и более склонна к растрескиванию или даже поломке. Некоторые кухонные ножи с высокой твердостью требуют особой осторожности, чтобы не повредить тонкую режущую кромку.

Более мягкая сталь более долговечна за счет свой высокой упругости. В большинстве топоров и зубил используется более мягкая сталь, которая выдерживает удары, с которыми они сталкиваются в повседневной работе.

Поскольку карманные ножи и охотничьи ножи обычно не используются для строгания и рубки древесины, они выигрывают от использования более прочной стали, которая сохраняет отличную остроту для нарезки мягких материалов.

Однако, нож для выживания, к которому вы собираетесь приложить экстремальные усилия, только выиграет от твердости по Роквелу 55-58. Нож, который мог бы резать кости и твердую древесину, в первую очередь, должен быть прочным. Нож с более низкой твердостью может затупиться быстрее, но с большей вероятностью переживет большое количество ударов и механических повреждений.

Испытание по Роквеллу помогает производителям ножей уравновешивать три наиболее важных фактора, которые могут повлиять на качество их готовой продукции: твердость, гибкость и вязкость. Наличие этих трех факторов в правильном балансе позволяет им производить ножи для различных сфер использования.

Существует несколько различных аббревиатур, которые могут использоваться изготовителем ножей при указании твердости: HR, HRc, HR C, RC, Rc, C по шкале Роквелла, шкала твердости Роквелла C. Независимо от того, как написано о ножевой стали, все они ссылаются на одну и ту же шкалу С. Это может немного запутать, но просто знайте, что рейтинги сами по себе одинаковы — какое бы обозначение не использовал производитель.

Стэнли П. Роквелл был металлургом на заводе по производству шарикоподшипников в Новой Англии в 1919 году. Он разработал шкалу твердости для того, чтобы измерять твердость шариков для подшипников быстро, точно и с высокой повторяемостью.

Производители всего, начиная от пружин для часов и заканчивая колесами для поездов, давно нуждались в таком испытании и быстро применяли шкалу Роквелла для всех видов стали, а также других металлов, деталей. В конце концов, тест был адаптирован даже для испытаний неметаллических материалов — даже пластмасс.

Как измеряется твердость по шкале Роквелла? Шкала Роквелла измеряет относительную твердость металла. Она основана на том, насколько глубокой является полученная вмятина при ударе тяжелого предмета. Так как же проводят испытания металла?

Во-первых, металл должен быть термически обработан и абсолютно плоским. Иначе результаты теста будут неточными.

Одним из методов является использование конуса с алмазным наконечником для принудительного удара по металлу. Затем тестеры измеряют, насколько глубоко конус проник в поверхность. Затем, это измерение преобразуется в шкалу, которая показывает различные металлы, которые были испытаны, и как они все связаны друг с другом.

Одним из небольших недостатков при испытании клинка ножа является то, что оно оставляет небольшую точечную вмятину на поверхности, что некоторые могут счесть дефектом. Знак испытания может быть скрыт, если испытание проводится в области, которая находится под рукояткой.

Тест Роквелла фактически состоит из двух тестов. Во время первого испытания создается лишь незначительное усилие, используя алмазный наконечник, похожий на карандаш в сверлильном станке. Это гарантирует, что зона испытания абсолютно плоская и является мишенью для основного испытания на давление. После того, как сделано первое измерение, тест повторяется в той же точке. Давление резко возрастает для этого второго теста, при этом приблизительно 150 кг. давления находятся на этом алмазном наконечнике.

Разница между давлением, использованным для первого и второго испытания, представляет собой число твердости по шкале Роквелла. Два (или более) испытания одного и того же куска металла дадут среднее значение для данного конкретного куска стали.

Почему всегда указывается диапазон значений по шкале Роквелла? Поскольку испытания по Роквеллу проводятся только на небольшом участке металла, возможно, что на близлежащем участке могут быть получены слегка отличающиеся числа. Кроме того, испытание по Роквеллу проверяет только поверхность материала. Возможно, что твердость внутри может отличаться от результатов на поверхности. По этой причине производители обычно перечисляют ряд чисел для указания твердости. Наличие диапазона номеров допускает погрешность в результатах испытания. Фактические результаты для всего объекта будут находиться где-то в пределах этого диапазона.

Твердые металлические сепараторы:

Эти сепараторы изготовлены из кованной или литой стали. Твердые металлические сепараторы используются в следующих случаях:

  • особые условия эксплуатации, такие как тяжелые вибрации, ударные нагрузки и т.д. В этих случаях сепараторы часто находятся либо на внешнем или внутреннем кольце.
  • небольшие объемы производства, где не нужно экономить и можно производить из дорогостоящих материалов.

Как правило, твердые металлические сепараторы изготавливаются в основном из латуни. Другие материалы бронза, сталь, сплавы и т.д.

Обозначение для твердых металлических сепараторов обычно содержит спецификацию с указанием его материалов и другие буквы или сочетания букв и цифр, чтобы представить подробную информацию в отношении типа сепаратора и дизайна.

Примерами могут служить: MA, MB, MPA, MPB, M1, FPA, LPA, LPB …

Подшипник или клапан ?

Серрргей

Нашел людей которые готовы выковать, обработать, а затем закалить и доработать — отполировать нож. Просят только сталь. Причем 40х13, а не более качественную. Где взять не знаю, но есть подшипники от компрессора ЭК-7.5/2 и есть клапан от дизеля. Марок стали к сожалению не знаю.
Подскажите — что лучше дать, клапан или подшипник.

ЗлХ

Субьективно подшибники это почти 440с.

OxOTHuK

Если не больше… Подшипники ведь весьма бодро темнеют и покрываются пятнышками ржи, если не работают в масле, а лежат в сыром месте.
Как-то пилил подшипник — убатонил 5-6 ножовочных полотен, но шарики вытащил 😀

SDvn

У подшибников сталь очень твердая и износостойкая. Имхо подшипник лучше. О результатах их трудов хотелось бы узнать, как онные будут. =)

Yakyt

Люди,да вы что?
Подшипник — скорее всего ШХ15,если не специальный. Если он — что-то ближе к 95Х18,или 110Х18МШД…
В данном случае клапан ближе.
А пилить подшипники…Я их колол — кладёшь в верхонку и кувалдой.Если аккуратно — на две половинки колются.
Э-эх,были времена,были подшипники от погружных насосов. Одна наружная обойма — два добрых ножа…

Relax

Если твои умельцы гарантируют, что раскуют подшипник, то это хорошо, только вот ТМО грамотно надо сделать. Я бы на твоем месте отдал бы им две стали, потому как если с одной железякой накосячат, с другой получится, типа как запасной вариант, а если с двумя получится, то вообще хорошо, будет два замечательных ножа 😊

vegur

А клапан нужен ВЫПУСКНОЙ, он рулит одназначна, а дизель нужен тепловозный

Butch

Выпускной клапан, кажись сороковка
Наружное кольцо подшипника — ШХ15 — я предпочёл её и не жалею.

Survival

Клапан лучше он на ударные нагрузки более прочный и не ржавеет хотя пятнышки бывают

kazan-ova

Survival
Клапан лучше он на ударные нагрузки более прочный и не ржавеет хотя пятнышки бывают

Подшипниковая сталь ШХ15 и модификации, с=1-1.15 вроде так.
Клапанка 40Х9С2 и модификации, с=0,35-0,45. И та и другая ржавеет. Клапанка ржавеет меньше. Я за подшипник.
Не в обиду: но сырое железо еще лучше ударную нагрузку держит 😊

Серрргей

Господа, я совершенно не копенгаген в марках стали, но если из клапана сделать и правильно закалить, то будет ли сталь хоть немного конкурировать с ножами Южный крест из 95х13 ??? И возможно ли достичь твердости 45-50 Р?

2 Релакс — А что такое ТМО?

Valent

Серрргей
Господа, я совершенно не копенгаген в марках стали, но если из клапана сделать и правильно закалить, то будет ли сталь хоть немного конкурировать с ножами Южный крест из 95х13 ??? И возможно ли достичь твердости 45-50 Р?

2 Релакс — А что такое ТМО?

Сталь наверное всё ж таки правильней назвать как 95Х18, а не 95Х13. Если сварить сталь с указаннам содержанием углерода и лигировать её 13% хрома, то она будет довольно заметно корродировать. Для ножа, которым предполагается резать, нормальная твёрдость клинка 58HRC и выше.

kazan-ova

Серрргей
Господа, я совершенно не копенгаген в марках стали, но если из клапана сделать и правильно закалить, то будет ли сталь хоть немного конкурировать с ножами Южный крест из 95х13 ??? И возможно ли достичь твердости 45-50 Р?

2 Релакс — А что такое ТМО?

Твердости 45-50 достичь на клапанке я думаю особых проблем не составит, но возникает вопрос зачем такая твердость? (Только разве, что для кухонного ножа и то я бы лично не хотел) Это очень мягкая сталь. На VN стоит вроде 55-57 если не ошибаюсь. Клапанку и 95Х18 сравнивать вообще нельзя абсолютно разные стали посмотрите хим. составы в справочниках и влияение на стали различные лигирующие элементы. И конкурировать с ЮК она не будет 😊(по моему мнению) в частности возьмем углерод (с) влияющий на твердость и износостойкость стали. в клапанке — 0,4 в 95х18 — 0,95 (грубо). Хром (Х) создает оксидную пленку на поверхности металла, чтобы сталь была нержавеющая (малоржавеющая — это будет более верно) его должно быть не менее 12%. В клапанке — 9%. Я в этих вопросах тоже не спец, лучше если кто в металловедении более силен проконсультирует.

Я конечно не Релакс, но отвечу (надеюсь Релакс не обидется). ТМО — термообработка, может включать в себя отжиг, закалку и отпуск.

Valent

Серрргей
Точно, на 18.
Что касается твердости выше 58… вот: там почти в самом начале сказано, что не более 60.
[URL=http://www.knifecenter.ru/index.php?go=Page&id=5&SNS=d46db9acfd7be9550065ce022ceb6125]http://www.knifecenter.ru/index.php?go=Page&id=5&SNS=d46db9acfd7be9550065ce022ceb6125[/UR L]

Нет, не точно. Потому как не «на 18», а Х18. Русская буква «Х». В совковой классификации сталей обозначает процентное содержание хрома. Потому и «Х». Что до твёрдости клинка и указанной ссылки, то вроде как рекомендуемый диапазон обозначен как НЕ МЕНЕЕ…

О СТАЛИ. Твердость рабочей стали из которой выполнен клинок (точнее режущая кромка) должна составлять не менее 45 — 60 HRC. Сталь мягче 45 HRC нет смысла затачивать, так как полученная режущая кромка легко сминается, а сталь тверже 60 HRC, хо-тя и неплохо затачивается, очень бы-стро тупится — выкрашивается острие.

Основываясь на личном опыте я бы нижний предел твёрдости поднял с 45 HRC до хотя бы 52-53 HRC. Вообще-то в реальной жизни всё зависит от правильности проведеной термообработки. Это если с самой сталью всё в порядке. Опять же, из личного опыта, могу сказать многое зависит и от того как выкована заготовка. Если её «перемесили», то по характеристикам клинок будет заметно лучьше чем если просто сделали из листа или обоймы подшипника. Из листа самый худший вариант.

OVM

Подшипник — сталь обычно ШХ15, для спецподшипников 95Х18, клапана делают например из 40Х10С2М,
Первая отлично режет и при правильной термообработке является великолепным материалом для ножа. Единственно — ржавеет.

Вторая сталь обладает неплохими антикоррозионными свойствами, особыми свойствами не обладает, хотя часто из нее делают клинки.

Я бы сделал из ШХ 15. Должен Вас предостеречь, что грамотно расковать и после слесарной обработки закалить клинок непросто. Главное это то, что если это делают неспециалисты, то возможно обезуглероживание, а также излишняя хрупкость или крупное зерно.
Твердость для ножа ниже 55HRC на мой взгляд не имеет смысла. Для ШХ15 58-60HRC часто считают что лучше 60-62HRC.
Поспрошайте на www.knife.ru там есть мастера, были ветки и про ШХ15.

С уважением,
Олег

Valent

OVM
Твердость для ножа ниже 55HRC на мой взгляд не имеет смысла.

Придерживаюсь такого же мнения. Но! Опять таки из личного опыта. Для зимней охоты мне заказывали клинки с меньшей твёрдостью. Аргументация была такой — «На морозе слишком долго править нож из твёрдой стали, а вот из более мягкой, не смотря на то что садится быстрее, нож подправить легче». Как по мне бредятина, но что было, то было. У богатых свои причуды.

OVM

С точки зрения заточки на морозе, извините — 😊 , монопенисно! Другое дело, большая хрупкость клинка на большом морозе, но мороз должен быть…ого..ого! Думаю не больше — 40С.

Согласен с Valent — Бредятина!


С уважением,
Олег

DeathCharge

Ииии…ииии….и тот и другой и будет 2 ножа с ними и туды и сюды а с одним и не туды и не сюды. 😛

Strelezz

Добавлю в копилку мирового разума свою копеечку. Делал ножи , по подсказке одного человека, из штоков вентилей большого диаметра. Те что на водопроводах горячего водоснабжения стоят. Искать в рамонтных службах водоканала. Штоки на активно работающих вентилях довольно быстро изнашиваются . Ремонту не подлежат. При некоторой настойчивости можно найти шток-заготовку даже на саблю.
Клинок из этой стали — марки не знаю — по изготовлении перед затачиванием немного подкаливал. В муфеле до уровня — клинок темновишневый , а спуск чуток ярче. Потом в масло… При отсутствии муфеля можно греть просто газовой горелкой на массивном куске металла — кусок рельса , наковальня, и т.п.
Один раз ,правда, у меня отломился носок лезвия миллиметров в 5. Я свежеизготовленный нож метнул изо всей дури в дверь гаража , общитую досками . А лезвие вошло аккурат в щель . То бишь удар пришелся в 6мм лист железа. Димаю , что такого издевательства не выдержит ни один нож.
Несомненное достоинство этой стали — отлично полируется и держит полировку.

теоретик?2

Наверно шток задвижки а не вентиля? У задвижек на 100 мм шток диаметром миллиметров 20, должно при хватить на ножик, а по длине — почти на кортик. Сабж также водится на нефтебазах, у эксплуатационников газовых сетей и на насосных/компрессорных станциях магистральных трубопроводов.

Strelezz

теоретик?2
Наверно шток задвижки а не вентиля? У задвижек на 100 мм шток диаметром миллиметров 20, должно при хватить на ножик, а по длине — почти на кортик. Сабж также водится на нефтебазах, у эксплуатационников газовых сетей и на насосных/компрессорных станциях магистральных трубопроводов.

——————————————————————-
Тут вот какое дело : Чел , который мне целеуказание давал — уточнял что штоки от задвижек именно горячего водоснабжения. Может они отличаются , от других-то ?

теоретик?2

Не помню, изучал сабж в 1983 году, но по-моему все задвижки различаются только по диаметру и давлению, не считая тех, что для химических производств.

Нуриман

Не очень удачная мысль со штоками. Стали там посредственные — 20Х13, 14Х17Н2, 12Х18Н10Т. Вот, что на сегодня вы там найдете с вероятностья примерно 75%. От этих штоков конструктора ждут высокую чистоту поверхности. Связанно это с обеспечением работоспособности сальнокового узла клапана. На сегодня самый прогрессивный спосб (распространенный, если хотите) достичь этого — накатка. А это значит, что стали которые калятся уже ненужны в конструкции клапанов.
Конечно вам может повести, вы сыщети достаточно старый клапан с каленым штоком. Но я бы на этот счет особенно не расчитывал.

Надежнее трести кантакты по заводам и просить прутки вполне конкретных сталей. Тогда с закалкой проблеммы будут минимальными.

Redrik

Рубяты ковали мне заготовки из 40х13. Очень замечательные ножи получаються. А еще ест 40хн тоже песня. Их даже по моему не калят а просто дают остыть (хотя могу ошибаться). А ножи как на подбор, и заточку держат и твердые (правда на приборе не проверял), и упругие.
Ножей за свою не длинную жизнь (23года) я сделал 17 штук, тверже только полотно от мех. пилы, но оно более хрупкое.

