Поковки из инструментальной стали 5ХГМ: кованые заготовки для штампового инструмента
Поковки из инструментальной стали 5ХГМ — горячедеформированные заготовки, получаемые ковкой слитков или проката из хромомарганцевой инструментальной стали перлитного класса. Сталь 5ХГМ содержит 0,50–0,60 % углерода, 0,90–1,20 % хрома и 0,80–1,10 % марганца; такая композиция обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 80–100 мм при закалке в масле. Поковки предназначены для последующего изготовления молотовых штампов, штампов горячей объёмной штамповки, ножей горячей резки и деталей, работающих при ударных нагрузках и нагреве до 400–450 C.
Технические характеристики поковок
Ковка выполняется при температуре 1180–850 C с окончанием деформации не ниже 800 C, что предотвращает рост зерна и образование флокенов. После ковки заготовки подвергают отжигу при 740–760 C с охлаждением со скоростью не более 30 C/ч до твёрдости 187–217 HB. Поковки поставляются в виде прямоугольных призм, цилиндров или фасонных заготовок с припуском под механическую обработку.
| Параметр | Значение | Параметр | Значение | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Масса поковки | 5–500 кг | Твёрдость после отжига | 187–217 HB | ГОСТ 9012 |
| Предел текучести (закалка + отпуск) | 1400 МПа | Ударная вязкость KCU | 25 Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Прокаливаемость (критический диаметр) | 80–100 мм | Температура закалки | 840–860 C | ГОСТ 5657 |
| Температура отпуска | 200–600 C | Твёрдость после термообработки | 42–50 HRC | ГОСТ 9013 |
| Содержание серы | 0,030 % | Содержание фосфора | 0,030 % | ГОСТ 22536.2 |
Нормативная база и маркировка
- ГОСТ 5950–2000 — сортамент и технические требования к инструментальной стали 5ХГМ.
- ГОСТ 1133–71 — поковки из инструментальной стали, допуски и припуски.
- ГОСТ 8479–70 — поковки из конструкционной и инструментальной стали, общие требования.
- ГОСТ 4543–2016 — химический состав легированной стали.
- ГОСТ 1497–84 — испытания на растяжение при нормальной температуре.
Области применения
- Молотовые штампы для горячей объёмной штамповки на кривошипных прессах усилием 10–40 МН.
- Ножи горячей резки сортового проката на станах 500–850.
- Штампы для высадки крепежа на холодновысадочных автоматах.
- Пуансоны и матрицы для штамповки поковок из углеродистых и низколегированных сталей.
- Детали ударного инструмента: зубила, обжимки, прошивни для кузнечно-прессового оборудования.
- Заготовки для роликов правильных машин и гибочных валков трубопрокатных агрегатов.
Термообработка и эксплуатационные свойства
Для получения рабочей твёрдости 42–50 HRC поковки закаливают в масле от 840–860 C и отпускают при 200–400 C в зависимости от требуемого сочетания прочности и вязкости. При нагреве под закалку необходим защитный газ или обмазка, предотвращающая обезуглероживание поверхности. Сталь 5ХГМ склонна к отпускной хрупкости второго рода при медленном охлаждении после отпуска выше 500 C, поэтому охлаждение проводят в воде или масле. В условиях горячей штамповки стойкость инструмента из 5ХГМ уступает сталям 5ХНМ и 4Х5МФС, но превосходит углеродистые стали У7–У10 по прокаливаемости и разгаростойкости.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость поковок из стали 5ХГМ в состоянии поставки?
После отжига твёрдость составляет 187–217 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и подготовку под финишную термообработку.
Для каких сечений обеспечивается сквозная прокаливаемость стали 5ХГМ?
Критический диаметр при закалке в масле составляет 80–100 мм, что позволяет применять поковки для крупногабаритных штампов без потери свойств в сердцевине.
Чем сталь 5ХГМ отличается от 5ХНМ при изготовлении молотовых штампов?
Сталь 5ХГМ содержит марганец вместо никеля, что снижает стоимость, но уменьшает ударную вязкость и разгаростойкость; для тяжёлых условий штамповки предпочтительна 5ХНМ.
Какой режим термообработки обеспечивает максимальную стойкость штампов из 5ХГМ?
Закалка в масле от 840–860 C с последующим отпуском при 300–400 C даёт твёрдость 44–48 HRC и достаточную вязкость для ударных нагрузок.
