Поковки из стали 9Х2: кованые заготовки для холодновысадочного и штампового инструмента
Поковки 9Х2 — кованые полуфабрикаты из инструментальной легированной стали, получаемые свободной ковкой или ковкой на радиально-ковочных машинах с последующей термической обработкой. Сталь 9Х2 относится к группе холодноштамповых инструментальных сталей с повышенным содержанием хрома и обеспечивает сочетание высокой твёрдости после закалки с удовлетворительной вязкостью. Поковки применяются там, где требуется заготовка с направленной макроструктурой и минимальной анизотропией механических свойств — прежде всего для последующего изготовления высадочного, гибочного и отрезного инструмента.
Химический состав и структура
Сталь 9Х2 содержит углерод в пределах 0,85–0,95 %, хром — 1,7–2,2 %, кремний — 0,17–0,37 %, марганец — 0,15–0,40 %. Ограничения по сере и фосфору — не более 0,030 % каждого. Такое соотношение углерода и хрома формирует карбидную фазу преимущественно типа MC и MC, распределённую в ферритной матрице после отжига. Ковка обеспечивает дробление карбидной сетки и устранение ликвационных зон, характерных для литого металла.
Структура поковок после отжига — зернистый перлит с равномерно распределёнными карбидами. Твёрдость в состоянии поставки — 217–255 HB. Глубина обезуглероженного слоя не превышает 0,5 мм на сторону для поковок сечением до 100 мм.
Механические свойства после термической обработки
Поковки 9Х2 поставляются в отожжённом состоянии и подвергаются окончательной термообработке у потребителя. Типовой режим: закалка от 830–850 C в масле, отпуск 160–200 C. После такой обработки достигаются следующие характеристики:
- твёрдость после закалки — 62–64 HRC;
- твёрдость после отпуска при 180 C — 60–62 HRC;
- предел прочности при изгибе — 2200–2600 МПа;
- ударная вязкость KCU — 20–30 Дж/см;
- теплостойкость — до 200–250 C без существенной потери твёрдости.
Технологические параметры поковок
| Параметр | Значение | Условие | Метод контроля | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Масса поковки | 0,5–150 кг | свободная ковка | взвешивание | ГОСТ 8479 |
| Диаметр сечения | 40–300 мм | круг, квадрат | штангенциркуль | ГОСТ 2590 |
| Твёрдость поставки | 217–255 HB | после отжига | твердомер Бринелля | ГОСТ 9012 |
| Обезуглероженный слой | 0,5 мм | на сторону | металлография | ГОСТ 1763 |
| Макроструктура | без трещин и рыхлот | поперечный темплет | травление | ГОСТ 10243 |
Области применения
Поковки 9Х2 ориентированы на изготовление инструмента холодной деформации, работающего при знакопеременных нагрузках и повышенном износе:
- высадочные пуансоны и матрицы холодновысадочных автоматов;
- гибочные и отрезные ножи листопрокатных агрегатов;
- ролики профилегибочных станов и трубоэлектросварочных линий;
- секции волочильных барабанов и фильерные доски;
- детали узлов подачи и отрезки в метизном производстве.
В инструментальном производстве поковки 9Х2 используются как заготовки для последующей механической обработки и шлифования. Направленная волокнистая структура, формируемая при ковке, повышает стойкость инструмента при ударных нагрузках по сравнению с заготовками из проката.
Термическая обработка и контроль качества
Перед механической обработкой поковки подвергают изотермическому отжигу при 740–760 C с выдержкой и медленным охлаждением. Это обеспечивает твёрдость не выше 255 HB и подготовку структуры к закалке. Контроль макроструктуры проводят на поперечных темплетах методом горячего травления по ГОСТ 10243. Допускается наличие отдельных дефектов глубиной не более 3 мм при условии их удаления механической обработкой.
Ультразвуковой контроль поковок выполняется по ГОСТ 24507 для выявления внутренних несплошностей. Поковки ответственного назначения проходят проверку на наличие флокенов и неметаллических включений.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость поковок 9Х2 в состоянии поставки?
После изотермического отжига твёрдость составляет 217–255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и подготовку структуры к окончательной закалке.
Для какого инструмента применяются поковки 9Х2?
Преимущественно для холодновысадочного, гибочного и отрезного инструмента, работающего при температурах до 200–250 C с ударными нагрузками.
Какой режим закалки рекомендован для стали 9Х2?
Закалка от 830–850 C в масле с последующим отпуском при 160–200 C. Твёрдость после обработки — 60–64 HRC в зависимости от температуры отпуска.
Проводится ли ультразвуковой контроль поковок 9Х2?
Да, для поковок ответственного назначения УЗК выполняется по ГОСТ 24507 с целью выявления внутренних несплошностей, флокенов и крупных неметаллических включений.