Redrik

Делал кинжал толщина клинка 2.5мм, длинна 100мм, ширина у 12мм к острию чуть заужается. Сгибал на 90 градусов даже чуть более. Это из стали 40х13.

vesin

Рубяты ковали мне заготовки из 40х13. Очень замечательные ножи получаються…
…………………
Таже фигня. Заказывал всегда у одного кузнеца (второй как-то запорол заготовку). Поковка просто остывает на воздухе при температуре 20-25С. Проверка всегда проходила тут же. Кусок заготовки при ковке просил сводить на нет (сантиметров пять длины). После остывания — удар со всей дури ребром этого «фальшлезвия» по ребру чугунной плиты. Всегда слетала окалина, НИКАКИХ следов на заготовке не находил, один раз появилось темное пятнышко (как после отжига) на месте удара, и все.

colencor

vegur
А клапан нужен ВЫПУСКНОЙ, он рулит одназначна, а дизель нужен тепловозный

Сорьки за реанимацию, но, по-моему, в выпусконом клапане внутри находится НАТРИЙ, для лучшего охлаждения клапана. Так что онли впускной.

kvd70

Лет 10 назад продали мне пластину 4 мм толщина см 40 длина и 6 см ширина ,сталь 95Х18Н3А .Так она и лежит.Но вот упоминания о Н3А на конце не нашол нигде.Такая сталь бывает?

vegur

Все деятели мне советовали брать только выпускной клапан
Дескать и жаропрочность выше, и ударную нагрузку держит лучше
=================================
А натрий в нутри это как?
в составе металла или полость внутри клапана?
Я, прросто раньше никогда про натрий в клапане не слышал

Alexej

Лет 10 назад продали мне пластину 4 мм толщина см 40 длина и 6 см ширина ,сталь 95Х18Н3А .Так она и лежит.Но вот упоминания о Н3А на конце не нашол нигде.Такая сталь бывает?
—————————————————
Н — до 1% никеля, А — качественная. Может быть НВА? Тогда ещё до 1% вольфрама.

ASv

А если трос расковать?

colencor

Натрий по-моему прямо «насыпан» так, т.е. клапан пустотелый, заполнен натрием. Может конечно не на всех клапанах. ХЗ. Но то что на выпуске есть натрий — абсолютно точно!

vegur

ASv
А если трос расковать?

Почти дамаск будет 😊 😊 😊

SashaAn

ИМХО, только впускной, — на выпускных железка для более других целей 😛 и, еще когда я в автопарке в детстве подрабатывал и клапана те самые притирал 😊, — мне рассказывали, что именно из впускных делают «изделия» 😊

McS

ШХ15!!!

colencor

😀 Так всё-таки чё там насчёт натрия то? 😀

ASv

vegur

Почти дамаск будет 😊 😊 😊

А если серьёзно?

kazan-ova

colencor
Натрий по-моему прямо «насыпан» так, т.е. клапан пустотелый, заполнен натрием. Может конечно не на всех клапанах. ХЗ. Но то что на выпуске есть натрий — абсолютно точно!

Он не насыпан а находится в жидком состоянии насколько я помню предназначен для лучшей теплоотдачи. Только вот в каких впускных или выпускных — х.з. И делают только из тех клапанов где нет.

kazan-ova

ASv

А если серьёзно?

Был такой пост назывался «Кованый трос» посмотрите. У моего дружка на работе кузнец пытался расковать — ничего не получилось. Его каким-то макаром надо обесжиривать и производить сварку как в дамаске.

SHURUP

Господа. Металлический натрий бывает только внутри выпускных клапанов. Я встречал его только в выпускных клапанах двигателя типа ЗИЛ-130. Дорогое это удовольствие. Слышал, что бывает в авиационных движках. 😛

kvd70

А можно пилу дисковую офуенную на полосы распелить,ОООчень неплохой результат.

vegur

Не всегда
Попдалась мне дисковая пила из 30 ХГСА
х—вая сталюка на ножик

castorFe

В конце 70х работал на нефтехим комбинате на азотнотуковом заводе — удобрения. Оборудование на заводе по репарации из Германии, на вентилях и клапанах свастики, дата — 1936, 37гг. Так вот штоки клапанов пока стояли родные, на них была маркировка RM2. Считалось, что это марка стали. Прикиньте, с 30г до 80х на азотной и серной кислоте. Наверно стояли бы и сейчас, но уж больно хорошие ножики из них получались и их постепенно изъяли и поменяли на 3Х13 😊(насколько помню). Из этой стали штоки меняли раза 2 в год. Я работал(учеником) как-раз на ремонте арматуры, т.е. этих клапанов и вентилей. Себе тоже прихватил 2-3 штока и раскованую полоску. Пока искал кузнеца забрали в СА. В моё отсутствие мать почистила мои залежи и не пришлось мне испытать немецкое качество 😊. Кто-нибудь, что-нибудь знает про такую сталь или это маркировка штока?

Гриня

С клапаном не все так просто
у буржуев есть такое
http://www.cartech.com/products/wr_products_valve_212n.html

21-2N steel
0.50/0.60 C, 7.00/9.50 Mn, 0.25 Si, 19.25/21.50 Cr, 1.50/2.75 Ni, 0.20/0.40 N, Bal. Fe

A nitrogen-strengthened, austenitic alloy. Has been used extensively for automotive valve applications.

21-4N — тоже самое только 4%Ni
Марганца реально 8 % не опечатка.

Отечественные аналоги
«Металловедение и термическая обработка» 1957 год
новее нет конструктора растащили.

Ближайшие аналоги (легирующие элементы и их количество)
х13г9н4(ЭИ 100) С 0.15-0.30% остальное понятно

х20г5н6мв(ЭИ 310) С 0.35-0.45% применяЛАСЬ(это в 57-то году) в клапанах впуска и выпуска авиационных моторов.

Смотрю по назначению

4х14н14в2м (эи 69) широко применяется для изготовления клапанов впуска и выпуска авиационных и стационарных и судовых моторов, мощных тракторных моторов, моторов грузовых автомобилей.

4х14н14св2м(эи 240)клапанные седла некоторых поршневых двигателей

Мораль: в любом случае малое содержание углерода и ,если «повезет», офигенная лигатура непонятно чего 😊.

svjtoi

Подшибниковая сталь она же «ШХ» получается довольно хрупкая и по этому не держит заточку скалывается. И она ни чем не похожа на 95Х18. У нас ножевая сталь идёт 95Х18 у америкасосов 95Х16.

kazan-ova

svjtoi
Подшибниковая сталь она же «ШХ» получается довольно хрупкая и по этому не держит заточку скалывается. И она ни чем не похожа на 95Х18. У нас ножевая сталь идёт 95Х18 у америкасосов 95Х16.

Что-то вы тут х..ню написали, батенька. Это руки хрупкие у кого она такая получается. А у нас суперпупер всерхсекретные оборонные стали, которую нам варят шведы по-старинным руским рецептам. И чё???
Пардон не сдержался.

svjtoi

Согласен,это дело дилетантов не любит.У нас были такие специалисты на заводе правда давно это было. на сколько я помню закаливали только заточку а обух отпускали.

Policija

Серрргей
Господа, я совершенно не копенгаген в марках стали, но если из клапана сделать и правильно закалить, то будет ли сталь хоть немного конкурировать с ножами Южный крест из 95х13 ??? И возможно ли достичь твердости 45-50 Р?

Я сделал нож из обоймы подшипника и решил отвезти на закалку. Первым делом они проверили твердость и она составляла 48 единиц. Калить отказались, обоснуя тем, что будет после закалки крошится.

Policija

kazan-ova

Он не насыпан а находится в жидком состоянии насколько я помню предназначен для лучшей теплоотдачи. Только вот в каких впускных или выпускных — х.з. И делают только из тех клапанов где нет.

В жидком состояние никогда не видел, а вот в виде белого порошка встречал много.
Только выпускные клапаны имеют полость с порошком, т.к. выпускные клапаны работают в более высокой температуре, чем впускные ( обдуваемые рабочей смесью). И то не все производители применяют данную технологию, наполнения полости клапана порошком. Если клапан цельный, это еще не значит, что он впускной!

kazan-ova

Policija

Я сделал нож из обоймы подшипника и решил отвезти на закалку. Первым делом они проверили твердость и она составляла 48 единиц. Калить отказались, обоснуя тем, что будет после закалки крошится.

А кому отвезли…? термисту на предприятие…? При закалке термист порекомендовал в районе HRC 58, я попросил по-тверже. сделали 61-63, хрупкости не наблюдал.

Policija

Да отвозил на предприятие. Незнаю, но сказал, что нет смысла…

Alex_2006

Про натрий …
Было нам лет по 14, прокрадывались на площадку вторцветмета.
Сам вытаскивал натрий из клапанов. Двигатель авиационный, звездообразный, очень древний.
Клапан пустотелый, внутри ЗАЛИТ натрий.
На извлечения одного клапана уходила часа четыре.
Похож на свинец, только помягче. Рубили по бедности тупым зубилом. Выковыривали отверткой. Кидали в речку, а лучше в лужу. Сперва шипит, потом бабахает.
Хранил в жестяной канистре, где мать держала керосин для керогаза.

Sir_c4094e

…О кто же, кто же поднял меня из МЕРТВЫХ?.. (замогильный, жутко унылый голос темы)

…Но раз уж поднялась, добавлю, если охота делать что-то из подшипников, ШХ15- хорошая сталь. Но можно поискать 11Х18М, для ножа эта сталь лучше, хотя и ТО сложнее. Добывается из подшипников (видел на игольчатых подшипниках, для больших нагрузок).

grga

Про натрий …
Было нам лет по 14, прокрадывались на площадку вторцветмета
————————————-
Прям детство вспомнил…Только мы ножовкой пилили уже около воды (в керосин не догадались,может оно и к лучшему) и ничего не выковыривали,так,надпиленный и бросали — бабахало так,что боже ж мой.Клапана были авиационные,вот только в памяти отложилось,что говорили не натрий там,а литий.Утверждать,конечно,не буду.

Sir_c4094e

Не, литий просто плавает. 😊
Натрий бабахает- активно соединяется с водой, отбирая OH, выбрасывая много H, который образовывает h3, который при определенной концентрации с O2 из атмосферы взрывается. 😊

grga

Ну,допустим,плавает литий не просто,а с теми же последствиями,что и натрий 😊 Дык говорю ж,поплавал бы он у нас :мы его вместе с надпиленным клапаном и бросали.
ЗЫ а концентрация нам была по-барабану,т.к. смешивается и взрывается без участия алхимиков.

Kazbich

Серрргей
Нашел людей которые готовы выковать, обработать, а затем закалить и доработать — отполировать нож. Просят только сталь. Причем 40х13, а не более качественную. Где взять не знаю, но есть подшипники от компрессора ЭК-7.5/2 и есть клапан от дизеля. Марок стали к сожалению не знаю.
Подскажите — что лучше дать, клапан или подшипник.

Дал бы даже пластину (не факт, что прутки остались) именно из 40Х13. Как из Москвы забросить — просто не в курсе 😞.

anatoly

to Серрргей:

За последнее время сделал штук 6-7 ножей из Х12МФ, Р6М5 и ШХ15. САмым легким для меня оказалось сделать ножи их Х12МФ — закалка на воздухе, отпуск и всех делов. С Р6М5 пришлось повозиться немного побольше. И самой муторной ШХ15. Один только отжиг с нормализацией занимает двое суток. Для себя выработал критерий хорошего реза — если режет косточки в лимоне, значит рез удовлетворительный. Так вот из Х12МФ косточки режут оба. Из Р6М5 — два из трех, а их ШХ15 только один из трех и то не очень хорошо. Первый я калил с 840-860 в масло и тройной отпуск при 200. Он строгает китайский надфиль, а резать не хочет ни в какую, скользит как на коньках. Второй — с более высокой т-ры 860-900, эффект тот же и третий с 900-950 сначала в воду до 200-300, потом воздух. Этот режет немного получше, вероятно нужно попробовать калить с 950-1000. Из штока выхлопного клапана от С100 я делал нож очень давно, в 1975 году. Потом я подумал, что нужно было делать из головки, все таки она более легирована и жаропрочная. Правда углерода там может быть немного поменьше. Вообще-то необходимо решить, для чего нож нужен — для реза или для рубки. Из 40Х13 говорят хорошие ножи делает Прокопенков и Викс тоже у меня режет не плохо (420 шведский аналог нашей 40Х13), только хрупковат. Нужен хороший мастер и Ваше решение, поскольку свойства ножа — это компромис между стойкостью режущей кромки, вязкостью и твердостью. Конечно Вам лучше отдать обе заготовки, потом из них выбрать лучшую, а если не выберете, то продолжить поиск дальше.
С Уважением

kazan-ova

to anatoly
Я коенчно понимаю, что людям помогать надо и это очень даже хорошо, но обратите пожалуйста на дату первого поста 😛

anatoly

To Kazanova.
Так не один же он посты читает, может и другим будет полезно 😊
Просветительский зуд не дает покоя 😊
Если не нужно, пусть модераторы удалят
С Уважением

Sir_c4094e

…Тогда еще вернемся к посту svjtoi’го о хреновой стали для подшипников ШХ и хорошей ножевой стали 95Х18.
Чтоб никогда не возникало недопониманий- 95Х18- это ТОЖЕ пошипниковая сталь. 😊
…А здесь на форуме еще уяснил, что модная BG-42, это ТОЖЕ подшипниковая сталь, так что подшипники режут, и режут неплохо. 😛

Eugeny2

Sir_c4094e
…Тогда еще вернемся к посту svjtoi’го о хреновой стали для подшипников ШХ и хорошей ножевой стали 95Х18.
Чтоб никогда не возникало недопониманий- 95Х18- это ТОЖЕ пошипниковая сталь. 😊
…А здесь на форуме еще уяснил, что модная BG-42, это ТОЖЕ подшипниковая сталь, так что подшипники режут, и режут неплохо. 😛

Причём углеродистые подшипники из ряда ШХ15 (52100), ШХ4 (50100) и т.п. режут гораздо лучше, чем корозионностойкие подшипники и турбины, вроде 440С, 95Х18, 110Х18 (ЭИ229), 100Х13М (ЭИ515), ATS34, 154CM, BG42 и т.п.
Клапанные стали держат заточку и режут гораздо хуже.

kazan-ova

anatoly
to Серрргей:

И самой муторной ШХ15. Один только отжиг с нормализацией занимает двое суток. Для себя выработал критерий хорошего реза — если режет косточки в лимоне, значит рез удовлетворительный. Первый я калил с 840-860 в масло и тройной отпуск при 200. Он строгает китайский надфиль, а резать не хочет ни в какую, скользит как на коньках. Второй — с более высокой т-ры 860-900, эффект тот же и третий с 900-950 сначала в воду до 200-300, потом воздух. Этот режет немного получше, вероятно нужно попробовать калить с 950-1000.
С Уважением

Ну если флудить, так флудить. 😀 Странно никогда на шахи такого не наблюдал. Сам не калил никогда просто отдавал в термичку, но точно знаю что никто там 2 суток ее не отжигал и не нормализовал. У меня на ножах она всегда точилась хорошо и рез был лучше чем на сталях Х12М и 40Х9С2 (клапанка). Скорее всего думаю, что вы чего-то перемудрили, например возникает несколько вопросов зачем делать тройной отпуск??? А закалка с более высоких температур даст рост зерна и снижение механических свойств. И какую вы твердость итоговую получали? Мне калили на 60-62 и 58-60. не хочу обидеть. ИМХО. Посмотрите здесь по термообработке. http://guns.allzip.org/topic/5/87981.html

anatoly

to kazan-ova:
Несколько дней отсутствовал, извините был на охоте. Ну и не понял почему это Вас задело. Написал свое мнение, не претендую на истину. Может тон???. Но честное слово никого не хотел обижать. Истоки — вот, но они по-ангилйски.
52100 BALL BEARING STEEL


Besides using ball and roller bearings, races/balls/rollers, it can be obtained in bar stock.
In comparison to 5180, 50100B and O-1, it has more Carbon and more Chromium.
Carbon heightens the abrasion resistance and Chromium hardeners deeper with simpler heat treatments and makes the blade stronger. It does not take much Chromium, even 0.5% is enough.


Typical Analysis:

Carbon Manganese Chromium Vanadium Tungsten Silicon
52100 1.10% 0.35% 1.50% — — 0.35%
5180 0.60% 0.80% 0.80% — — —
50100B 0.95% 0.45% 0.45% 0.20% — —
O-1 0.90% 1.60% 0.50% — 0.50% —


Heat treatment recommended by Crucible Specialty Metals:

Forging: Forge at 2000 degrees F, cool in still air afterwards.
Normalizing: Temperature at 1850 — 1700 degrees F.
Annealing:
Heat to 1440 degrees F and soak for 8 hours, cool at the rate of 15 degrees F per hour to 1200 degrees F, hold at that temperature for 6 more hours, than cool in still air.
Hardening:
Oil quench from 1550 degrees F should give a hardness of 67 Rc. Water quenching is said to be risky, introducing too much stress.
Tempering:
Assuming that the blade reached full hardness in the quench, tempering temperature of:
350 degrees F………………………….60 — 61 Rc
450 degrees F………………………….58 — 59 Rc
500 degrees F………………………….56 — 57 Rc.

The heat treatment of 52100 is different than that of many of the other alloy steels, including 5180, in that the hardening temperature controls the amount of Carbon that dissolves in the austenite — the condition of steel at high temperature where it is a solid solution of Iron and Carbon.
This gives a finished blade that has lower banite — a transformation product that forms at the lower temperature than martensite rather then tempered martensite — the hardest form of steel.
When overheated for the quench, most alloy steels simply have coarser grain, but 52100 will develop a week structure.

