Износостойкая сталь, высокопрочная пулестойкая сталь.

Характеристики износостойких сталей

Главное свойство износостойких сталей – повышенная твердость, которая обеспечивается присутствием в составе марганца и других легирующих элементов. Причем чем сильнее нагрузка на элемент, тем более износостойкой и твердой становится деталь, а разрушения поверхности и внутренней структуры не происходит. При высоких показателях прочности материал остается пластичным, не крошится, поддается сварке. При выборе высокопрочного сплава важно учитывать условия и интенсивность эксплуатации детали или узла. У проката, прошедшего закалку, повышается устойчивость ко всем разновидностям износа.

Шарикоподшипниковые стали. Маркировка, термическая обработка.

Для изготовления тел качения и подшипниковых колец небольших сечений обычно используют высокоуглеродистую хромистую сталь ШХ15 (0.95-1.0% С и 1.3-1.65% Cr), а больших сечений – хромомарганцевую сталь ШХ15СГ (0.95-1.05% С, 0.9-1.2% Cr, 0.4-0.65% Si и 1.3-1.65% Mn), прокаливающуюся на большую глубину. Стали обладают высокой твердостью, износостойкостью и сопротивлением контактной усталости. К сталям предъявляются высокие требования по содержанию неметаллических включений, так как они вызывают преждевременное усталостное разрушение. Недопустима также карбидная неоднородность.

Для изготовления деталей подшипников качения, работающих при высоких динамических нагрузках, применяют цементуемые стали 20Х2Н4А и 18ХГТ. После газовой цементации, высокого отпуска, закалки и отпуска детали подшипника из стали 20Х2Н4А имеют на поверхности 58-62 HRC и в сердцевине 35-45 HRC.

Сталь ШХ6, сталь ШХ15ГС

Ш – индекс данной группы сталей. Х – указывает на наличие в стали хрома. Последующее число показывает содержание хрома в десятых долях процента, в указанных сталях, соответственно, 0,6 % и 1,5 %. Также указываются входящие с состав стали легирующие элементы. Содержание углерода более 1 %.

Шарикоподшипниковые стали – высокоуглеродистые или низкоуглеродистые в цементованном состоянии стали, обладающие высокой твердостью. Легируются обычно хромом.

Характеристики износостойких сталей

Главное свойство износостойких сталей – повышенная твердость, которая обеспечивается присутствием в составе марганца и других легирующих элементов. Причем чем сильнее нагрузка на элемент, тем более износостойкой и твердой становится деталь, а разрушения поверхности и внутренней структуры не происходит. При высоких показателях прочности материал остается пластичным, не крошится, поддается сварке. При выборе высокопрочного сплава важно учитывать условия и интенсивность эксплуатации детали или узла. У проката, прошедшего закалку, повышается устойчивость ко всем разновидностям износа.

Сферы применения износостойких сплавов

Использование высокопрочных сталей увеличивает срок эксплуатации оборудования, машин и механизмов, значительно снижает затраты на их ремонт и обслуживание, устраняет простои на производстве. Металлопрокат используется в самых разных отраслях.

1. Автомобилестроение
   Производство деталей и узлов, подверженных интенсивным нагрузкам и работающих в условиях трения – ролики и шарики подшипников, втулки, сменные накладки, поршневые кольца, коленчатые валы и другие фасонные изделия, бронированные элементы.
2. Дорожная и строительная техника
   Изготовление экскаваторных ковшей, режущих кромок техники, козырьков землечерпалок, гидравлических молотов, элементов разравнивателя для асфальтоукладочной машины. В качестве футеровки желобов оборудования, дробилок, контейнеров, лопастей барабана, бетономешалок.
3. Тяжелая карьерная и горнодобывающая техника
   Изготовление режущих кромок оборудования, кузовов для самосвалов, транспортировочных емкостей и желобов, бункеров, футеровка накопителей и других элементов дробилок, режущий инструмент.
4. Железнодорожная отрасль
   Облицовка вагонов, в качестве элементов железнодорожных полотен, звеньев гусеничных механизмов, крестовин и т. д.
5. Сельхозтехника и оборудование для лесозаготовки
   Концевые механизмы лесопогрузчика, перегружателя, элементы отжимного пресса, плужного оборудования, оборудования для транспортировки и хранения силоса.
6. Станкостроение
   В качестве элементов производственного оборудования, подвергающегося серьезным нагрузкам и трению: валы, узлы, агрегаты, детали.
7. Строительная отрасль
   Изготовление металлоконструкций различного назначения, предполагающих особую прочность строения. Для этих целей используются конструкционные марки.

