Кованая полоса 5ХНМ в Минске

Кованая полоса 5ХНМ: штамповая сталь для горячей деформации

Кованая полоса 5ХНМ — это сортовой прокат, полученный свободной ковкой из штамповой стали марки 5ХНМ (аналог DIN 1.2714, X45NiCrMo4). Химический состав регламентируется ГОСТ 5950-2000: углерод 0,50–0,60 %, хром 0,50–0,80 %, никель 1,40–1,80 %, молибден 0,15–0,30 %, кремний 0,10–0,40 %, марганец 0,50–0,80 %. Такое сочетание легирующих элементов обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 400 мм и устойчивость к термической усталости при циклическом нагреве до 600 C.

Ковка формирует волокнистую макроструктуру, ориентированную вдоль оси полосы, что повышает ударную вязкость KCU до 40–50 Дж/см в улучшенном состоянии. В отличие от катаного сортамента, кованая полоса 5ХНМ имеет меньшую анизотропию механических свойств и пониженное содержание неметаллических включений по ГОСТ 1778. Полоса поставляется в термически обработанном (улучшенном) состоянии с твёрдостью 241–285 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием при изготовлении штамповой оснастки.

Технические характеристики кованой полосы 5ХНМ

Сортамент и геометрические параметры

Кованая полоса 5ХНМ производится сечением от 40 40 мм до 250 250 мм и толщиной 30–200 мм при ширине 100–400 мм. Длина мерных заготовок — 2000–6000 мм. Предельные отклонения по толщине соответствуют ГОСТ 2590 для кованого сортамента. Кривизна полосы не превышает 0,5 % длины на 1 м. Торцы обрезаются под прямым углом, допускается фаска 2–5 мм.

Поверхность полосы не имеет трещин, закатов и волосовин; допускаются локальные зачистки глубиной до 5 % от толщины сечения. Кованая полоса 5ХНМ проходит ультразвуковой контроль по ГОСТ 24507 (категория 2–3) для выявления внутренних дефектов — флокенов, расслоений, крупных включений.

Термообработка и структура

Для получения требуемых свойств кованая полоса 5ХНМ подвергается закалке при 840–860 C в масле или полимерной среде с последующим высоким отпуском при 540–580 C. Структура после улучшения — сорбит отпуска с равномерно распределёнными карбидами хрома и молибдена. Дисперсионное твердение при отпуске обеспечивает вторичную твёрдость до 52–56 HRC при сохранении вязкой матрицы.

Прокаливаемость стали 5ХНМ позволяет получать мартенситную структуру по всему сечению полосы до 400 мм при закалке в масле. Это критично для крупногабаритных штампов, где недопустима мягкая феррито-перлитная сердцевина. Отпуск при 560–580 C даёт оптимальный баланс твёрдости и ударной вязкости для штампов горячей деформации.

Области применения

• Молотовые и прессовые штампы для горячей объёмной штамповки поковок из углеродистых и низколегированных сталей.
• Штампы для горизонтально-ковочных машин (ГКМ) при производстве поковок крепёжных изделий.
• Инструмент для прессования и прошивки заготовок на гидравлических прессах усилием 1000–5000 тс.
• Ножи горячей резки сортового проката на станах 450–850.
• Вкладыши и матрицы для литья под давлением алюминиевых сплавов (АК12, АК9ч).
• Крупногабаритные штампы для производства железнодорожных колёс и бандажей.

Обрабатываемость и эксплуатационные свойства

В улучшенном состоянии кованая полоса 5ХНМ обрабатывается твёрдосплавным инструментом (пластины ВК8, Т15К6) со скоростью резания 80–120 м/мин. После закалки до 52–56 HRC обработка возможна только шлифованием или электроэрозионной обработкой. Свариваемость ограничена — требуется предварительный подогрев до 300–400 C и последующая термообработка.

Стойкость штампов из кованой полосы 5ХНМ в условиях горячей штамповки составляет 15–25 тыс. поковок до первой перешлифовки при температуре контакта до 600 C. Основной механизм износа — разгарные трещины (термическая усталость) и абразивный износ по гравюре. Никель в составе стали повышает сопротивление термической усталости, молибден — прокаливаемость и теплостойкость.

Вопросы и ответы