Triple quench / triple draw method: (as done by Ed Fowler)
-The theory behind the triple quench is that by bringing the blade rapidly up to the hardening temperature, the grain size remains smaller then when the usual soak time is used. The soak time allows all the transformations to be made within the steel, yet the grain grows with the additional time at the soak temperature. With the rapid quench the transformation is not complete, however the second and third quenches complete the necessary transformation.
-This method seems to produce the best cutting and stronger blades with more edge holding ability than a single quenched blade of the same hardness
-After proper forging, normalizing and annealing, use magnet to judge the critical temperature and quench the blade in Texaco type «A» oil heated to 180 degrees F.
Cool the blade and let sit for 24 hours. Repeat the identical process 2 more times.
Now put the blade for 8 — 10 hours into the freezer and follow by 3 tempering cycles at 375 degrees for 2 hours each.
Note: Blades hardened at 24 hour intervals cut better and demonstrate greater strength and toughness, than the blades hardened 3 times in one day.

Molten salt quench method: (as done by Al Pendray)
After forging and rough grinding, heat the blade to 1850 n-1900 degrees F, hold 3 — 5 minutes, then quench in molten salt at 500 degrees F, hold 3 minutes, then air cool.
Place back in the salt at 500 -98% degrees F and hold for 2 — 3 hours. Then heat to 1550 degrees for 30 seconds for thin blades, 60 seconds for thick blades and quench in 475 — 500 degree salt.
450 degrees F…………………………60 — 61 Rc
500 degrees F…………………………59 — 59 Rc
Hold the blades in the salt quench at temperature for 2 — 4 hours. The longer time produces tougher blade that is 1 — 2 points Rc softer.
How to determine the type of steel in the bearing:
-Not all ball and roller bearings and races are made out of 52100 steel.
Forge a bar out of the ball or roller, heat till it becomes nonmagnetic, and quench in oil.
If the tip breaks like glass when flexed, it is most likely 52100.
If the drawn piece of race stays springy, the material was just case hardened and most likely was made of 4815 steel — good for pattern welded billets. The Nickel content will give a nice layer contrast.
A high percentage of larger roller bearings seem to be case hardened. The smaller ones are mostly 52100. If you find ball bearings resistant to hammer, form little scales and do not rust when left in the bucket of water for a few days, they are probably 440C.

Если перевести только несколько абзацев, то том написано (наверное не все по прописи необходимо делать) — нормализация — нагрейте до 750 С и выдержите 8 часов, потом по 10 -15 С градусов в час до 650 и выдержите еще 6 часов. У меня на работе это заняло около 2х суток. Вечером перед уходом включил муфель, догнал до 800 и оставил на ночь, днем по 10 градусов в час опять до вечера, до 650, потом опять на ночь, а утром выключил. В наших марочниках по сталям, сокращенный режим, но все равно довольно длительный.


sended by kazan-ova:
— Скорее всего думаю, что вы чего-то перемудрили, например возникает несколько вопросов зачем делать тройной отпуск??? А закалка с более высоких температур даст рост зерна и снижение механических свойств. И какую вы твердость итоговую получали? Мне калили на 60-62 и 58-60.

— Определить твердость не могу, прибора нет, только импирически, но как я уже писал — китайский надфиль строгает, а наш по стали летает со свистом — около 58 на мой взгляд, но не режет также хорошо как Х12МФ. А перед этим мне кузнец калил, все тоже самое.

— Мне так показалось, что форум это большое сообщество, разноплановое, разностороннее, а читает его еще больше количество народу. Может быть мой скромный опыт кому ни будь пригодится. Тем более, что по прописям, закалка с 840 (правда у англичан там магнит используется), и своими секретами (к сожалению) по ТМО на форуме то не очень делятся (ни на что не намекаю). Так может быть кроме всего прочего, еще и технические вопросы обсуждать???

— ссылку, что Вы дали видел, спасибо, но там как раз тот самый случай — для ШХ15 — это стандартный режим для получения максимальной твердости именно для подшипника, но не для ножа. У меня как раз по этому режиму нож и не режет. Наверное, что-то не то делаю.
С Уважением

kazan-ova

to anatoly:
Анатолий не коем разе не хотел Вас обидеть или задеть. И если что-то вам показалось в моем тоне, то искренне прошу у вас прощения. Меня абсолютно ничего не задело и я также высказал просто свое мнение.
К сожалению вашу статью на английском не могу осилить (говорила же мне мама — «Учи английский») 😊 Просто меня ввели в легкий ступор ваши действия и я просто хотел уточнить почему вы так делали.

Alan_B

По мне вышеприведенные прописи напоминают анекдот, в конце которого предлагалось воспользоватся кувалдой и не терять зря времени…
Зачем так усложнять себе жизнь? Все уже придумано, а если хочется что то изменить, то надо понимать, зачем…
По хромистым сталям типа ШХ15 (ШХ20, ШХ15СГ, для ШХ4 и других сталей режимы будут другими)разумная ТО видится примерно так.
1. Нормализация. Нагрев до 750, выдержка 15-20 мин (большие выдержки применяются для тяжелых садок, что для ножестроения не характерно), охлаждение на воздухе. Можно повторить 2-3 раза, хуже не будет. Можно остановится и на этом как на самом простом варианте предварительной ТО.
2. Отжиг и термоциклирование. Нагрев до тех же 750 та же самая выдержка 15-20 мин. Далее охлаждение со скоростью не выше 40С/час (лучше 20) до 600-620 выдержка примерно час (См. диаграмму распада аустенита — 100% распад около 100 сек.). Дальше можно охлаждать на воздухе. Несколько лучшие результаты дает термоциклирование — тот же цикл, только повторенный 5-10 раз. При этом скорости охлаждения могут быть большими (обычно определяются тепловой инерцией печи) а изотермические выдержки — меньшими (10-20 мин). Термоциклирование позволяет придти к закалке с более мелким зерном (обычно на 2 балла) и лучшим распределением карбидов.
3. Закалка из МКО с высоким отпуском позволяет уменьшить коробление. Обычно нагрев до 730-740 выдержка 30 мин и охлаждение в масле. Отпуск 600С 1 час.
4. Закалка. Подогрев при 600-650 30 мин, нагрев до 810 (вода, силикаты) или 830-850 (масло). Выдержка определяется способом нагрева (45-90 с на мм). Твердость после закалки не выше 65.5
5. Криообработка. Не познее 15 мин после закалки. Обычно озлаждение в смеси сухого льдя с бензином или ацетоном. Если калили с низких Т (810-820) то достаточно и — 30 в бытовой морозильной камере. Можно повторить 2-3 цикла охлаждение — отпуск при 120-125С 2 часа. Криообратотка не является обязательной и используется как правило только для ножей и инструментов, подвергаемых отпуску при 120-125С.
6. Отпуск. Выполняется сразу после закалки или криообработки. Обычно используется 3 режима отпуска
а — 120-125 обычно 6 часов. Срохраняет высокую твердость (63.5-64.5) и не вызывает стабилизации аустенита. Можно использовать несколько отпусков в сочетании с охлаждением (обычно 3 раза по 2ч)
б — отпучк при 160-170С. Сохраняет твердость в районе 62 и стабилизирует аустенит. достаточно 2 часов.
в — отпуск при 220-240С вызывает превращение остаточного аустенита и обеспечивает твердость 57-59.
Отпуск в интервале 180-200 для сталей типа ШХ15 нежелателен, так как при падении твердости в сравнении с 170 не обеспечивает приращения прочности и пластичности (иногда даже некоторое снижение ударной вязкости) и уступает отпуску при 220-240 по достигаемым мех. характеристикам

Вот собственно и все.

Обычно схема ТО заметно проще. Например — Нормализация — высокий отпуск (он же подогрев пдля закалки) — закалка — отпуск.

anatoly

to kazan-ova:
Спасибо, я рад что все хорошо. По статье, переводил я это, сейчас поищу может найду. Вот короткий перевод по нормализации и закалке по методу рекомендованному компанией Crucible Specialty Metals —
— нагрев до 782С и выдержка 8 часов, потом по 10 С в час до 650 и выдержка минимум 6 часов, затем остывать на воздухе.
Закалка в масло с 843 градусов должна давать твердость 67 по Роквелу. Закалка в воду проблематична (рискована) так как может потрескаться (порваться) заготовка.

Отпуск — 176 С дадут 60-61 Роквела
232 ———58-59
260———57-58
Термообработка 52100 (ШХ15)отличается от других сталей тем, что температура закалки контролирует количество углерода, который растворяется в аустените. В готовом лезвии это дает банит, который формируется при более низких температурах, чем мартенсит. Поэтому другие стали при перегреве и закалке дают крупное зерно, в то время как с ШХ15 этого не происходит.
Рекомендованный метод тройной закалки (as done by Ed Fowler)
Теория тройного метода закалки — при быстром нагреве и закалке зерно остается мелким по сравнению с методом подогрева (выдержки) при закалочной температуре.
При быстрой закалке одноразово, этого не достигается, но второй и третий раз как раз этот процес и завершают. Им кажется, что этот метод дает лучшие результаты по режущим свойствам, чем одноразовая закалка на ту же твердость.
После правильной нормализации и отжига используйте магнит, для определения критической температуры и закаливайте в масле нагретом до 82 С, затем с интервалом через сутки повторите эту процедуру два или три раза. Затем положите лезвие в холодильник на 8-10 часов и проведите 3 цикла при 190 С по два часа каждый.
Комментарий- лезвие закаленное с 24 часовым интервалом демонстрирует лучшие свойства, чем то же самое лезвие, но закаленное 3 раза за один день.

Там еще есть метод закалки в соляной ванне, но я не стал его переводить.

To Alan_B:
Ваши статьи по ТМО всегда читаю с большим интересом и этот обязательно возьму на заметку. Алан, ну согласитесь, что Ваш метод не совсем прост 😊, (эт я подхихикиваю). А теперь вопрос. Алан, нож сделанный по этому режиму — как он режет?
Вот по тому, который привел я — у меня режет плохо. Нет он достаточно твердый, не хрупкий, но режет хуже, чем другие, сделанные из других сталей. Почему-то не получается у меня пока с ШХ15 договориться. Может отпуск при более высокой температуре?
Или закалка с более высокой, чем по прописи?
Или твердость нужна поменьше, тогда резать будет лучше?
Пока на распутье, будем экспериментировать.
С Уважением

Град

Обьясните мне несчастному. Где найти какопределять твердость стали без прибора. Дело в тои что сковали клинок из подшипника. Но надфиль его берет и заказанное лезвие Хелле толлькнив тоже надфиль берет какая примерно твердость это может быть?

asi

чуть больше или значительней больше чем у хелли 😊
попробуйте еще стекло поскрести.
хотя лучше прибора нет ничего 😊

kazan-ova

to anatoly:
Спасибо Анатолий за статью. Чесно сказать она мне напоминает больше шаманство. Первое что меня и на сторожило в вашем первом посте отпуск при 200 С он действительно не делается о чем и сказал Alan_B. Все-таки я больше склоняюсь к «классической термообработке» нежели чем то что написано в статье. Что еще в ней смущает и нормализация и отжиг. Вполне достаточно сделать что-то одно. Короче мне она просто не нравится. Вот!
Попробуйте сделать по обычной схеме как написал Alan_B и посмотрите что получится — это мое мнение 😛

Sir_c4094e

А что значит «классическая термообработка»?

kazan-ova

Sir_c4094e
А что значит «классическая термообработка»?
То что описал Alan_B

Град

asi
чуть больше или значительней больше чем у хелли 😊
попробуйте еще стекло поскрести.
-да ладно вам издеваться — это как?

asi

берете и стараетесь стекло поцарапать гранью клинка. если скребет, то больше 60.

Град

Хор! Попробую.

Гоблин

Град
Обьясните мне несчастному. Где найти какопределять твердость стали без прибора. Дело в тои что сковали клинок из подшипника. Но надфиль его берет и заказанное лезвие Хелле толлькнив тоже надфиль берет какая примерно твердость это может быть?

Товарисч! Я вам на Knife.ru уже объяснял — нормально и достаточно точно измерить твердость без прибора — НИКАК!!! Ссылку с объяснением приводил. Понять сию простую истину — трудно, да?

RIA

Определить можно только имея очень болшой опыт, и желательно пробники.

Alan_B

Для ШХ15 перегрев не желателен. максимум 870.
Я думаю, что лучше использовать более низкие температуры закалки (810 в силикаты) — сталь сохраняет мелкое зерно и сохраняет меньше остаточного аустенита (который к тому же легче убрать). Про отпуск я уже писал.
Еще есть вариант, что нож не режет из за неправильного подбора абразива при финишной заточке. У меня лучшие результаты получались на
1. Алмазный брусок (С повышенным содержанием алмаза) от Гусева — лучший результат для УВС.
2. Яшма от Гусева — лучшие результаты на большинстве твердых (больше 62) углеродок
3. Сланцы — хоршие результаты на относительно мягких и малолегированных угредодках.
4. Водные камни — сам не пробовал, но по отзывам хороший универсальный абразив для почти любой углеродки.

Вся имеющаяся у меня в наличие керамика дает не самые лучшие результаты.
Впрочем — это лишь мой опыт, который не обязательно абсолютно представителен.

anatoly

to Alan_B
Спасибо буду пробовать
С Уважением

Морган

Всех приветствую! Вопрос в тему. Вот вспомнил, что лежит у меня полоса раскованного клапана от теплоходного дизеля. Возьму иногда в руки, покручу и кладу обратно в ящик. Объясните, пожалуйста, популярно, на какой тип ножа лучше всего она подойдет: режущий(кухонный), рубящий(по костям, сучкам и т.д.) или просто нож общего назначеия(туристский)?

anatoly

Моргану:
Тут наверное все будет зависеть, откуда расковали. Если шток — это одно, головку — другое. Шток наверное похуже — просто стали разные. Он наверняка будет ржаветь и углерода наверное поменьше. А из головки — должен не ржаветь, может и резать будет получше. Мое скромное мнение — туристический и при соответствующей закалке и заточке по костям.
С Уважением

kazan-ova

To Морган:
По-моему мнению супер-свойств от нее ждать не стоит. А назначение будет определятся в большей степени термообработкой и геометрией которую вы сделаете. Обладает достаточной коррозионной стойкостью.

riperbanstreet

Подскажите, плиз. Провожу закалку для садки шх15, размеры рабочего пространства 0.4х1х0.2. Как определить время выдержки? В масле охлаждение

ППа

Мужики задумались 😊)))

kazan-ova

riperbanstreet
Подскажите, плиз. Провожу закалку для садки шх15, размеры рабочего пространства 0.4х1х0.2. Как определить время выдержки? В масле охлаждение

читайте внимательно посты выше
4. Закалка. Подогрев при 600-650 30 мин, нагрев до 810 (вода, силикаты) или 830-850 (масло). Выдержка определяется способом нагрева (45-90 с на мм). Твердость после закалки не выше 65.5

мисталова

теоретик?2
Наверно шток задвижки а не вентиля? У задвижек на 100 мм шток диаметром миллиметров 20, должно при хватить на ножик, а по длине — почти на кортик. Сабж также водится на нефтебазах, у эксплуатационников газовых сетей и на насосных/компрессорных станциях магистральных трубопроводов.

Балдю над вашим аватаром 😊 Чьей организации герб?

п.с. и профессия интересная у вас…

klopyara

Выпускной клапан двигателя Д 160 трактор Т 130 сталь 40Х9С2М маде ин РОССИЯ .Хохлы делают 40Х….Диаметр ножки клапана 14 мм

Термическая обработка деталей подшипников из сталей. Из какой стали делают подшипники


Подшипниковые стали распространены в различных сферах промышленности. Несмотря на то, что стальные сплавы называют подшипниковыми, их применение неограниченно. Подшипниковая сталь отличается высокой износостойкостью и качественностью и может использоваться в сферах, где на детали будут оказываться серьезные нагрузки.

Свойства стальных сплавов

Исходя из названия можно сразу догадаться, что подшипниковые марки стали нужны для производства шариков для подшипников, колец, роликов и других разнообразных деталей, на которые оказывается повышенная нагрузка.

Стали с повышенным количеством углерода:

  1. Сплавы, предназначенные для эксплуатации при высоких температурах и агрессивных средах. К таким сталям выдвигают повышенные требования, поэтому они должны характеризоваться устойчивостью к нагреву и коррозии.
  2. Стальные сплавы для функционирования в стандартных условиях. Металл может использоваться в различных отраслях. Сплавы имеют в составе хромомарганец, хром, молибден, кремний.

К популярным подшипниковым сплавам можно отнести стали следующих марок: 11Х18М-ШД, ШХ15, 95Х18-Ш, ШХ20СГ, 8Х4М4ВФ1-Ш. Буквы ШД в маркировке стального сплава значит, что сталь изготавливалась при помощи вакуумно-дуговой переработки. Буква Ш означает, что при производстве данных сплавов использовалась электрошлаковая технология.

Основные характеристики металлических сплавов очень схожи с химическим составом стали из инструментальной группы.

