Кованая полоса 5ХНВ: штамповая сталь для горячей деформации
Кованая полоса 5ХНВ — это сортовой металлопрокат, полученный методом свободной ковки из штамповой стали марки 5ХНВ (аналог DIN 1.2714, X45NiCrMo4). Данная марка относится к классу полутеплостойких штамповых сталей и содержит 0,5–0,6 % углерода, 0,5–0,8 % хрома, 1,5–1,8 % никеля и 0,5–0,8 % молибдена. Именно сочетание никеля и молибдена обеспечивает высокую прокаливаемость и устойчивость к термомеханическому износу при контакте с нагретым металлом.
Ковка полосы выполняется при температуре 1150–850 C с последующим замедленным охлаждением. Это позволяет получить плотную макроструктуру без внутренних дефектов и равномерное распределение карбидной фазы. Готовая полоса поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью 241–285 HB, что обеспечивает удовлетворительную обрабатываемость резанием перед финишной термообработкой.
Технические характеристики кованой полосы 5ХНВ
| Параметр | Значение | Условие | Метод контроля | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость поставки | 241–285 HB | отожжённое состояние | по Бринеллю | ГОСТ 5950 |
| Предел текучести | 1250 МПа | закалка + отпуск 550 C | растяжение | ГОСТ 1497 |
| Ударная вязкость | 30 Дж/см | после отпуска | Шарпи | ГОСТ 9454 |
| Температура закалки | 840–860 C | нагрев в соляной ванне | термопара | — |
| Температура отпуска | 480–620 C | двух- или трёхкратный | термопара | — |
| Критическая точка Ac1 | 710–730 C | нагрев | дилатометрия | — |
Области применения
- Молотовые штампы для горячей объёмной штамповки на кривошипных прессах усилием 10–40 МН.
- Рабочие вставки штампов горизонтально-ковочных машин при производстве поковок из углеродистых и низколегированных сталей.
- Ножи горячей резки сортового проката на станах 500–850.
- Пуансоны и матрицы для прессования медных и алюминиевых сплавов при температуре до 600 C.
- Инструмент для высадки головок болтов и заклёпок на холодновысадочных автоматах.
- Крупногабаритные вставки штампов для производства колёс и дисков сельхозтехники.
Термообработка и режимы эксплуатации
Для достижения оптимального сочетания прочности и вязкости кованую полосу 5ХНВ подвергают закалке с 840–860 C в масле и последующему отпуску при 560–600 C. Такой режим обеспечивает твёрдость 42–47 HRC и ударную вязкость не ниже 25 Дж/см. При эксплуатации в условиях интенсивного теплообмена рекомендуется применять промежуточные отпуски для снятия напряжений после черновой механической обработки.
Стойкость штампов из полосы 5ХНВ зависит от условий охлаждения: при использовании водовоздушных смесей и смазочно-охлаждающих жидкостей на основе графита ресурс инструмента возрастает в 1,5–2 раза по сравнению с сухим охлаждением. Для тяжёлых условий деформации применяют азотирование поверхностного слоя на глубину 0,2–0,4 мм, что повышает сопротивление схватыванию.
Вопросы и ответы
Чем кованая полоса 5ХНВ отличается от катаной?
Ковка обеспечивает более высокую степень проработки структуры и отсутствие ликвационных зон, характерных для непрерывнолитой заготовки. Это критично для крупногабаритных штампов, работающих при знакопеременных нагрузках.
Какая твёрдость достигается после закалки и отпуска?
После закалки с 850 C в масле и отпуска при 550–580 C твёрдость составляет 44–48 HRC. При повышении температуры отпуска до 620 C твёрдость снижается до 38–42 HRC, но возрастает ударная вязкость.
Возможна ли сварка полосы 5ХНВ?
Сварка допустима для ремонта штампов при подогреве до 300–400 C и последующей термообработке. Рекомендуется использовать электроды типа ЭА 395/9 или аналогичные, обеспечивающие аустенитную структуру шва.
При какой температуре эксплуатируются штампы из 5ХНВ?
Рабочий диапазон — от –40 до +600 C. При длительной работе выше 600 C наблюдается разупрочнение и потеря твёрдости, поэтому для более высоких температур применяют стали 4Х5МФС или 3Х3М3Ф.
