Кованый квадрат 5ХНМ: штамповая оснастка горячей деформации
Кованый квадрат 5ХНМ — горячекатаный или кованый профиль квадратного сечения из штамповой стали марки 5ХНМ (аналог DIN 1.2713, X50CrMnNiNbN). Сталь относится к классу полутеплостойких штамповых материалов с повышенной вязкостью и прокаливаемостью. Квадрат поставляется в виде прутков с размером стороны 40–200 мм, длиной 2–6 м, в состоянии поставки — без термообработки или после отжига (твёрдость 217–255 HB).
Химический состав и структура
Марка 5ХНМ содержит 0,50–0,60 % углерода, 0,50–0,80 % марганца, 0,60–0,90 % никеля, 0,50–0,80 % молибдена, до 0,30 % кремния. Такая композиция обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 150 мм и устойчивость к термической усталости при циклическом нагреве до 400–450 C. После ковки структура — сорбит или троостит с равномерным распределением карбидов; при отжиге формируется зернистый перлит.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Условие | Ед. изм. | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 850 | закалка + отпуск 550 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Ударная вязкость KCU | 30 | 20 C, после отпуска | Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Твёрдость после закалки | 52–56 | охлаждение в масле | HRC | ГОСТ 9013 |
| Теплостойкость | до 450 | длительная эксплуатация | C | ГОСТ 5950 |
| Прокаливаемость | до 150 | сквозная, в масле | мм | ГОСТ 5657 |
Термообработка
Закалка проводится с температуры 840–860 C в масле или расплаве солей. Отпуск — 480–620 C в зависимости от требуемого сочетания прочности и вязкости. Для молотовых штампов применяют отпуск при 560–580 C (твёрдость 44–48 HRC), для прессовых вставок — при 600–620 C (38–42 HRC). Азотирование в газовой среде при 520–540 C повышает стойкость рабочей поверхности к схватыванию.
Области применения
- Молотовые и прессовые штампы для горячей объёмной штамповки поковок из углеродистых и низколегированных сталей.
- Вставки и матрицы горизонтально-ковочных машин (ГКМ) при производстве крепежа и арматуры.
- Инструмент для прессования и прошивки трубной заготовки на прошивных станах.
- Ножи горячей резки сортового проката на участках адъюстажа обжимных станов.
- Детали кривошипных горячештамповочных прессов (КГШП) усилием 1000–4000 тс.
Нормативная база
- ГОСТ 5950–2000 — прутки кованые из инструментальной легированной стали.
- ГОСТ 1133–71 — сортамент квадратной стали горячей прокатки.
- ГОСТ 4693–77 — квадрат стальной горячекатаный, размеры и допуски.
- DIN 1.2713 — аналог по химическому составу для импортозамещения.
Вопросы и ответы
Чем кованый квадрат 5ХНМ отличается от проката?
Ковка обеспечивает залечивание ликвационных дефектов и более равномерную структуру по сечению, что критично для крупногабаритных штампов. Прокат имеет направленную текстуру и меньшую изотропность механических свойств.
Какая твёрдость достигается после стандартной термообработки?
После закалки в масле с 850 C и отпуска при 560 C твёрдость составляет 44–48 HRC при ударной вязкости KCU не ниже 25 Дж/см.
Применяется ли 5ХНМ для холодной штамповки?
Марка предназначена для горячей деформации. Для холодной штамповки используют стали Х12МФ, Х6ВФ или 6ХВ2С с более высокой твёрдостью и износостойкостью.
Какой размер квадрата доступен для поставки?
Стандартный сортамент — от 40 40 мм до 200 200 мм. По согласованию возможна поставка промежуточных размеров и мерных длин.