Опоры скольжения – материалы, виды смазки, типы трения

Первым элементом пары трения обычно является стальной вал. Цапфа вала под используемые подшипники скольжения должна быть обработана с чистотой Ra 0,8…1,6, иметь точные геометрические размеры, допуск выбранной посадки с зазором, повышенную твердость. Обычно цапфа подвергается закалке с последующим шлифованием, иногда, в менее ответственных случаях нормализации. Ряд сталей, например, нержавейка 12Х18Н10Т не калятся. В таких случаях достаточно высокой чистоты поверхности и размерной точности.

Подшипник скольжения втулка, которого выполняется из антифрикционного материала, может проектироваться самостоятельно или в соответствие с существующими стандартами. Недорогой, но эффективный материал втулок, вкладышей – серый или антифрикционный чугун. Его используют при окружных скоростях меньших пяти метров за секунду. Чугун хорошо обрабатывается, прочный, обеспечивает малое трение, но является хрупким, боится ударов, прирабатывается хуже бронзы. Вкладыши чугунные для корпусов разъемных выполняют по ГОСТ 11611-82. Антифрикционные чугуны АСЧ1, АСЧ2, АСЧ4, АСЧ5 должны работать с нормализованными либо закаленными валами. Чугуны АСЧ3, АСЧ6 рассчитаны на незакаленные валы.

Чаще всего используют бронзовые втулки скольжения. Они выдерживают удельную нагрузку до пятнадцати МПа и хорошо работают при окружной скорости валов до десяти м/с. Оптимальным сочетанием свойств для изготовления опор скольжения обладают свинцово-оловянистые бронзы ОЦС 5-5-5, ОЦС 6-3-3, О10Ц2, а для повышенных нагрузок ОС10-10.

Бронза ОС5-25 используется в качестве внутреннего слоя биметаллических втулок с наружным слоем из стали 20 по ГОСТ 24832-81. В пищевой промышленности для подшипников скольжении рекомендована алюминиево-железистая бронза АЖ 9-4, допущенная к контактам с продуктами.

Сочетание высокой прочности и отличных антифрикционных свойств демонстрируют би и триметаллические втулки с наружной стальной оболочкой и внутренними слоями из алюминиевых, медных сплавов, фторопласта.

Чрезвычайно малое трение обеспечивают баббиты Б83, Б88. Но из-за невысокой прочности их обычно заливают во вкладыши из бронзы, или чугуна.

Спекаемые втулки скольжения изготавливаются по ГОСТ 24833-81. Вкладыши металлокерамические длительное время не нуждаются в смазке.

При невысокой нагрузке, малой окружной скорости рациональным будет применение втулок из фторопласта, капролона, нейлона не нуждающихся в смазке. А текстолит, дерево, резину можно смазывать водой. При больших усилиях применяют втулки со стальной обоймой и внутренним слоем фторопласта.

Оптимальный вариант – жидкостное трение, при котором вращающийся вал создает масляный клин, полностью разделяющий его с подшипниковой втулкой. Оно гарантирует наименьший коэффициент трения в пределах 0,001…0,005. Условия создания масляного клина – необходимое соотношение оборотов вала, зазора в соединении, эксцентриситета вала, вязкости и количества поступающего масла.

Чаще всего реализуется полужидкостное трение, при котором большая, но не вся поверхность контакта покрыта масляной пленкой. В этих условиях коэффициент трения составит 0,008…0,08.

Сухое либо граничное трение создается при недостатке, отсутствии смазочного масла. Для пары металл-металл коэффициент трения в этом случае равен 0,1…0,5.

При недостаточности смазки для стального вала коэффициент трения:

  • во втулке из серого чугуна либо пластмассы 0,15…0,2;
  • чугун антифрикционный или бронзовые втулки скольжения 0,1…0,15;
  • во вкладыше из баббита 0,06…0,1.

Смазка значительно снижает коэффициент трения, способствует отводу тепла, предотвращает заклинивание, износ контактных поверхностей. Для подшипников скольжения используются жидкая, пластичная, твердая смазки.

В качестве жидких смазок применяются минеральные, синтетические масла, даже вода для пары трения сталь-текстолит. Индустриальное масло И5А по ГОСТ 20799-88 используют для окружных скоростей контактной поверхности вала 4,5…6 м/с, И8А – 3…4,5 м/с, И12А – не выше 3 м/с, И20А, И30А, И40А при меньших скоростях. Минеральное масло CRUCOLAN22 успешно работает при -20…+100 градусах. Углеводородные синтетические масла имеют больший температурный интервал для Kluber-SummitSh42 от-45 и до 140 градусов.

Специальные смазки, имеющие разрешение на контакт с пищевыми средами используют в медицинском, пищевом оборудовании, например, Kluber-SummitHySyn FG-32. Для подачи смазки часто применяют централизованные системы с насосом. На выходе из подшипника температура смазки не должна быть более 65 градусов. Более высокие значения означают загрязнение, недостаток смазки, малый зазор, неудачную подгонку вкладыша.

Подшипники скольжения часто смазывают пластическими смазками. В основном их получают добавкой к жидким маслам особых загустителей. Пластические смазки не требуют сложных систем подач. Достаточно установить в точки смазки масленки. Они не нуждаются в частой замене, снижают эксплуатационные расходы, эффективны. Но их сложно удалять.

Среди наиболее распространенных пластических смазок:

  • углеводородные с температурой до 50…60 градусов;
  • солидолы (кальциевые гидратированные смазки) по ГОСТ4366-76 с рабочими температурами начиная с -20 и до 65 градусов;
  • работоспособные до 110 градусов натриевые смазки;
  • литиевые смазки, например, Molikote BR2 plus с диапазоном до 130 градусов.

Твердые смазки применяют при особо низких или высоких температурах, в вакуумной технике, в пищевых производствах. Наиболее распространенные смазки твердые – дисульфид молибдена, а также графит или дисульфид вольфрама, нитрид бора. Оптимальная толщина слоя такой смазки 5…25 мкм. На основе дисульфида молибдена изготавливают самосмазывающиеся металлокерамические вкладыши. Не требуют смазки также фторопластовые, металлофторопластовые втулки.

При сверхвысоких скоростях и небольших нагрузках в качестве смазки используется газ. Но реализация газовой смазки требует очень сложной конструкции узла.

Характеристики подшипниковых сплавов

Шарико-подшипниковая сталь, которая используется для изготовления подшипников качения, регулярно испытывает знакопеременные нагрузки. Повторяющиеся давление на любую зону колец роликов либо шариков становится причиной создания локального напряжения.

Напряжение периодически может достигать 500 кгс/см2, из-за чего может появляться несущественная деформация изделия качения. С первого взгляда может показаться, что ничего страшного не произошло, но так как напряжение воздействует на подшипник регулярно, то спустя какое-то время на нём появляются трещины.

Также во время эксплуатации подшипники существенно изнашиваются, поэтому на них появляются участки с истиранием. Износ обусловлен наличием напряжений и трения в процессе эксплуатации. В процессе эксплуатации могут откалываться небольшие частички, которые выполняют роль абразива, что приводит к преждевременному износу вследствие абразивного истирания.

На факторы истирания детали влияют следующие факторы:

  • химические характеристики среды, где эксплуатируется деталь;
  • качество сборки самого изделия;
  • количество абразивных частиц в изделии.

Если деталь эксплуатируется в очень активном режиме, то элементы конструкции могут изнашиваться гораздо раньше, чем поломка произойдет по причине усталостных деформаций. Если на подшипники оказываются комбинированные нагрузки, то срок эксплуатации стали существенно уменьшиться.

Так как все элементы постоянно находятся в непосредственном контакте друг с другом, то обязательным условием при производстве подшипниковых сталей является исключение из их состава посторонних примесей. Важно, чтобы сплав был однородным, так как небольшие изменения в материале станут причиной того, что в процессе эксплуатации возникнут трещины и другие повреждения. Все подшипниковые стали должны обладать незначительной хрупкостью и характеризоваться высокими показателями сопротивления усталости в металлических сплавах. Также исходя из сферы применения сплавы должны быть устойчивыми к механическому износу и характеризоваться прочностью.

Виды подшипников скольжения

Одним из факторов дающих возможность опорам скольжения эффективно конкурировать с шарикоподшипниками является конструктивное разнообразие, позволяющее успешно решать множество задач.

Их классификация включает следующие виды подшипников скольжения:

  • по типу воспринимаемой нагрузки опоры для компенсации радиальных, осевых, комбинированных усилий;
  • разъемные и неразъемные;
  • в зависимости от типа движения для линейных перемещений или вращения;
  • по типу трения с сухим, полусухим, полужидким, жидким, граничным, газовым трением;
  • еще одна классификация, основанная на способе трения, выделяет гидростатические и гидродинамические, а также газостатические или газодинамические разновидности;
  • по материалам металлические и из неметаллов;
  • особые виды, например, сферические самоустанавливающиеся, самосмазывающиеся, сегментные.

Опоры радиальные обычно представляют собой антифрикционные втулки, зафиксированные в отдельных корпусах либо запрессованные в конструкционные элементы.

При выполнении корпуса из антифрикционного материала, например, серого чугуна он сам становится радиальной опорой. (Вариант б).

При использовании втулки с буртом мы получаем комбинированную опору, способную воспринимать кроме радиальных сил и небольшие осевые нагрузки. Бурт также упрощает монтаж втулки. На приведенном рисунке втулка 1 компенсирует нагрузку радиальную и осевое усилие, направленное вправо, со стороны вала 5. Фиксация втулки в корпусной детали 4 осуществляется винтом-гужоном 3. В зону канавки 2 подводится смазка.

Для компенсации больших осевых сил используются упорные подшипники.

Обычно подшипник скольжения упорный для вертикального вала называется подпятником. На иллюстрации показан упорно-сферический подпятник, воспринимающий вертикальную силу при перекосе вала.

Обычно используются неразъемные подшипники.

Нередко, например, для валов коленчатых возникает необходимость в разъемных подшипниках скольжения. Они позволяют значительно упростить сборку, а иногда являются единственным вариантом монтажа. Такая опора имеет разборный корпус. Основание и крышка корпуса стянуты гайками на шпильках. Вкладыш также состоит из двух половин. Подвод смазки производится через масленку, отверстие в крышке и каналы вкладыша.

Для компенсации перекоса вала используется сферический подшипник скольжения. Их выпускает, например, SKF. Шаровый подшипник скольжения допускает поворот втулки со сферической наружной поверхностью в соответствующем посадочном месте корпуса.

В сложных рычажных системах, шарнирных параллелограммах сложно добиться строгой параллельности расположения опор. В таких случаях часто используют шарнирный подшипник скольжения. Это разновидность сферического подшипника с соединением внешнего, внутреннего колец по сферической поверхности. Они выдерживают значительные радиальные и двухсторонние осевые усилия. В основном в них используется пара трения сталь – сталь со смазкой. Обычно применяется высокохромистая сталь типа ШХ с фосфатированием и нанесением дисульфида молибдена. Такое сочетание материалов отлично работает при больших нагрузках, выдерживает удары.

В пищевой индустрии, медицине и других условиях, где нежелательна смазка применяют пару трения с внутренним хромированным кольцом и покрытием контактной поверхности наружного кольца политетрафторэтиленом с усилением сеткой арматурной из сплава меди. Такие подшипники используют чаще в механизмах, реализующих повороты рычагов. Существуют стандартизованные серии шарнирных подшипников GE или ШС, ШЛ, ШП сталь-сталь, ШН сталь-металлофторопласт, ШЕ сталь-органоволокнит. Помимо материалов пар трения они различаются наличием и расположением точек подвода смазки, размещением канавок.

Технические условия на шарнирный подшипник скольжения приведены в ГОСТ 3635-78.

Требования к химическому составу

Подшипниковые стали имеют в составе определенные легирующие компоненты:

  • кремний;
  • серу;
  • углерод;
  • марганец;
  • хром;
  • медь;
  • фосфор;
  • никель.

В зависимости от марки стального сплава все эти компоненты содержаться в определенных пропорциях. Если в сплаве ШХ15СГ содержится кремния 0,4-0,65%, а углерода — 0,95-1,05, то в стали ШХ15 кремния — 0,17-0,37%, а показатели углерода находятся в тех же пределах.

Немалое количество углерода, которое содержится в подшипниковых сталях, обеспечивает сплавам хорошую износостойкость в процессе эксплуатации. Также именно углерод влияет на прочность деталей после нагрева. Термообработка способствует стабильности геометрических параметров изделий при эксплуатационной температуре свыше 100 градусов. Хоть термообработка и обеспечивает стабильность, но снижается твердость стальных сплавов.

Марганец и хром, которые добавляются в подшипниковую сталь, обеспечивают сплавам повышение истироустойчивости и твердости.

Такой компонент, как молибден, добавляется в подшипниковые сплавы для обеспечения готовым изделиям долговечности. Несмотря на то, что большинство добавок обязательны, их количество играет очень большую роль. Чрезмерное количество может оказать негативное влияние, нужно соблюдать пропорции при производстве стали.

Компоненты с негативным влиянием

  1. Медь. Данный элемент хоть и увеличивает прочность готовых слов, но при избытке может стать причиной появления трещин и надрывов.
  2. Фосфор. Компонент способен уменьшать прочность на изгиб и делать материал хрупким. Если добавлять вещество в определенном количестве, то повышается восприимчивость стали к нагрузкам динамического характера.
  3. Азот, олово либо мышьяк. Данные компоненты даже при наличии в тысячных долях процента могут стать причиной раскрашивания металла.
  4. Никель. Если сталь имеет избыточные показатели никеля в своём составе, то твёрдость может существенно быть снижена.
  5. Сера. Хоть нет однозначного мнения по данному компоненту, но отечественные производители стали не используют серу выше 0,15%, так как излишки компонента делают деталь склонной к быстрому усталостному разрушению.

Сталь ШХ15 подшипниковая

Стали заменители

Сталь ШХ9, ШХ12, ШХ15СГ.

Иностранные аналоги

100CrMn6 (Германия, DIN), 1.3520 (Европа, EN)

Расшифровка стали ШХ15

По ГОСТ 801-78 подшипниковые стали обозначаются буквой «Ш» в начале маркировки стали, после которых указывают содержание хрома в десятых долях процента, т.е. для стали ШХ15 содержание хрома составляет 1,5%

Вид поставки

  • Сортовой прокат, в том числе фасонный по ГОСТ 801-78, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88.
  • Калиброванный пруток ГОСТ 7417-75.
  • Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77.
  • Полоса ГОСТ 103-76.
  • Проволока ГОСТ 4727-83.

Химический состав, % (ГОСТ 801-78)

CMnSiCrSPNiCu
не более
0,95-1,050,20-0,400,17-0,371,30-1,650,0200,0270,300,25

Характеристики и применение

Сталь ШХ15 применяется для изготовления деталей , от которых требуется высокая твердость, износостойкость и контактная прочность, например:

  • шарики диаметром до 150 мм,
  • ролики диаметром до 23 мм,
  • кольца подшипников с толщиной стенки до 14 мм,
  • втулки плунжеров,
  • плунжеры,
  • нагнетательные клапаны,
  • корпуса распылителей,
  • ролики толкателей

Сталь для производства подшипников качения поставляют:

  • для горячей штамповки деталей — неотожженной,
  • для холодной механической обработки — отожженной.

Применение стали ШХ15 для изготовления деталей подшипников

МаркаГОСТ или ТУПрофиль и вид поставкиПрименение
ШХ15ГОСТ 801-60Горячекатаная и холоднотянутая сортовая стальКольца, тела качения
ГОСТ 800-55ТрубыКольца
ГОСТ 4727-67ПруткиКольца, тела качения
ЧМТУ 1-992-70ПруткиКольца, тела качения

Температура критических точек, °С

Ас1АсmАrсmАr1Мн
724900713700210

Влияние азотирования на износостойкость стали ШХ15

Марка сталиТвердость поверхности HVПуть трения, кмИзнос образца, мг
неподвижноговращающегося
ШХ1578012,5167,4

ПРИМЕЧАНИЕ. Вращающийся образец из стали ШХ15, которая в состоянии закалки и низкотемпературного отпуска имеет твердость HV780.

