Металлические заготовки 5ХНМ: штамповые кузнечные заготовки из хромоникельмолибденовой стали
Металлические заготовки 5ХНМ — это промежуточный или товарный металлопрокат из штамповой стали марки 5ХНМ (аналог DIN 1.2714, X45NiCrMo4), получаемый ковкой, прокаткой или механической обработкой. Сталь 5ХНМ — хромоникельмолибденовая, легированная, относится к группе штамповых сталей для горячего деформирования. Заготовки поставляются в виде кузнечных слитков, блюмов, слябов, кованых прутков, пластин и предварительно обработанных плит.
Химический состав и структура
Марка 5ХНМ содержит углерод 0,50–0,60 %, хром 0,50–0,80 %, никель 1,40–1,80 %, молибден 0,15–0,30 %, кремний 0,17–0,37 %, марганец 0,50–0,80 %. Такое сочетание обеспечивает прокаливаемость до 350–400 мм в поперечном сечении при закалке в масле. Структура после нормализации — сорбит и троостит, после сфероидизирующего отжига — зернистый перлит с твёрдостью 217–255 HB.
Технические параметры заготовок
| Параметр | Слиток | Кованый пруток | Плита | Блюм |
|---|---|---|---|---|
| Масса, кг | 500–6000 | 50–1500 | 200–4000 | 800–5000 |
| Сечение, мм | 200–800 | 60–350 | 100–400 400–1200 | 200 200–400 600 |
| Твёрдость, HB | 241 | 217–255 | 207–255 | 255 |
| Ударная вязкость KCU, Дж/см | 25 | 30 | 28 | 25 |
| Предел текучести, МПа | — | 850 | 800 | — |
Технология производства
Выплавка ведётся в дуговых печах с последующей обработкой на установке вакуумного дегазирования или электрошлаковым переплавом (ЭШП) для снижения содержания водорода и неметаллических включений. Ковка выполняется при 1150–850 C с последующим замедленным охлаждением в термостатах или печах для предотвращения флокенов. Отжиг проводится при 740–760 C с выдержкой 4–8 ч и охлаждением со скоростью не более 30 C/ч.
Области применения
- Молотовые и прессовые штампы для горячей объёмной штамповки на КГШП и паровоздушных молотах.
- Инструмент для прессования и прошивки на горизонтально-ковочных машинах.
- Ножи горячей резки сортового проката на станах 500–850.
- Детали кривошипных прессов: шатуны, ползуны, направляющие втулки.
- Заготовки для литейных кокилей и поддонов установок непрерывной разливки.
- Валки для прошивных и раскатных станов трубопрокатных агрегатов.
Термообработка и эксплуатационные свойства
Закалка проводится с 830–860 C в масле, отпуск — при 560–620 C в зависимости от требуемой твёрдости 38–47 HRC. Сталь 5ХНМ сохраняет работоспособность при контактных температурах до 550–600 C, устойчива к термоциклическим нагрузкам и образованию разгарных трещин. Для повышения стойкости применяется азотирование на глубину 0,2–0,4 мм или наплавка рабочих поверхностей.
Нормативная база
- ГОСТ 5950-2000 — прутки и полосы из инструментальной легированной стали.
- ГОСТ 7831-78 — поковки из штамповых сталей.
- ТУ 14-1-3770-84 — слитки и заготовки из стали 5ХНМ.
- DIN 1.2714 / EN 10228-3 — ультразвуковой контроль кованых заготовок.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость у металлических заготовок 5ХНМ в состоянии поставки?
После сфероидизирующего отжига твёрдость составляет 217–255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и подготовку к последующей закалке.
До какой глубины прокаливается сталь 5ХНМ?
При закалке в масле прокаливаемость достигает 350–400 мм в поперечном сечении, что позволяет изготавливать крупногабаритные штампы без потери прочности в сердцевине.
Проводится ли ультразвуковой контроль кованых заготовок 5ХНМ?
Да, поковки ответственного назначения подвергаются УЗК по EN 10228-3 или ГОСТ 24507 с оценкой по классу сплошности не ниже 3-го.
Какой режим термообработки применяется перед механической обработкой?
Перед обработкой резанием выполняется отжиг при 740–760 C с выдержкой 4–8 ч и медленным охлаждением, что снижает твёрдость до 217–255 HB.