Износостойкие стали, их термическая обработка, области применения.

Чтобы материал имел повышенную износостойкость в таких условиях, необходима высокая твердость. Наряду с высокоуглеродистыми сталями в качестве износостойких материалов используют белый чугун, твердые сплавы. Последние имеют исключительно высокую износостойкость. Особую группу износостойких сталей составляют шарикоподшипниковые стали, имеющие около 1 % C и от 0,6 до 1,5 % Cr: ШХ6 (0,6 % C), ШХ9 (0,9 % C), ШХ15 (1,5 % C) и др.

В качестве износостойкого сплава используется и графитизированная сталь. Такая сталь имеет в своем составе повышенное содержание углерода (1,3…1,75 %) и кремния (1,3…1,75). Благодаря этому часть углерода в стали выделяется в виде графита.

Графитизированные стали применяется для изготовления штампов, калибров, валов.

Износостойкие материалы в условиях действия ударного изнашивания в абразивной струе.

Типичными – деталями подвергающимися подобному износу, являются рабочие органидезинтеграторов (мельниц для дробления песка).

Наиболее износостойкими материалами в условиях ударного абразивного износа являются твердые сплавы типа ВК, состоящие из карбидов вольфрама и кобальта при содержании кобальта около 6 % (ВК6), но этот материал очень дорог. Более перспективными являются спеченные стали с карбидным упрочнением, у которых износостойкость помимо карбидов создается упрочняющей термической обработкой.

Износостойкая высокомарганцовистая сталь марки Г13 для работы в условиях изнашивания,

сопровождаемого большими удельными нагрузками. Сталь Г13 имеет в своем составе 1…1,4 % углерода и 12…14 % марганца, она имеет аустенитную структуру и относительно низкую твердость (200…250 HB). Сталь Г13 широко используется для изготовления таких деталей, как корпуса шаровых мельниц, щек камнедробилок, крестовин рельсов, гусеничных траков, козырьков землечерпалок и т.д. Склонность к интенсивному наклепу является характерной особенностью сталей аустенитного класса.

Виды и марки износостойких сталей

При изучении классификации и выборе износостойких сплавов необходимо учесть, что ряд марок отечественных производителей обозначают индексами, а в зарубежных маркировках нет информации по химическому составу.

Графитизированные марки (У16 (ЭИ336), 60Г, 65Г, 70Г, 40Х, 40ХН, 45ХН и др.)

— отличаются высоким содержанием углерода, в состав также входит хром, никель, графит. Прокат упрочняется при динамической нагрузке, плохо поддается обработке.
Шарикоподшипниковые сплавы ГОСТ 801-78 (ШХ20, ШХ15)
– относятся к виду инструментальных сталей и обладают высокой прочностью и износостойкостью, твердостью и необходимым уровнем вязкости.
Высокомарганцовистые марки (Г13Л, 110Г13Л)
– в состав кроме марганца входят также железо, углерод, хром. Обладают самой высокой износостойкостью, которая сочетается с низкой твердостью и высокой прочностью. Согласно отечественной стандартизации, сплавы соответствуют ГОСТ 977-88.

Как можно убедиться, высокое качество и надежность высокопрочных сталей делают их использование обоснованным во многих отраслях промышленности и машиностроения. Эти сплавы прочно завоевали позиции на рынке металлопроката и пользуются большой популярностью.

Износостойкие стали

Подробнее…

Износостойкий металл

Износостойкие стали представляют собой сплавы, предназначенные для эксплуатации в экстремальных ситуациях. Прочность стальных изделий зависит от молекулярной структуры металла, химического состава.
Это интересно! Высокая прочность, износостойкость сталей обеспечивается мелкозернистой структурой. Мелкозернистая структура из-за разнонаправленных плоскостей скольжения в каждом зерне затрудняется формирование обширных плоскостей скольжения. А наличие множественных границ предотвращает скольжение из-за дефективности кристаллической решетки в пограничных местах зерен. Поэтому мелкозернистость увеличивает сопротивление разрыву, стойкость к образованию трещин и ударную вязкость.