Твердость стали ШХ15 после высокочастотной закалки

Твердость после закалки и отпуска HRCэДостижимая глубина
63-678

Температура нагрева стали ШХ15 для высокочастотной закалки

Марка сталиПредварительная термическая обработкаТемпература нагрева, °C
в печи, в маслепри высокочастотном поверхностном нагреве (охлаждение водянным душем) и суммарном времени аустенизации, с
1031
ШХ15Отжиг830-850890-930920-960940-980
Улучшение830-850850-870880-920900-940

Механические свойства

ТермообработкаСечение, ммσ0,2, МПаσв, МПаδ5, %ψ%KCU, Дж/см2Твердость, не более
не менее
Отжиг при 800 °С, охл. с печью до 730 °С, затем до 650 °С со скоростью 10-20 град/ч на воздухе370-410590-73015-2535-5544НВ 179-207
Закалка с 810°С в воде до 200 °С, затем в масле; отпуск при 150 °С, охл. на воздухе30-60167021605HRCэ 62-65

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tисп, °Сσ0,2, МПаσв, МПаδ5, %ψ%KCU, Дж/см2Твердость
HRCэHB
Закалка с 840 °С в масле
2001960-22002160-255061-63
3001670-17602300-245056-58
4001270-13701810-191050-52
4501180-12701620-171046-48
Закалка с 860 °С в масле
400157015480
5001030127883420400
550900108083624360
600780930104034325
650690780164854280

Механические свойства в зависимости от температуры испытаний

tисп, °Сσ0,2, МПаσв, МПаδ5, %ψ%KCU, Дж/см2
Нагрев при 1150 °С и охлаждение до температур испытаний
8001303543
900884350
1000594250
1100394050
Образец диаметром 6 мм и длиной 30 мм, деформированный и отожженный. Скорость деформирования 16 мм/мин; скорость деформации 0,009 1/с
1000324261100
1050284862100
1100202972100
1150172561100
1200182276100
Закалка с 830 °С в масле; отпуск при 150 °С, 1,5 ч
25255088
-25265069
-40260064

Предел выносливости при n=106

ТермообработкаТвердость НВσ-1, МПа
Отжиг192333
Закалка с 830 °С; отпуск при 150 °С, охл. в масле616804

Теплостойкость

Температура, °СВремя, чТвердость HRCэ
150-160163

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1150, конца 800. Сечения до 250 мм охлаждаются на воздухе, сечения 251-350 мм — в яме. Свариваемость — способ сварки КТС. Обрабатываемость резанием — Кv тв.спл = 0,90 и Кv б.ст = 0,36 в горячекатаном состоянии при НВ 202 и σв=740 МПа. Склонность к отпускной хрупкости — склонна. Флокеночувствительность — чувствительна. Шлифуемость — хорошая.

Нормы карбидной неоднородности в подшипниковой стали ШХ15

Сталь, состояние поставкиРазмер профиля, ммБаллы карбидной неоднородности (не более)
карбидной полосчатостикарбидной ликвации
ШХ15, холоднотянутаяВсе размеры2,01,0
ШХ15, горячекатаная отожженнаяВсе размеры3,02,0
ШХ15, горячекатаная неотожженнаяВсе размеры4,03,0
ШХ15, проволока5,4 >122,00,5 1,0

Термообработка

Скорость охлаждения при отжиге (10-30°С/ч) устанавливают с таким расчетом, чтобы распад аустенита завершился в верхней области превращений (примерно до 600°С). Это обеспечивает образование структуры равномерно распределенного мелкозернистого перлита и твердости НВ (по Бринеллю) 178-207 для сталей ШХ15.

Нагрев под закалку деталей подшипников из стали ШХ15 производят в электропечах сопротивления и соляных ваннах. Учитывая прокаливаемость стали (рис. ниже), устанавливают температуру нагрева 830-860°С для деталей из стали ШХ15 с сечением до 10 мм и свыше 10 мм 840-870°С.

Величина действительного аустенитного зерна стали ШХ15 после закалки характеризуется кривыми на рис. ниже. Время нагрева зависит от вида оборудования, среды нагрева и толщины сечения.

Охлаждение колец производят в индустриальных маслах с температурой 30-60°С.

Перед отпуском детали должны быть охлаждены до температуры не выше 25°С. Отпуск деталей из стали ШХ15 производят при температуре 150-165°С.

Общую длительность отпуска устанавливают из расчета выдержки при температуре не менее 2 ч для деталей с сечением толщины стенки до 20 мм и 3 ч при сечении толщины стенки 20-50 мм. Содержание остаточного аустенита в сталях ШХ15 должно быть не более величин, указанных в таблице ниже.

Содержание остаточного аустенита в стали ШХ15 в зависимости от режимов термообработки
Исходная структура перлитаТемпература закалки, °ССодержание аустенита после закалки, %Твердость HRC после закалкиСодержание аустенита (%) после отпуска при температуре,°С
150175200225250275
Тонкопластинчатый83016-186418-1916-17103-400
Мелкозернистый8501810510
Зернистый8307-860-611410400

Процесс нитроцементации колец подшипников проводят в шахтных печах при температуре 860°С, продолжительность выдержки 2-4 ч, глубина нитроцементации при этом от 0,3 до 1,6 мм.

Закалку производят непосредственно с температуры процесса, но не ниже 820°С в масло. Твердость HRC нитроцементованных колец из стали ШХ15 после отпуска при различных температурах следующая: 160°С — 67-69; 200°С — 65-66; 250°С — 64-65; 300°С — 60-63; 350°С — 58-60.

Микроструктура нитроцементованного слоя состоит из скрытокристаллического азотистого мартенсита с равномерно распределенными карбидами.

После нитроцементации значительно увеличивается объем стали ШХ15 по сравнению с объемом закаленной стали. Для компенсации этого увеличения предусматривается изменение припусков на шлифовку. Так, для колец подшипников диаметром от 50 до 200 мм по наружному диаметру уменьшают припуск на 0,1-0,15 мм, а по внутреннему диаметру увеличивают припуск также на 0,1-0,15 мм. Для колец диаметром менее 50 мм и шариков припуск не изменяется.

Плотность ρп кг/см3 при температуре испытаний, °С

Сталь20100200300400500
ШХ15781277907750772076807640

Коэффициент линейного расширения α*106, К-1

Марка сталиα*106, К-1 при температуре испытаний, °С
20-10020-20020-30020-40020-500
ШХ1511,915,115,515,615,7

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)

Марка Сталиλ Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С
20100200300400500
ШХ15403732

Модуль Юнга (нормальной упругости) Е, ГПа

Марка СталиПри температуре испытаний, °С
20
ШХ15211

Модуль упругости при сдвиге на кручение G, ГПа

Марка сталиПри температуре испытаний, °С
20
ШХ1580

Удельное электросопротивление ρ нОм*м

марка сталиρ нОм*м, при температуре испытаний, °С
20100200300
ШХ15390470520

Узнать еще

Некоторые зарубежные аналоги сталей и сплавов…

Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т

Сталь конструкционная низколегированная для сварны…

Сталь 40 конструкционная углеродистая качественная…

Выплавка

Основным способом производства подшипниковых сталей является изготовление их в электродуговых печах. Около 90% сплавов производится именно данным способом. Оставшиеся 10% переплавляются в мартеновских печах. Такие способы производства обусловлены особенностями при переплавке сталей и доступности определенного оборудования.

В мартеновских печах подшипниковые сплавы изготавливаются при помощи активной плавки либо восстановление кремния. Эти два способа позволяют добиться нужных характеристик металла. В случае активной плавки происходит добавление нужных компонентов. К ним относится известняк, руда и остальное. Стоит учитывать, что данная схема делает потенциал кремния в окислительном плане очень высоким. Также ограничивается его восстановление и увеличивается подвижность шлака в жидком состоянии.

Изготовление подшипниковых сплавов по восстановительной технологии предполагает добавление различных компонентов непосредственно в процессе плавки. В таком случае кремнезем насыщает шлаковый расплав во время роста температуры плавления стали. У шлака повышается вязкость, кислород начинает проходить сквозь него в очень медленном режиме. При проведении плавки происходит фиксация процесса, когда начинается восстановление кремния.

Плавка в электродуговых печах происходит по двум основным технологиям:

  • обработка стали синтетическим шлаком, который готовится в ином устройстве;
  • обработка сплавов шлаком, получаемым непосредственно в печи.

Обе технологии допускают использование свежей шихты либо переплавленные материалы. При применении шихты для переплавки понадобится около 4,5% стальных отходов, 20% чугуна и 75% различных отходов черного металла. Готовые металлические сплавы раскисляют при помощи первичного алюминия. При использовании технологии переплавки понадобится 70-100% подшипниковых сплавов. Раскисление таких металлов происходит при помощи кусков алюминия.

Дополнительная обработка стальных сплавов происходит при помощи электроннолучевого, электрошлакового, либо дугового переплава. Благодаря дополнительной обработки из подшипниковых сплавов удаляются различные посторонние добавки, которые являются неметаллическими. Также удаляются разнообразные газы.

Проектирование опор скольжения

Подшипники скольжения упрощенным способом рассчитываются по нагрузке (удельной):

р=F/d*L, где

F – сила действующая на опору;

d – диаметр цапфы;

L – длина втулки.

Также определяется значение произведения нагрузки удельной и скорости (окружной):

pv=(π*d*n/60000)*p,

где d – диаметр цапфы в мм;

n – обороты вала в 1/мин.

Полученные значения не должны превышать допустимые, приведенные в справочниках. Данный расчет соответствует полужидкому и граничному трению в подшипнике.

Металлические подшипники скольжения размеры таблица, которых приведена в ГОСТ1978-81 могут служить основным справочным материалом при проектировании.

При конструировании важно также выдержать необходимое соотношение длины и диаметра втулки.

Ключевые факторы – форма, размеры, расположение канавок подвода смазки. Их размещают в ненагруженной зоне вкладыша.

Рекомендованные посадки подшипников скольжения:

  • для обеспечения режима жидкостной смазки H8/e8, H7/e8 при высоких скоростях в крупных электромоторах, турбогенераторах;
  • H7/f7 для небольших нагрузок;
  • H7/d8 при больших скоростях, но невысоком давлении;
  • H7/c8 и H8/c9 при значительных перепадах температуры.

Подшипники скольжения в силу своих преимуществ широко используются в машиностроении. Их применяют для высоких и низких оборотов валов, при особо больших и малых нагрузках, для валов больших диаметров, при ударах, вибрациях. Причем с появлением новых материалов и смазок сфера применения подшипников скольжения, только расширяется. Их устанавливают в турбины, насосы, ДВС, центрифуги, редуктора, прокатные станы, упаковочное, дозирующее и другое оборудование.

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:

[email protected]

Доставка подшипников по РФ и зарубежью.

Каталог подшипников на сайте

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас: tel:+7 (495) 646 00 12 [email protected] Доставка подшипников по РФ и зарубежью. Каталог подшипников на сайте

themechanic.ru

Подшипниковая сталь для ножей

Подшипниковые сплавы также нередко используются для производства ножей и других бытовых предметов. Чаще всего для производства ножей используется низколегированная хромистая сталь под маркой ШХ15.

Она характеризуется повышенной твердостью, хорошей износостойкостью, устойчивостью к ржавчине. Также стальной сплав характеризуется хорошей устойчивостью к различным температурным обработкам. После термообработки повышается твердость стали, но сохраняется пластичность и вязкость металла. Закалка ножей из подшипниковой стали происходит при температуре 825-855 градусов.

Преимущества и недостатки

Достоинства сплавов:

  • однородную структуру;
  • повышенную выносливость;
  • хорошую податливость;
  • высокая твердость;
  • износостойкость;
  • устойчивость к смятию;
  • возможность создания тонкой кромки при заточке.

Готовые изделия из подшипниковых сплавов служат не одно десятилетие даже при интенсивном использовании.

К недостаткам относят трудную заточку. Подшипниковая сталь ШХ15 хоть и является достаточно универсальной и недорогой, но при ковке мастером требует повышенной внимательности и аккуратности. Особенности заточки лезвия будут сопровождать клинок в течение всего времени эксплуатации.

Выводы

Подшипниковые марки стали характеризуются хорошими эксплуатационными параметрами и подходят для изготовления не только изделий по назначению, но также и различных других. Универсальность сплавов и их высокая износостойкость обеспечивает им длительный срок пользования даже в весьма агрессивных средах. При выборе подшипниковых сплавов для изготовления изделий различных изделий очень важно учитывать особенности эксплуатации готовых деталей и их спецификацию.

Используемая литература и источники:

  • Технология металлов и других конструкционных материалов / В.М. Никифоров. — Москва:РГГУ, 2006.
  • Повышение способности металлов к пассивации применением комплексных добавок / Е.И. Тупикин. — М.: АСВ, 2009.
  • Обработка конструкционных материалов / Е.Н. Тронин. — М.: Высшая школа, 2004.

Смазка для сменных деталей подшипников скольжения

Для определенного вида изделия требуется своя смазочная жидкость, которая обеспечивает работу всего узла и отвечающая за надежность и безотказность всей опоры.

Материал подбирают по совместимости цветных металлов и их сплавов из которых сделаны вкладыши и втулки. Также очень важно учитывать параметры динамических и статистических нагрузок на опоры. Некорректно подобранная жидкость может просто изменить свою структуру (стать жидкой, что ведет к подтеканию узла) или ее может вытолкнуть с места при трении.

Смазка бывает нескольких видов:

  • Жидкая. В ее основу могут входить синтетическое или минеральное масло, силикон. В керамических конструкциях роль смазочного материала может играть вода.
  • Твердая (из графита).
  • Газообразная.
  • Консистентная (пластичная) – литол, солидол, циатим.

Как выбрать смазку

Очень важно правильно подобрать смазочный материал. Ведь от этого зависит надежность и долговечность работы механизма. Он должен защитить металл от коррозии, от загрязнений и смягчить нагрузку при ударе. Тогда изделие сможет стабильно работать в критических нестандартных ситуациях.

Почти 35 процентов машин ломаются из-за неправильного подбора жидкости.

Необходимо точно следовать техническим характеристикам данного узла, произвести расчет по скорости, нагрузке, температурным колебаниям, размерам детали.

При выборе смазке необходимо учитывать такие требования:

  • В каких климатических условиях будет производиться работа.
  • Какую нагрузку будет нести опорный узел.
  • Будет ли эта деталь соприкасаться с пищей.
  • Минимальное и максимальное значение рабочей температуры. При высоких нагрузках и больших оборотах поверхности нагреваются, что приводит к нарушению свойств скользящего слоя. Также негативно влияют экстремально низкие значения (в условиях крайнего севера).

Мы приводим таблицу, которая подскажет вам, чем смазать подшипник скольжения.
Условные обозначения пластических смазок

Код обозначения марки пластической смазкиМарка смазочного материалаКод обозначения пластической смазкиМарка смазочного материала
ЦИАТИМ-201С18ВНИИНП-233
С1ОКБ-122-7С20ВНИИНП-274
С2ЦИАТИМ-221С21ЭРА
С3ВНИИНП-210С22СВЭМ
С4ЦИАТИМ-221СС23ШРУС-4
С5ЦИАТИМ-202С24СЭДА
С6ПФМС-4СС25ИНДА
С7ВНИИНП-221С26ЛСД-3
С8ВНИИНП-235С27ФАНОЛ
С9ЛЗ-31С28CHEVRON SRI-2
С10№158С29РОБОТЕМП
С11СИОЛС30ЮНОЛА
С12ВНИИНП-260С31ЛИТИН-2
С13ВНИИНП-281С32№158М
С14ФИОЛ-2УС33ФИОЛ-2МР
С15ВНИИНП-207С34ШРУС-4М
С16ВНИИНП-246С35BERUTOX FE 18 EP
С17ЛИТОЛ-24С36ВН-14

Сталь ШХ15 — характеристики, 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.

ГОСТ

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.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 — 0 голосов

Сталь ШХ15: применение, характеристики, состав, расшифровка

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.

Углеродистая сталь ШХ15

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.

Скачать ГОСТ 801-78

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.

Состав стали ➜ The Big Bearing Store

Из чего делают подшипники. Состав стали

Подшипники согласно ГОСТу делают из разных марок стали. Сегодня мы рассмотрим состав двух самых распространенных из них. Самая «стандартная» марка называется ШХ 15, из нее производится подавляющее большинство узлов. Второй по популярностью идет марка 95х18, это уже сталь нержавеющая. Более редкая и дорогая.
Сталь – это сплав железа и углерода с другими химическими элементами. Содержание углерода в стали не более 2,14%.

Физические свойства шарикоподшипниковых сталей
  • Удельный вес   7.8 г./куб.см.
  • Удельный объём 0,1280 куб. см. / г.

