Поковки из инструментальной стали 55Х: кованые заготовки для штампового и режущего инструмента
Поковки из инструментальной стали 55Х — горячедеформированные заготовки, получаемые ковкой слитков или проката марки 55Х по ГОСТ 5950-2000. Сталь 55Х — легированная инструментальная углеродистая сталь, содержащая 0,52–0,60 % углерода, 0,70–1,00 % хрома и не более 0,35 % кремния и 0,40 % марганца. Такое сочетание обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 40–50 мм при закалке в масле и твёрдость 58–63 HRC после низкого отпуска. Поковки применяют там, где требуется сочетание износостойкости и ударной вязкости: корпуса штампов, пуансоны, матрицы, ножи, а также детали, работающие при знакопеременных нагрузках.
Технические характеристики поковок из стали 55Х
Кованые заготовки из 55Х изготавливают по ГОСТ 1133-71 (поковки из углеродистой и легированной стали) с учётом требований ГОСТ 5950-2000 к химическому составу. Ковка выполняется при температуре 1180–850 C с последующим отжигом на зернистый перлит. Твёрдость после отжига — 187–217 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и подготовку структуры к закалке. Глубина обезуглероженного слоя не должна превышать 0,5 мм на сторону для поковок сечением до 100 мм.
| Параметр | Значение | Условие контроля | Метод испытания | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля углерода | 0,52–0,60 % | Ковочный нагрев | Спектральный анализ | ГОСТ 5950-2000 |
| Массовая доля хрома | 0,70–1,00 % | Плавка | Титриметрия | ГОСТ 5950-2000 |
| Твёрдость после отжига | 187–217 HB | Готовые поковки | Бринелль | ГОСТ 9012-59 |
| Твёрдость после закалки | 58–63 HRC | Закалка 840–860 C, масло | Роквелл | ГОСТ 9013-59 |
| Ударная вязкость | 25 Дж/см | Отпуск 200 C | Шарпи | ГОСТ 9454-78 |
| Прокаливаемость | до 50 мм | Торцевая закалка | ГОСТ 5657-69 | ГОСТ 5950-2000 |
Технология ковки и термической обработки
Производство поковок из 55Х включает нагрев слитков в методических печах до 1180 C, осадку, протяжку и штамповку на молотах или гидравлических прессах. Степень уковки — не менее 3 для устранения ликвационной неоднородности. После ковки заготовки подвергают изотермическому отжигу при 740–760 C с выдержкой 4–6 часов и медленным охлаждением до 500 C. Финальная термообработка — закалка в масле от 840–860 C и отпуск при 160–220 C в зависимости от требуемого баланса твёрдости и вязкости.
Области применения
- Штамповый инструмент холодной деформации: вырубные и гибочные штампы для прессов усилием 100–2500 кН.
- Режущий инструмент: дисковые ножи для агрегатов продольной резки, ножи гильотинных ножниц.
- Детали горно-шахтного оборудования: зубья ковшей, элементы буровых коронок.
- Инструмент для деревообработки: фрезы, строгальные ножи, работающие при скорости резания до 60 м/с.
- Крепёж и оснастка: накатные ролики, оправки, центровые пробки.
- Детали кузнечно-прессового оборудования: бойки, подкладные штампы, пуансоны.
Приёмочный контроль и маркировка
Каждая партия поковок из 55Х сопровождается сертификатом качества с указанием номера плавки, химического состава, результатов испытаний на твёрдость и ударную вязкость. Контроль макроструктуры выполняется по ГОСТ 10243-75. Поковки маркируются клеймом ОТК и номером партии. Допускается проведение ультразвуковой дефектоскопии по ГОСТ 24507-80 для ответственных заготовок.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость достигается у поковок из стали 55Х после закалки?
После закалки в масле от 840–860 C и низкого отпуска при 160–200 C твёрдость составляет 58–63 HRC. При повышении температуры отпуска до 300–400 C твёрдость снижается до 45–50 HRC, что повышает ударную вязкость.
Какой максимальный размер сечения обеспечивает сквозную прокаливаемость?
Сталь 55Х обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 40–50 мм при закалке в масле. Для сечений свыше 50 мм рекомендуется применять стали с повышенной прокаливаемостью, например 5ХНМ или 40ХС.
По какому стандарту изготавливаются поковки из 55Х?
Поковки изготавливаются по ГОСТ 1133-71 с соблюдением требований ГОСТ 5950-2000 к химическому составу стали 55Х. Допускается изготовление по ТУ производителя с согласованием дополнительных требований к макроструктуре и механическим свойствам.
Какая температура ковки оптимальна для стали 55Х?
Ковка выполняется в интервале 1180–850 C. Нагрев выше 1200 C приводит к пережогу и росту зерна, а деформация ниже 850 C вызывает образование трещин из-за низкой пластичности.