Легирование стали марганцем, хромом, никелем, кремнием, другими элементами значительно усиливает абразивную износостойкость, выносливость при механических нагрузках, трении, скольжении.

Характеристики твердых сталей

Высокопрочная нержавеющая сталь имеет усиленную твердость, обеспечиваемую вхождением в состав легирующих металлов. Сплав становится прочнее при увеличении нагрузки. Причем разрушения внутренней структуры или поверхности абсолютно не происходит, а материал остается пластичным и поддается сварке. Закалка проката еще больше повышает устойчивость к любым видам износа.

Применение высокопрочных сплавов

Высокопрочные стали неограниченно повышают срок службы оборудования и механизмов, понижают затраты на текущий ремонт, минимизируют простои из-за ремонта техники. Высокопрочная сталь применяется в отраслях:

• Станкостроение: производство элементов станков, подвергающихся особо сильным нагрузкам: валы, агрегаты, узлы.
• Производство дорожно-строительного оборудования и горнодобывающей техники: производство ковшей экскаваторов, бетономешалок, режущих частей, гидравлических молотов, кузовов для самосвалов, бункеров, элементов дробилок и т.п.
• Железнодорожная отрасль: облицовка вагонов, производство рельс, вагонных колес и другое.
• Автомобилестроение: изготовление роликов, подшипников, поршневых колец, коленчатых валов, бронированных элементов.
• Производство сельскохозяйственной и лесозаготовительной техники: механизмы лесопогрузчика, отжимный пресс, бороно-плужное оборудование и другое.
• Строительство: создание металлоконструкций разного назначения, подвергающихся значительным систематическим нагрузкам.

Марки износостойкой стали

В обозначении марок стали российских производителей присутствуют буквы, означающие химсостав сплава:

Графитизированная сталь: У16, 60Г, 65Г, 70Г, 40Х, 40ХН, 45ХН и другие, характеризуется высоким процентом содержания углерода и добавлением графита, хрома, никеля. Этот металлопрокат становится прочнее при динамической нагрузке, трудно обрабатывается.

Шарикоподшипниковые марки ШХ20, ШХ15 являются инструментальными высокопрочными сталями, обладающими твердостью, некоторой вязкостью и износостойкостью.

Высокомарганцовистые сплавы Г13Л, 110Г13Л помимо марганца содержат железо, хром, углерод, имеют износостойкость, сочетающуюся с высокой прочностью, низкой твердостью.

Данные износостойкие нержавеющие стали завоевали заслуженные позиции в промышленном производстве практически всех отраслей машиностроения.

Военная сталь А3

Броневые сплавы марки А3 обладают чрезвычайно высокой твердостью и прочностью, то есть являются практически вечными. Этой марке нет аналогов в мире. В ее состав входит кремний, хром, фосфор, никель и другие легирующие элементы. Она используется для судостроения, изготовления рельс, возведения мостов, изготовления конструкций, которые будут эксплуатироваться в условиях сильных холодов, воздействия морской воды, сильной жары и т.п.

Шведская сталь Hardox

Производится концерном SSAB. Хардокс имеют в составе высокий процент хрома (1-1.5%). Содержание углерода здесь намного меньше (0.2%). Эти сплавы являются высокопрочными и износостойкими марками стали. В частности, сталь Hardox 450 имеет показатель твердости 425-475 hb и 1400 МПа – показатель прочности на разрыв.

Износостойкое покрытие металла

Для большей надежности проводят покрытие металлических деталей для изоляции от агрессивности внешней среды. Покрытия наносится сплошным, непроницаемым, равномерно распределенным слоем по поверхности. К свойствам этого предъявляются требования: адгезийность, износостойкость, пожаростойкость, твердость.

Защитный слой может быть металлический или неметаллический.

Металлическое износостойкое покрытие для металла наносится для защиты от коррозии, повышения износостойкости, декоративности. Нанесение защитного слоя производится путем гальванизации, напыления, погружения в расплав, термодиффузии.

Неметаллическими покрытиями изолируют металлические изделия от влияния внешних факторов, придания эстетичного вида. В качестве подобных износостойких покрытий металла выступают полимерные, лакокрасочные, резиновые, оксидные, эмалевые и другие. Полимерное покрытие является самым применяемым способом взамен оцинковки или покраски деталей.

Пробрести износостойкую сталь отечественного или европейского производства можно в нашей компании.