Механические свойства закалённой подшипниковой стали ШХ15
  • Твёрдость деталей подшипников, HRC (твёрдость по Роквеллу)
  • Кольца малых и средних размеров   61-65
  • Кольца крупные 60-64
  • Ролики  61-65
  • Шарики диаметром до 45 мм 62-66
  • Шарики диаметром свыше 45 мм 60-66

Химический состав стали ШХ15: В сталь марки ШХ15 обязательно добавляют хром, марганец, кремний.
  • Железо (Fe) — не менее 96%
  • Углерод (С) — 0.95-1.05 %
  • Марганец (Mn)02.-0.5%
  • Кремний (Si) — 0.17-0.37%
  • Хром (Cr) — 1.3-1.65%
  • Никель (Ni) — не более 0.3%
  • Медь (Cu) — не более 0.25%
  • Фосфор (P) — не более 0.027%
  • Сера (S) — не более 0.02%
  • Титан (Ti) — не более 0.01%
  • Кислород (O) — не более 0.001%
Удельный вес: 7812 кг/м3

Обрабатываемость резанием: хорошая
Свариваемость: способ сварки КТС.
Склонность к отпускной хрупкости: склонна.
Шлифуемость: хорошая.
Коэффициент линейного расширения стали ШХ15 (α, 10-6 град-1 )
Характеризует изменение объёма или линейных размеров при изменении температуры. При повышении температуры размеры увеличиваются. При снижении температуры размеры уменьшаются
при     0 °С           11,9   10-6 град-1 
при 100 °С           13,0   10-6 град-1 
при 2000 °С         13,9   10-6 град-1 
при 300 °С           14,6   10-6 град-1 
при 400 °С           15,0   10-6 град-1 
при 500 °С           15,2   10-6 град-1 
при 600 °С           15,7   10-6 град-1 
при 700 °С           18,4   10-6 град-1 
при 850 °С           24,0   10-6 град-1 
при 9000 °С         30,0   10-6 град-1 
 
Усталостная прочность
Величина предела выносливости при знакопеременном изгибе  термически обработанной шарикоподшипниковой стали составляет от 65 до 95 кГ/кв. мм
Нержавеющие подшипниковые стали

Химический состав стали 95Х18:
  • Железо (Fe) — около 78%
  • Углерод (С) — 0.9-1.0 %
  • Марганец (Mn) — не более  0.8%
  • Кремний (Si) — не более 0.8%
  • Хром (Cr) — 17-19%
  • Никеоль (Ni) — не более 0.6%
  • Медь (Cu) — не более 0.3%
  • Фосфор (P) — не более 0.03%
  • Сера (S) — не более 0.025%
  • Титан (Ti) — не более 0.2%
  • Удельный вес: 7750 кг/м3
  • Свариваемость материала: не применяется
  • Склонность к отпускной хрупкости: склонна

Химический состав стали 12Х18Н10Т:
  • Железо (Fe) — около 67%
  • Углерод (С) — не более 0.12 %
  • Марганец (Mn) — не более  2%
  • Кремний (Si) — не более 0.8%
  • Хром (Cr) — 17-19%
  • Никель (Ni) — 9-11%
  • Медь (Cu) — не более 0.3%
  • Фосфор  (P) — не более 0.035%
  • Сера (S) — не более 0.02%
  • Титан (Ti) — 0.4-1%
  • Удельный вес: 7920 кг/м3
  • Свариваемость материала: применяется.

Материалы, используемые в подшипниках — Matmatch

Одной из основных проблем при работе с динамическими машинами является трение . Повышенное трение приводит к замедлению процесса и неэффективной работе. Это также может вызвать повреждение машины в результате частого контакта металла с металлом между поверхностями.

Трение можно решить, используя смазочные материалы , но даже смазочные материалы не являются очень эффективным решением. Для конкретного применения необходимо использовать подходящую смазку, иначе она просто не будет эффективной.Кроме того, смазочные материалы требуют частой замены, а утилизация должна производиться должным образом, чтобы избежать загрязнения окружающей среды. Эти недостатки преодолеваются другой альтернативой — подшипниками .

Подшипники представляют собой механические узлы, которые позволяют машинам эффективно и легко переносить тяжелые грузы и перемещаться с чрезвычайно высокой скоростью линейным или вращательным движением при уменьшении трения. Практически во всех приложениях, связанных с движущимися частями, используется один или несколько подшипников.Они играют ключевую роль почти во всех системах, от потолочных вентиляторов до автомобилей и промышленного оборудования [1].

В подшипниковой промышленности используются различные материалы для изготовления различных компонентов подшипников. Эти материалы подшипников подвергаются различной термообработке и процессам для достижения желаемых свойств, чтобы максимально продлить срок службы подшипников и их рабочие характеристики.

Здесь вы узнаете о:

  • Различные типы подшипников
  • Наиболее распространенные материалы, используемые в подшипниках и компонентах подшипников
  • Типичные области применения подшипниковых материалов и факторы, учитываемые при выборе правильного материала

Типы подшипников

Ниже перечислены некоторые из наиболее часто используемых подшипников, каждый тип которых используется для своего собственного применения [2].

Тип подшипника

Заявка

Пример

Шариковые подшипники

Легкая тяга и радиальная нагрузка

Компьютерные вентиляторы

Подшипник роликовый

Высокая радиальная нагрузка

Ролики конвейерной ленты

Подшипник упорный шариковый

Легкие радиальные нагрузки и низкоскоростные приложения

Барные стулья

Подшипники упорные роликовые

Большая осевая нагрузка

Зубчатые передачи

Подшипник роликовый конический

Большая тяга и большая радиальная нагрузка

Автомобильные хабы

Металлические материалы, используемые в подшипниках

Хромированная сталь SAE 52100

Роликовые, шариковые и конические роликоподшипники обычно изготавливаются из хромистой подшипниковой стали SAE 52100.Этот материал имеет отличную износостойкость и твердость по Роквеллу около 64 HRC. Подшипники из хромистой стали могут работать при температурах до 120 ° C, а после термообработки — до 220 ° C. Однако одним из недостатков подшипников из хромистой стали является низкое содержание хрома , что делает их склонными к коррозии [3].

Нержавеющая сталь AISI 440C

Подшипники из нержавеющей стали имеют более высокое содержание хрома (до 18%), что позволяет им превосходить SAE 52100 с точки зрения коррозионной стойкости.Они могут работать при температурах до 250 ° C, но имеют низкую твердость и общую грузоподъемность, а также более высокую стоимость производства [3].

AISI 440C — это высокоуглеродистая нержавеющая сталь, используемая в подшипниках качения (шариковых или роликовых). Он широко используется в агрессивных средах и в приложениях, где коррозионная стойкость более важна, чем допустимая нагрузка, например, в шарикоподшипниках для приборов [4].

Химический состав подшипниковой стали [3]

ЭЛЕМЕНТ

% ВЕС

SAE 52100 (США)

AISI 440C (США)

Углерод

0.95 — 1,1%

0,95 — 1,2%

Хром

1,3 — 1,6%

16–18%

Кремний

0,15 — 0,35%

1% макс.

Марганец

0,5% макс.

1% макс.

молибден

0.08% макс

0,75% макс.

фосфор

0,012% макс.

0,04% макс.

Никель

0,25% макс.

0,25% макс.

Сера

0,25% макс.

0,30% макс.

AISI 440C может подвергаться термообработке и закалке до 60 HRC.Его основным недостатком является меньший на усталостный ресурс по сравнению с SAE 52100. Однако в некоторых приложениях интегрируются свойства высокой усталостной и коррозионной стойкости за счет использования хромированных подшипников , изготовленных из стандартной стали SAE 52100 [4].

Другие металлические материалы, используемые в подшипниках, включают [1], [4]: ​​

Неметаллические материалы, используемые в подшипниках

Неметаллические материалы подшипников обладают множеством свойств, подходящих для большого числа применений.Они обычно используются в приложениях с низким значением PV (давление-скорость) из-за их относительно более низкой теплопроводности по сравнению с металлами, в дополнение к удовлетворению требований к самосмазке, низкой стоимости, химической стойкости и стабильности при высоких температурах. Неметаллические материалы подшипников можно разделить на пластмассы, керамику, резину, угольный графит и другие материалы. Вот некоторые из часто используемых материалов.

Нейлон

Нейлон — это полиамид, кристаллический материал, широко используемый в материалах подшипников в качестве спеченного слоя внутри металлической втулки или втулки, изготовленной методом литья под давлением.Он имеет отличную ударную вязкость, износостойкость, усталостную и химическую стойкость. Нейлоновые подшипники обычно используются в малонагруженных устройствах, например, в бытовой технике [4]. Нейлон, наполненный MoS 2 , в частности, обладает улучшенными смазывающими свойствами и хорошо подходит для подшипников.

Фенольные материалы

Фенольные материалы обычно используются для изготовления сепараторов высокоскоростных шарикоподшипников, например, в шпинделях станочного оборудования. Они хорошо сопротивляются воздействию воды, кислот и щелочей.Однако они обладают низкой теплопроводностью и имеют тенденцию к расширению, что делает их менее востребованными в приложениях с высокими скоростями нагрузки [4]. Они используются в качестве замены металлических подшипников в электрических переключателях, подшипниках водяных турбин и подшипниках гребных валов судов. Хотя фенольные клетки обладают высокой прочностью и легкостью, их производство дорого, поэтому вместо них часто используются пластмассы [5].

Нитриловый каучук

Буна или нитриловый каучук — один из наиболее распространенных материалов для уплотнения подшипников.Он устойчив ко многим химическим веществам и может использоваться в широком диапазоне температур. Он также имеет хорошие механические свойства и дешев в производстве. Уплотнения подшипников также могут быть выполнены из силикона и витона. Однако они используются только тогда, когда конкретное приложение требует их уникальных свойств из-за их высокой стоимости [5].

тефлон

Политетрафторэтилен (ПТФЭ), широко известный как тефлон, представляет собой термопластичный полимерный материал, высокая химическая инертность, самосмазывающиеся свойства и низкий коэффициент трения делают его подходящим материалом для сепараторов подшипников качения, шейки и подшипников скольжения, среди прочего. .Тефлон — мягкий материал с низким сопротивлением износу и ползучести, но его можно в тысячу раз улучшить за счет введения добавок, таких как волокна или частицы из более твердых материалов [4].

Расчетные характеристики подшипников из неметаллических материалов [4]

Материал

Максимальное давление (МПа)

Максимальная скорость (м / с)

Максимальная температура ( ° C)

PV (Па.м / с)

ПТФЭ (тефлон)

3,4

0,51

260

35 000

Фенолы

41,4

12,7

93

525 000

Ацеталь

6,9

5.1

82

105 000

Поликарбонат (Lexan)

6,9

5,1

104

105 000

Нейлон

6,9

5,1

93

105 000

Выбор подшипниковых материалов

Не существует идеальных материалов для подшипников — они могут быть из пластмасс, металлов или композитных материалов в зависимости от типа подшипника, применения, скорости, нагрузки и условий эксплуатации.Метод смазки также является ключевым фактором. Очень важно учитывать, что материал подшипника — это всего лишь одна деталь в процессе выбора подшипника, и даже самые дорогостоящие подшипники не могут гарантировать успешную работу, если игнорируются другие принципы проектирования [4].

С точки зрения требований к применению, материал подшипника должен удовлетворять баланс между двумя противоположными требованиями. Один из них заключается в том, что используемый металл должен быть достаточно твердым и прочным, предотвращать такие проблемы, как ползучесть, и должен иметь соответствующий уровень усталости и ударопрочности.С другой стороны, матрица должна быть мягкой и достаточно пластиковой , чтобы соответствовать механической обработке. Из характеристик, которые следует учитывать при выборе материала, следующие [4]: ​​

[1] Н.К. Джа, «Подшипники и экологичное проектирование», Экологичное проектирование и производство для устойчивого развития , Бока-Ратон: CRC Press, 2015.

[2] K. Nice, «How Bearings Work», n.d., доступно [в Интернете]: https://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/bearing3.htm [дата обращения 14.11.2019]

[3] R.K. Упадхьяй, Л.А. Кумарасвамидхас, «Проблемы отказов подшипников и меры по их устранению с помощью инженерных работ», В A.S.H. Махлуф и М. Алиофхазраи (ред.), Справочник по анализу разрушения материалов с примерами из строительной отрасли , Оксфорд: Butterworth-Heinemann, 2018.

[4] А. Харной, «Выбор и проектирование подшипников качения», Конструкция подшипников в машиностроении: инженерная трибология и смазка , Нью-Йорк: Марсель Деккер, 2002.

[5] «Материалы подшипников — керамика, хромистая сталь, нержавеющая сталь и пластмассы», nd, доступно [в Интернете]: https://www.astbearings.com/bearing-materials.html [дата обращения 14.11.2019]

Материалы шариковых подшипников — BC Precision

Шарики являются важной частью подшипников. Эти тела качения расположены между наружным и внутренним кольцами и держателем или сепаратором. Наиболее распространены стальные шарикоподшипники, такие как шарикоподшипники из нержавеющей стали, но есть и шарики из других материалов.Они соприкасаются с кольцами в одной точке и заставляют подшипник вращаться с небольшим трением. Шарики бывают разных сортов, а стандарты точности установлены ABMA (Американская ассоциация производителей подшипников).

Они изготавливаются с определенным классом прочности от 2000 до 3, определяющим его геометрический допуск. Меньшее количество шаров имеет более высокую точность. Более низкие сорта также имеют меньше дефектов, таких как порезы, мягкие пятна, ямки и плоские поверхности.

Мячи также доступны в различных материалах.Есть стальные шариковые подшипники, шариковые подшипники из нержавеющей стали, а также пластмассовые или керамические. Самые популярные материалы для этих мячей —

.
  • Хромированная сталь
  • Углеродистая сталь
  • Нержавеющая сталь
  • Si3N4 Нитрид кремния
  • Делрин Пластик

Шариковые подшипники из нержавеющей стали

Нержавеющая сталь, которую иногда также называют сталью Inox, представляет собой стальной сплав с минимальным содержанием хрома 10,5%.Это чрезвычайно устойчивый к коррозии материал, который становится еще лучше при добавлении молибдена. Таким образом, существует множество марок нержавеющей стали с различным содержанием молибдена и хрома, подходящих для различных требований к долговечности. Шариковые подшипники из нержавеющей стали также не требуют особого ухода. Они обеспечивают превосходную производительность.

Шарики из нержавеющей стали используются, потому что они имеют более высокое содержание хрома, что делает их более устойчивыми к поверхностной коррозии. Хром реагирует с кислородом, и на поверхности образуется слой оксида хрома.3).

Магнитный — Сильно притягивает.

Обрабатываемость — материал можно шлифовать, шлифовать и шлифовать, или формировать и сверлить с помощью электроэрозионной обработки или ультразвуковой кавитации.

Купите здесь шары из нержавеющей стали

Шариковые подшипники из хромистой стали

Многие шарики в подшипниках также изготавливаются из хромистой стали, например, из стали 52100 и AISI52100. Эти шары присутствуют в инструментах, сверлах, посуде и подшипниках. Его химический состав имеет 1.5% хрома и высокое содержание углерода. Хром увеличивает проникновение твердости, а также увеличивает ударную вязкость и износостойкость стали. Также присутствуют следы серы, марганца, железа, кремния и фосфора, что придает шарикам твердость и исключительные характеристики поверхности. Хром на стали обладает способностью противостоять коррозии и появлению пятен. Также они устойчивы к деформациям. Однако шарики из хромистой стали менее устойчивы к износу и истиранию, чем шарики из нержавеющей стали.

Это будет хромистая сталь, если в ней менее 12% хрома.Сверху это будет нержавеющая сталь. Стальные шарикоподшипники из хрома широко используются в производстве механических компонентов. BC Прецизионные шарики из хромистой стали, используемые в различных типах несущих конструкций, таких как вибрационная чистовая обработка, системы измельчения пищевых продуктов, компоненты линейного перемещения, гальванические ванны, обратные клапаны и другие. Вы найдете их в направляющих для выдвижных ящиков, для перемешивания аэрозольных баллончиков, в переворачиваемых носителях, в механизмах блокировки и в пишущих инструментах.

Эти шары изготовлены из хромовой легированной стали для электропечей самого высокого качества и хорошо закалены, что обеспечивает максимальную прочность и длительный срок службы.Всегда достигается высочайшая точность размеров и чистота поверхности. Усовершенствованные методы термообработки и контролируемая обработка придают этим стальным шарикоподшипникам высокую прочность и предотвращают растрескивание. Они также становятся устойчивыми к контактной усталости.

Купите здесь шарики из хромистой стали

Шариковые подшипники из углеродистой стали

Это сталь с содержанием углерода 2,1% по весу. Американский институт чугуна и стали (AISI) утверждает, что в углеродистой стали не должно быть минимума кобальта, молибдена, хрома, титана, вольфрама, никеля, ниобия, циркония, ванадия или чего-либо еще для достижения эффекта сплава.Кроме того, содержание меди должно составлять 0,40% или меньше. Максимальное содержание кремния не должно превышать 0,60, а марганца должно быть 1,65 или меньше.

Шары, изготовленные из углеродистой стали, становятся прочнее и тверже при повышении содержания углерода и при термообработке. Но они менее пластичны. Более высокое содержание углерода также снижает свариваемость.

Шарикоподшипники из углеродистой стали бывают двух основных типов — из низкоуглеродистой легированной стали и из среднеуглеродистой.

Среднеуглеродистый сплав — они называются подшипниками «коммерческого класса» или «полупрецизионными».Это недорогой сорт с содержанием углерода от 0,3 до 0,8%.

Низкоуглеродистый сплав — здесь обычно есть покрытие для защиты материала от коррозии. Содержание углерода здесь составляет от 0,05 до 0,30%.

Шарики из углеродистой стали используются в менее дорогих подшипниках качения, роликах, тележках и конвейерах, рулевых колонках, игрушках, направляющих для выдвижных ящиков и роликовых коньках.

Купите здесь шарики из углеродистой стали

Si3N4 Нитрид кремния

Это керамический материал с очень гладкой поверхностью и твердостью до Rc78.Это ниша, и она стоит дороже шарикоподшипников из нержавеющей стали. Керамические шарики подшипников изготавливаются из диоксида циркония (ZrO2) или нитрида кремния (Si3N4).

Нитрид кремния — химическое соединение, состоящее из азота и кремния. Si3N4 более термодинамически устойчив, поэтому шары из этого материала более популярны. Si3N4 также более экономически актуален.

Подшипники с шариками из керамики обычно имеют дорожки из стали. Использование нитрида кремния делает их устойчивыми к ударам.Кроме того, они тверже металла, поэтому меньше контакт с гусеницей подшипника, что означает меньшее трение и более высокую скорость. Срок службы подшипника также увеличивается от 3 до 10 раз. Подшипники с шариками из нитрида кремния полезны там, где электрические или магнитные поля и коррозия препятствуют использованию металлов.

Купите шарики из нитрида силикона здесь

Делрин Пластик

Делрин — это полиоксиметиленацеталь-пластик (ПОМ). Он известен своей толерантностью, твердостью, жесткостью и прочностью, что делает его хорошим материалом для шариков подшипников.Но традиционно они не так популярны, как стальные шарикоподшипники.

Материал также обладает отличной усталостной прочностью, и поэтому ожидается, что шары, изготовленные из него, будут служить долго. Есть и другие преимущества. Например, ПОМ устойчив к влаге, нейтральным химическим веществам и растворителям на нефтяной основе и обладает хорошими электроизоляционными свойствами. Одобрен FDA, имеет низкое водопоглощение. Он может выдерживать рабочую температуру до 150 градусов Цельсия.

Делрин полезен там, где требуются жесткость, твердость и высокая прочность.Шарики обычно чисто-белого цвета, но также могут быть оранжевыми, желтыми, коричневыми, синими, серыми и черными, в зависимости от производства. Однако свойства материала остаются неизменными независимо от цвета.

Купите пластиковые шарики Delrin здесь

Подшипниковая сталь

— обзор

1.7.4 Включение инженерных разработок в практическое производство стали — случай шарикоподшипниковой стали

Шарикоподшипниковые стали являются выдающимся примером для обсуждения чистоты стали, так как в этом приложении соотношение между чистотой и усталостными свойствами имеет четко установлено [47].Общие уровни кислорода в шарикоподшипниковой стали, производимой на Ovako Steel Hofors (бывшая сталь SKF) с помощью кислотного мартеновского процесса (1964 г.), а затем с помощью электродуговой печи и печи-ковша ASEA-SKF с последующей разливкой слитков, приведены на рисунке. 1.7.11. Содержание кислорода в мартеновском процессе в 1964 году составляло в среднем 35 частей на миллион, в то время как при переходе на метод печи-ковша ASEA-SKF в 1980-х годах уровни кислорода снизились с 11 в 1985 году до менее 5 частей на миллион в 1994 году, и этот уровень все еще остается в силе. О соответствующем прогрессе сообщили также японские сталелитейщики со средним значением O ≤ 5 ppm в подшипниковой стали [48].Общее содержание кислорода дает простую меру чистоты стали, но этого недостаточно, по крайней мере во многих случаях, для прогнозирования конечных свойств стали.

Рисунок 1.7.11. Общее содержание кислорода в сталях с шарикоподшипниками (1,0% C, 0,35% Si, 0,35% Mn, 1,5% Cr), полученных в кислотном мартеновском процессе (<0,001% Al) и в EAF – ASEA – SKF (0,040% Al) .

Предоставлено Ovako Steel, Hofors, Швеция.

За исключением общего содержания кислорода в стали, также очень важен тип включений.Включения в стали после кислотного мартеновского процесса представляли собой пластичные силикаты, которые во время горячей прокатки удлинялись до очень тонких включений, которые почти исчезали при производстве полосовой стали или тонкой проволоки. Однако для шариков и колец подшипников большего размера степень обжатия при качении остается умеренной, а удлиненные силикаты могут влиять на усталостные свойства. Таким образом, переход от кислотной мартеновской печи к современной практике, при которой сталь раскисляется алюминием и проходит вторичную металлургию, включая ковш-печь и вакуумную обработку, был весьма драматичным: общее содержание кислорода было снижено почти до одной десятой, а тип включения поменял с пластикового на недеформируемый.Литье в слитки все еще используется некоторыми производителями, такими как Ovako Steel Hofors в Швеции, но большинство сталелитейных заводов в настоящее время используют большие блюмы непрерывного литья даже для шарикоподшипников. Общим для всех этих производственных маршрутов является то, что важно предотвратить повторное окисление стали путем тщательной защиты от атмосферы и предотвращения загрязнения повторноокисляющими шлаками, огнеупорными материалами, глазурью ковша или другими возможными загрязнителями.

В практическом производстве стали множество параметров влияют на количество, количество и состав неметаллических включений.Хотя разработка новых производственных маршрутов должна основываться на разумных «металлургических ограничениях» (термодинамика и кинетика, материальный и тепловой поток, конструкция реактора, выбор материалов), производственные системы очень сложны, и окончательная корректировка часто во многом основывается на опыте. На предприятии требуется много специальных ноу-хау, особенно при производстве сложных сталей. Одной из проблем многих сталелитейных заводов является чрезвычайно диверсифицированное производство. В компании по производству специальной стали производство сталей со строгими требованиями к чистоте включений может быть смешано с производством сталей с превосходной обрабатываемостью, и в этом случае желательно гораздо большее количество включений.Поскольку металлургические практики в этих двух случаях совершенно разные, требуются очень квалифицированные и хорошо образованные операторы. Важно понимать всю производственную линию от первичной печи до разливки и их взаимодействия. Здесь обсуждаются некоторые общие аспекты.

В главе 1.6 были даны теоретические аспекты образования, роста и удаления продуктов раскисления. Учитывались только эндогенные включения, которые образуются в результате реакций между добавленными раскислителями и кислородом, растворенным в ванне металла.Однако в действительности фазы, окружающие сталь и в конечном итоге контактирующие со сталью на различных этапах производства, всегда имеют некоторое влияние. В качестве примера рассмотрим сталь с требованиями к общему содержанию кислорода не более 5 ppm, то есть O ≤ 5 г / т стали. Для очистки стали необходимо интенсивное перемешивание для удаления включений. В результате перемешивания (барботирование газа, индукционное перемешивание) невозможно избежать сильного взаимодействия с верхним шлаком. Следовательно, верхний шлак должен быть правильно спроектирован без нестабильных восстанавливаемых оксидов.Если, например, в верхней части ковша присутствует 15 кг шлака на тонну стали, каждый процент «FeO» в этом шлаке будет восстановлен алюминием в соответствии с реакцией:

(1.7.19) 3FeO + 2Al = Al2O3 + 3Fe

Это приводит к уменьшению содержания алюминия на 39 частей на миллион с соответствующим увеличением содержания кислорода на 35 частей на миллион (если предполагается, что образовавшийся Al 2 O 3 останется в стали). Таким образом, в случае с чрезмерно окисленным верхним шлаком, который может быть результатом переноса слишком большого количества шлака из первичной печи, чистота включений может быть полностью нарушена из-за повторного окисления расплава.К счастью, реакция (1.7.19) происходит на границе раздела сталь / шлак, и предполагается, что большая часть образовавшегося Al 2 O 3 удаляется непосредственно в шлак. В любом случае риск попадания в сталь новых включений достаточно серьезный. Повторное окисление будет более выраженным при высокой интенсивности перемешивания в металлической ванне, даже если это усилит рост и удаление неметаллических включений. Также всегда существует риск образования «открытых глазков», когда стальная поверхность не покрывается шлаком и вступает в прямой контакт с атмосферой.Вообще говоря, содержание восстанавливаемых оксидов, таких как FeO и MnO, должно поддерживаться как можно более низким в верхнем слое шлака. Точно так же следует рассматривать всю производственную линию. При производстве сталей без механической обработки условия в ковше должны отличаться от условий производства стали очень чистых марок. Здесь часто используется окисляющий верхний шлак, чтобы поддерживать достаточно высокий уровень кислорода.

Даже в промежуточном разливочном устройстве и кристаллизаторе для непрерывной разливки необходимо учитывать возможность реакции стали с расплавленным шлаком.Было установлено явное взаимодействие с реакциями между сталью с низким содержанием кремния и крышкой промежуточного ковша с высоким содержанием SiO 2 , что приводит к потерям [Al] в стали и росту [Si] в стали, соответственно [49,50]. Можно записать центральную реакцию, показывающую реакцию обмена между протекающей сталью из байпаса и шлаком промежуточного ковша:

(1.7.20) 2Al + 3 / 2SiO2slag = Al2O3slag + 3 / 2Si

Другой пример — непрерывная разливка стабилизированного Ti марки стали, в которых реакция между флюсом для литейной формы и [Ti], растворенным в стали, может изменить состав и, следовательно, физические свойства флюса для литейной формы, что затем приведет к поверхностным дефектам [51].Неправильный режим перемешивания в форме также может вызвать захват экзогенных включений из флюса формы в жидкую сталь.

При производстве специальных сталей с низким содержанием включений обычно желательно предотвратить образование включений с размером, превышающим определенный критический размер, обычно 10 мкм. В этих случаях очень важно поглощение экзогенных включений. На производственной линии необходимо проделать большую работу, чтобы обеспечить как можно более строгие процедуры. Это включает предотвращение улавливания верхнего шлака из ковша во время обработки ковша и особенно в конце операции разливки, улавливание разливочного устройства и порошка изложницы во время разливки, улавливание песка из шиберной заслонки в ковшах, очистку изложниц при разливке слитков, и т.п.Поздние добавки в ковш влияют в том же направлении, что и новые включения образуются на очень поздней стадии, и у них меньше времени для роста и удаления перед разливкой.

Также для чистоты стали очень важна стабильность огнеупоров. Этот фактор становится все более важным, поскольку активность кислорода в выпускаемых марках стали снижается. Развитие в этой области заключается в том, чтобы облицовывать ковши более прочными огнеупорами. Кирпич шамотный и «высокоглиноземистый» с высоким содержанием SiO 2 использовался 30 лет назад, но не больше.В настоящее время распространены более стабильные огнеупоры, такие как чистый оксид алюминия (Al 2 O 3 ), долома (CaO – MgO), магнезия (MgO) и шпинельная футеровка (MgO-Al 2 O 3 ).

Из чего сделаны шариковые подшипники? Материал, из которого изготовлены шариковые подшипники || Dynaroll

ШАРИКОВЫЕ ПОДШИПНИКИ ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

МАТЕРИАЛЫ ПОДШИПНИКА
По сути, существует два варианта материала, из которого изготовлены шарикоподшипники — хромированная сталь или нержавеющая сталь.Поскольку материал играет важную роль в работе подшипника в любом конкретном случае, очень важно использовать правильный материал. Обратите внимание, что указанный материал относится только к компонентам, несущим нагрузку — кольцам и шарикам. Фиксатор и экраны (если используются) обычно изготавливаются из другого материала и подлежат отдельной спецификации.
ХРОМИРОВАННАЯ СТАЛЬ (AISI 52100 ИЛИ ЭКВИВАЛЕНТ)
Это стандартный материал, используемый для шарикоподшипников, где главным фактором является допустимая нагрузка.У этой стали отличная обрабатываемость, что обеспечивает гладкую, бесшумную отделку дорожек качения и длительный срок службы. Хромированная сталь рекомендуется в тех случаях, когда коррозия не играет роли.
С
УГЛЕРОДА
Si
КРЕМНИЙ
Mn
МАРГАНСКИЙ
-п.
ФОСФОРНЫЙ
S
СЕРЫ
Cr
ХРОМ
Пн
МОЛИБДЕН
.95 — 1,1 .15 — .35 Макс. 5 Макс. 0,025 Макс. 0,025 1,3 — 1,6

НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ
Мартенситная нержавеющая сталь серии 400 является стандартным материалом для миниатюрных и инструментальных шарикоподшипников, где коррозионная стойкость более важна, чем допустимая нагрузка.В подшипниках, описанных в этом руководстве, используются 3 типа нержавеющей стали серии 400. Эти материалы эволюционировали в ответ на различные потребности производства и применения. Важно отметить, что фактический используемый материал обычно определяется производителем и не может быть указан пользователем. Система нумерации деталей подшипников дает соответствующие коды для каждого типа материала.

DR Нержавеющая сталь

Этот материал используется при производстве наиболее устойчивых к коррозии подшипников.Он был специально разработан для обеспечения длительного срока службы и низких шумовых характеристик в сочетании с превосходной коррозионной стойкостью.

С
УГЛЕРОДА
Si
КРЕМНИЙ
Mn
МАРГАНСКИЙ
-п.
ФОСФОРНЫЙ
S
СЕРЫ
Cr
ХРОМ
Пн
МОЛИБДЕН
.6 — 0,7 Макс 1.0 Макс 1.0 Макс. 03 Макс. 01 12 — 13,5 Макс. 25

НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ AISI 440C
Использование материала 440C уступило место другим, более современным составам нержавеющей стали.Однако он по-прежнему широко доступен и обладает очень высокой устойчивостью к коррозии.
С
УГЛЕРОДА
Si
КРЕМНИЙ
Mn
МАРГАНСКИЙ
-п.
ФОСФОРНЫЙ
S
СЕРЫ
Cr
ХРОМ
Пн
МОЛИБДЕН
.95 — 1,2 Макс 1.0 Макс 1.0 Макс. 04 Макс. 03 16–18 Макс. 75

ES1 НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ
Это относительно новый состав нержавеющей стали с превосходной обрабатываемостью, который обеспечивает характеристики отделки дорожек качения, приближающиеся к характеристикам хромовой стали, в сочетании с коррозионной стойкостью, по крайней мере, равной AISI 440C.
С
УГЛЕРОДА
Si
КРЕМНИЙ
Mn
МАРГАНСКИЙ
-п.
ФОСФОРНЫЙ
S
СЕРЫ
Cr
ХРОМ
Пн
МОЛИБДЕН
.44–46 .2 — .4 .2 — .4 Макс. 03 Макс. 01 12,8 — 13,2 Макс. 25

Как изготавливаются шарики подшипников?

Шарики подшипника — это компонент шарикового подшипника, обеспечивающий плавное вращательное движение без трения.Обычно они изготавливаются из стали, но также могут изготавливаться из других материалов, таких как керамика из нитрида кремния, пластмасса или даже стекло.

Шарики из стальных подшипников — это, пожалуй, самый распространенный материал шариков, их ежегодно производят десятки миллионов. Они почти идеально круглые и отполированы до зеркального блеска для обеспечения точного вращательного движения в машинах, электроинструментах, двигателях, передаче энергии и сотнях других применений.

Вы когда-нибудь задумывались, как они сделаны? Ответ — это многоступенчатый процесс, который превращает кусок незакаленной стали в закаленный, шлифованный и полированный круглый шар.

Процесс изготовления шариковых подшипников. Источник: Miniature Ball Industries

Металлические шарики подшипников изготавливаются из стальной проволоки или прутка. На первом этапе процесса проволока или пруток разрезают на мелкие кусочки, называемые слитками. Объем материала для пули немного больше, чем у готового шара. Излишки материала удаляются на последующих этапах обработки. На этом этапе материал еще не затвердевший и несколько податливый. Это важно для того, чтобы на следующем этапе изготовления заготовке можно было придать ей сферическую форму.

Товарная позиция

Заготовка затем подается в машину для жатки, где шары проходят процесс холодной штамповки, называемый заголовком. При холодной высадке пуля помещается между двумя штампами полусферической формы и формируется под давлением от 10 до 20 тонн. Это высокоскоростной процесс, который может быть очень громким, особенно для мячей большого диаметра, требующих защиты органов слуха операторов машин. Заголовок превращает пулю в сферическую форму, называемую сырым шаром. Осталось немного лишнего материала, который все еще нужно удалить.

мигающий

Мяч с холодной головой и вспышкой. Источник: Global Precision Ball & Roller Излишки материала, называемые заусенцами или заусенцами, необходимо удалить. Это делается в процессе перепрошивки, также называемом опилкой. Это убирает вспышку, но они еще не идеально круглые, а металл остается мягким. Производители используют два разных варианта обработки, но оба включают катание шариков между металлическими пластинами.

  1. Плашки удаляются путем их катания между тяжелыми чугунными пластинами, вращающимися в противоположных направлениях.
  2. Заусенец удаляется путем пропускания шариков между канавками в двух металлических пластинах, одной вращающейся, а другой неподвижной.

Мягкое шлифование

Некоторые производители затем подвергают шары мягкому измельчению. Его называют мягким, потому что материал еще не затвердел. Эта операция аналогична процессу прошивки, но вместо одной из металлических пластин используется абразивный шлифовальный камень.

Термическая обработка

Теперь, когда из шаров удалили излишки материала и они стали относительно круглыми, они подвергаются термообработке для затвердевания и упрочнения.Шарики нагревают примерно до 1500 ° F, а затем закаливают в масляной бане. Их снова нагревают до гораздо более низкой температуры. приблизительно 325 ° F, что приводит к сквозной закалке шара.

Удаление накипи

После термической обработки шары обесцвечиваются и покрываются оксидными отложениями. Чтобы удалить эти отложения, шарики подвергаются процессу, который называется очисткой от накипи. Для удаления накипи используют химическое средство, обычно кислотное соединение, для удаления отложений на шариках.

Шлифовальный

Теперь, когда шары закалены и стали относительно круглыми, их производство приближается к концу. Следующий шаг — измельчить шары до нужного размера и улучшить геометрию округлости. Этот процесс аналогичен используемому ранее процессу мягкого измельчения — шары катятся между стальной пластиной и мелкозернистым шлифовальным кругом.

Притирка

Готовые стальные шарики. Последний этап процесса — притирка шариков. Притирка — это процесс суперфиниширования, который улучшает качество поверхности или геометрию и удаляет небольшое количество материала, так что шарики достигают требуемых жестких допусков.

Шарики катятся между двумя пластинами из закаленной стали, одна из которых неподвижна, а другая вращается с низкой скоростью. Шарики теперь идеально круглые и имеют зеркальную поверхность.

Мойка и калибровка

Теперь, когда производственный процесс завершен, их промывают, чтобы удалить все остатки. Наконец, чистые шарики проверяются на предмет царапин и размеров. Несмотря на то, что все шары имеют одинаковый номинальный внешний диаметр, небольшие отклонения все же возникают. Марка шара определяет геометрические допуски подшипника.Чем ниже номер сорта, тем жестче допуски. Номер класса связан с изменением сферичности и диаметра шариков. Допуски очень жесткие, и разница между шарами довольно мала. Следующая таблица определяет это отношение.

Допуски на сплав для дюймовых и метрических размеров.

Затем шары

упаковываются для продажи производителям оригинального оборудования и другим конечным пользователям.

Стандарты

Стальные шарики для подшипников качения производятся в соответствии со следующими стандартами.

Сопутствующее машиностроение 360 статей

Материалы колец и шариков

Керамика

  • Гибридные и цельнокерамические подшипники изготавливаются из нитрида кремния или оксида циркония.
  • Гибридные подшипники состоят из стальных внутренних / внешних колец, керамических шариков и держателей из стали или термопласта.
  • Цельнокерамические подшипники на 100% состоят из керамики. Шарики, кольца и фиксаторы.
  • Плотность керамики составляет 40% от плотности стали, в результате чего снижается вес, что снижает центробежные силы, передаваемые на кольца, уменьшая скольжение, позволяя увеличить скорость вращения до 30% при меньшем количестве смазки.
  • Шарики из нитрида кремния имеют на 50% более высокий модуль упругости (сопротивление деформации), чем сталь, что увеличивает жесткость и точность.
  • Керамические шарики имеют более гладкую поверхность, чем сталь, вибрация и прогиб шпинделя уменьшены, что позволяет работать на более высоких скоростях.
  • Керамика имеет более низкий коэффициент трения и почти в два раза тверже подшипниковой стали, что приводит к меньшему износу и меньшему количеству смазки. Срок службы подшипников можно увеличить.
См. Таблицу сравнения свойств материалов

Термообработанная высокоуглеродистая хромистая подшипниковая сталь является наиболее распространенным материалом, используемым для изготовления колец и шариков.Из-за низкого содержания хрома проявляет плохую коррозионную стойкость. Материал действительно демонстрирует хорошие механические свойства при постоянных температурах до 250 ° F. Срок службы подшипников выше 250F сокращается, а также снижается грузоподъемность. Происходят изменения размеров, которые требуют компенсации в конструкции подшипников в целом и посадках подшипников. У этого материала широкое применение. 52100 магнитный.


Нержавеющая сталь 440C

Термообработанная нержавеющая сталь 440C обеспечивает коррозионную стойкость от умеренной до хорошей.Это наиболее распространенная нержавеющая сталь, используемая для изготовления колец и шариков. С добавлением хрома и никеля коррозионная стойкость значительно улучшена по сравнению со сталью 52100. Когда кислород вступает в реакцию с хромом, на поверхности образуется защитный слой оксида хрома. Этот материал можно пассивировать для повышения коррозионной стойкости. Нагрузочная способность 440C примерно на 20% меньше, чем у 52100. С учетом конструктивных соображений этот материал может выдерживать рабочую температуру до 350F с приемлемой нагрузочной способностью. При превышении 350F емкость и срок службы сокращаются.

Применения могут включать некоторые процессы вакуумирования и очистки или там, где желательна общая профилактическая стойкость к коррозии. Этот материал магнитный.


Нержавеющая сталь серии 300 (316 и 304)

В подшипниках полу-прецизионного класса можно выбрать нержавеющую сталь серии 300 для повышения коррозионной стойкости при температуре выше 440 ° C. Эти материалы не подвергаются термообработке, поэтому допустимая нагрузка значительно меньше, чем у HT 52100 и 440C. Его можно использовать как для колец, так и для шариков или колец из нержавеющей стали с керамическими шариками.Нержавеющая сталь серии 300 обеспечивает отличную коррозионную стойкость к воде и от превосходной до хорошей устойчивости к воздействию некоторых распространенных кислот. Этот материал может быть отличным выбором для пищевых продуктов. Другие приложения могут включать морские и вакуумные процессы. Нержавеющая сталь серии 300 также является распространенным материалом, используемым для ретейнеров ленточного и корончатого типа. Нержавеющая сталь серии 300 обычно считается немагнитной. Поскольку подшипники серии 300 не так распространены, как подшипники 440C, применяются требования к наличию размеров и минимальному заказу.


Пластмассы

Для производства полупоточных подшипников можно использовать множество видов пластмасс.
Экологичность определяет разнообразие. Ацеталь (делрин) является наиболее распространенным для колец с шариками из ацеталя или нержавеющей стали. Для изготовления колец можно использовать другие материалы, такие как PEEK, PPS, веспел, нейлон и многие другие.

Легконагруженные низкооборотные подшипники, требующие коррозионной стойкости, немагнитные / неметаллические и / или легкие подшипники, могут выиграть от использования пластмассовых шарикоподшипников.Размеры начинаются с внутреннего диаметра 8 мм. Могут применяться требования к минимальному заказу.

СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

Механический SI / Метрический Si3N4 ZrO2
Плотность гм / куб. 6
Пористость % (%) 0 0
Цвет черный слоновая кость
Прочность на изгиб МПа (фунт / дюйм 86 2 2 МПа (фунт / дюйм) x10 3 ) 830 900
Модуль упругости ГПа (фунт / дюйм 2 x10 6 ) 310 200
Модуль упругости ГПа дюйм 2 x10 6 )
Объемный модуль упругости ГПа (фунт / дюйм 2 x10 6 )
Коэффициент Пуассона 0.27
Прочность на сжатие МПа (фунт / дюйм 2 x10 3 )
Твердость кг / мм 2 0 1580
Вязкость разрушения KIC МПа • м 1/2 6,1 13
Максимальная рабочая температура
(без нагрузки)
° C (° F) 1000 1500

Тепловой

• Теплопроводность ° K (БТЕ • дюйм / фут 2 • час • ° F)
Тепловой SI / Метрический Si3N4 ZrO2

52

Теплопроводность
30 2
Коэффициент теплового расширения 9 0042 10–6 / ° C (10 –6 / ° F) 3.3 10,3
Удельная теплоемкость Дж / кг • ° K (БТЕ / фунт • ° F)

Электрические

Электрические SI / Метрическая система Si3N4 ZrO2
Диэлектрическая прочность перем. —
Коэффициент рассеяния
Касательная потери
Объемное сопротивление Ом • см > — Ом • см > — Ом • см 10


Керамика vs.Сталь и нержавеющая сталь

912
Позиция Керамика, Si3N4 52100 Сталь 440C
Плотность .114 фунта / дюйм³ 0,282 фунта / дюйм³ 0,282 фунта / дюйм³ 0,282 фунта / дюйм³
Рабочая температура 1300 F 300 F 350 F
CTE 1,56 мкдюйм / дюйм-° F 6,94 мкдюйм / дюйм-° F 5.67 мкдюймов / дюйм-° F
Твердость ~ 76 RC 62 RC 58 RC
Магнетизм Нет Да ДА
Электропроводность 900 Непроводящий Проводящий Проводящий
Коррозионная стойкость Отлично Плохое Удовлетворительное


Сравнительная таблица коррозионной стойкости

WATER 909 909 Нержавеющая сталь 316/304 Нержавеющая сталь 440C 52100 Хромированная сталь Stream A B NC Бытовая вода A B D Sea Wate r A NC D

ПИЩЕВАЯ

Продукты
МАТЕРИАЛЫ Нержавеющая сталь 316/304 440C Нержавеющая сталь 5210067 Пищевая сталь
A B NC
Fruit & Veg.Соки A B NC
Молочные продукты A C NC

РАЗБАВЛЯЮЩИЕ КИСЛОТЫ

A
МАТЕРИАЛЫ 316/309 316/309 Нержавеющая сталь 440C 52100 Хромированная сталь
HCL NC NC
h3SO4 B NC NC
ANO2 NC
Фосфор B NC NC

КИСЛОТ

МАТЕРИАЛЫ 316/304 Нержавеющая сталь 9013 4409 Нержавеющая сталь 4409 Хромированная сталь
h3SO4 A NC NC
HNO2 NC NC NC
Фосфорный A NC NC
MAT Нержавеющая сталь 304 440C Нержавеющая сталь 52100 Хромированная сталь
Промышленные среды B B C
Солевой воздух A C C C
Аммиак A C B
Щелочные соли B B C

A = отлично, B = хорошо, C = удовлетворительно, D = плохо, NC = Not совместимый



Химический состав подшипниковой стали

Хромистая сталь

Ni
Spec C% Si% Mn% P% S% Cr% Mo% N Твердость
SAE52100 SUJ2 0.95-1,10 0,15-0,35 0,50макс 0,025макс 0,025макс 1,30-1,60 60-64 HRC

Нержавеющая сталь

Spec Ni 64
C% Si% Mn% P% S% Cr% Mo% N Твердость
AISI440C SUS440C 0.95-1.20 1.00 макс 1.00 макс 0,04 макс 0,03 макс 16.0-18.0 0,75 макс 58-62 HRC
AISI303 SUS303 макс. 1,0 макс 2,00 макс 0,2 макс 0,15 мин 18,0 — 20,0 0,6 макс 9,0 0,1 макс 83 HRB
AISI316 SUS316 0.08 макс 0,75 макс 2,00 макс 0,045 макс 0,03 макс 16,0 -18,0 2,0 ​​-3,0 10,0 -14,0 0,1 макс 95 HRB
AISI 304 AISI 440C SAE 52100
Удельный вес 7,93 7.8 7,8
Прочность на разрыв Н / мм2 520 ~ 600 1900 ~ 2000 1680
Удлинение % 45 ~ 60 36 — Модуль упругости Н / мм2 193000 203000 212000
Твердость HV
HRC
170
3,0
700
60.1
740
61,8
Магнетизм Немагнитный * 1 Магнитный Магнитный

Подшипники из нержавеющей стали: Введение

Нержавеющая сталь была огромным благом для бесчисленных отраслей и областей применения на протяжении всего периода ее развития в конце 1800-х годов. Сегодня доступно невероятное количество конкретных марок нержавеющей стали, не говоря уже о подшипниках из нержавеющей стали, каждая из которых имеет свои преимущества.Медицинская и пищевая промышленность открыли для себя огромные возможности использования этого материала, что неминуемо спасло жизни.

По мере того, как методы и процессы создания нержавеющих сталей становились все более совершенными, другие отрасли и продукты также смогли получить выгоду. Были даже разработаны высокоспециализированные марки для использования в атомной промышленности или в космическом вакууме. В то время как основная подшипниковая сталь претерпела значительные изменения в процессе своего развития, подшипники из нержавеющей стали изменили судьбу многих применений, подверженных коррозии.

Нержавеющая сталь — это стальной сплав с минимум 11% хрома по массе. Дополнительное содержание стали определяет сорт нержавеющей стали. Например, повышенное содержание углерода обеспечивает повышенную прочность. Повышенное содержание молибдена обеспечивает большую коррозионную стойкость. Даже незначительные изменения в составе влияют на характеристики каждой марки стали.

В отрасли передачи энергии и производства подшипников используется относительно узкий диапазон обычных нержавеющих сталей, но они играют важную роль.Чтобы лучше всего определить, какой сорт подойдет для конкретной области применения, полезно узнать немного больше о самом материале.

Какие обычно используются нержавеющие стали?

Существует четыре основных семейства нержавеющей стали. Для наших целей мы ограничимся рассмотрением только двух — аустенитного и мартенситного — двух, которые обычно встречаются в подшипниках из нержавеющей стали . Некоторые из этих сталей являются несущими. Те, которые подходят для несущих конструкций, постоянно совершенствовались и содержат особый состав материалов, обеспечивающий четкий баланс между прочностью и коррозионной стойкостью.

Аустенитная нержавеющая сталь является наиболее распространенной сталью этой группы из-за ее высокой устойчивости к коррозии. Он содержит различные количества никеля, марганца, молибдена и хрома, в зависимости от цели сплава. Аустенитная нержавеющая сталь, хотя ее легко формовать, не твердеет, как большинство сталей. Наиболее распространенными марками в этом семействе являются нержавеющая сталь 304 и 316 (или судовая).

Мартенситная нержавеющая сталь содержит повышенное количество углерода по сравнению с другими семействами. Углерод придает этим сталям повышенную прочность, но в то же время снижает их устойчивость к коррозии. Мартенситная нержавеющая сталь также может быть подвергнута закалке и механической обработке с точными допусками. Самый распространенный сорт в этом семействе — серия 400.

Где используется нержавеющая сталь?

В каждом семействе нержавеющих сталей будет различное количество отдельных марок. Когда дело доходит до применения этих сталей в подшипниках — или в любом другом применении — каждая семья и конкретная марка имеют свои сильные стороны.Каждый компонент подшипника имеет определенные обязанности и требования, которые не могут быть выполнены с помощью одного и того же материала, хотя отдельные марки могут быть оптимизированы для повышения производительности. Следующее — хороший тому пример.

Аустенитная нержавеющая сталь

Аустенитная нержавеющая сталь серии 300 предназначена для ненесущих частей. Марка 304 для корпусов и 302 для кольца подшипника. Марка 304 отличается высокой устойчивостью к разрушению (высокая пластичность) и очень высокой коррозионной стойкостью.302 имеет немного больше углерода, что увеличивает твердость, что делает его более подходящим для компонента внутри самого подшипника. Производство подшипника целиком из нержавеющей стали серии 300 даст ему примерно половину грузоподъемности подшипника, изготовленного из подшипниковой стали 52100.

Некоторые производители делают корпуса из нержавеющей стали 316 из-за ее гибридных свойств, таких как повышенная коррозионная стойкость и более высокий предел прочности. Этот сорт очень распространен в морской среде и в приложениях, где используются едкие вещества, такие как рассолы, кислоты, щелоки и другие вредные растворы.

Мартенситная нержавеющая сталь

Мартенситная нержавеющая сталь — для тел качения и колец подшипников. Это одно из немногих семейств нержавеющих сталей, которые можно успешно закалить, что дает около 80% грузоподъемности подшипниковой стали 52100. Таким образом, сталь 440C, которая относится к мартенситным сталям, делает сталь идеальной для использования в качестве несущей. 440C не обладает такой коррозионной стойкостью, как другие нержавеющие стали, но важно помнить, что он не так подвержен воздействию коррозии, как корпус. Правильная смазка и уплотнение помогут телам качения бороться с коррозией.

Есть ли комплексное решение, учитывая все эти уникальные сорта нержавеющей стали?

Какая нержавеющая сталь лучше всего подходит для подшипников?

Как вы, возможно, поняли из информации выше, не существует ни одной нержавеющей стали, подходящей для использования во всем установленном шарикоподшипнике. К корпусу, кольцам подшипника, телам качения и отражателю предъявляются разные требования.Например, установленные корпуса подшипников требуют большей пластичности, чем вы когда-либо хотели бы видеть в теле качения.

Использование одного и того же материала во всем смонтированном подшипнике приводит к определенному выходу из строя в какой-то момент во время работы. Это не означает, что некоторые виды нержавеющей стали недостаточно хороши или не должны использоваться. При конструировании подшипника инженеры выбирают наилучший материал для конкретной цели. Цены и доступность сталей также являются важным фактором.

Некоторые нержавеющие стали обладают почти такой же прочностью, что и подшипниковые стали, но при этом слишком дороги. Бренды, производители и рынок решили, какие марки стали подходят лучше всего. К сожалению, в этом приложении нет универсального варианта для нержавеющей стали. Как и в любой хорошей команде, все игроки выбираются в зависимости от их сильных сторон и вносят в игру свои лучшие качества.

Innovation продолжает разрабатывать новые нержавеющие стали в дополнение ко многим вариантам, разработанным с момента его открытия.Экологичная переработка продлевает срок службы отрасли, а специальные покрытия для определенных марок улучшают ее еще больше.

Для лучших подшипников из нержавеющей стали используются несколько марок.

При выборе поставщика подшипников для навешивания из нержавеющей стали мы рекомендуем вам изучить марки, используемые при изготовлении подшипников. Вы хотите быть уверенными в своем поставщике и в тех частях, которые вы выбрали для своего приложения.

Хотите узнать больше о качественных материалах, используемых в каждом подшипнике Mariner из нержавеющей стали? Посетите наш сайт, чтобы узнать больше. .
Опубликовано в категории: Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *