Стальной круг 5Х2МНФ — горячекатаный пруток для инструментальной оснастки
Стальной круг 5Х2МНФ — сортовой прокат круглого сечения из легированной штамповой стали, предназначенный для изготовления инструмента горячего деформирования. Материал относится к группе теплостойких сталей с повышенной вязкостью и эксплуатируется при нагреве рабочих кромок до 500–550 C. Круг 5Х2МНФ поставляется в горячекатаном или кованом состоянии, диаметр сечения — от 10 до 250 мм, длина прутков — 2–6 м.
Химический состав и структура
Марка 5Х2МНФ легирована хромом (1,8–2,3 %), молибденом (0,4–0,6 %), никелем (0,8–1,2 %) и ванадием (0,15–0,30 %). Такое сочетание обеспечивает прокаливаемость на глубину до 80–100 мм и формирование мелкозернистой структуры после термической обработки. Карбидная фаза представлена преимущественно специальными карбидами хрома и ванадия, что повышает сопротивление разупрочнению при циклических теплосменах.
Технология выплавки — открытая электропечь с последующей внепечной обработкой. Для ответственных применений возможна поставка круга 5Х2МНФ с ультразвуковым контролем сплошности по ГОСТ 1497 или ASTM E2375. Твердость в отожженном состоянии — не более 229 HB, что допускает механическую обработку резанием на стандартном станочном парке.
Механические свойства после закалки и отпуска
Оптимальный комплекс свойств достигается после закалки от 860–880 C в масле и двукратного отпуска при 520–560 C. Предел прочности при этом составляет 1400–1600 МПа, ударная вязкость KCU — не менее 40 Дж/см. Теплостойкость по результатам испытаний на твердость после выдержки при 550 C в течение 4 часов — не ниже 45 HRC.
| Диаметр, мм | Состояние поставки | Твердость, HB | Кривизна, мм/м | Длина, мм |
|---|---|---|---|---|
| 10–40 | Горячекатаный | 229 | 2 | 2000–6000 |
| 42–90 | Горячекатаный | 229 | 3 | 2000–6000 |
| 95–180 | Кованый | 229 | 4 | 1500–5000 |
Применение круга 5Х2МНФ
Круг 5Х2МНФ используется для производства молотового и прессового инструмента, работающего в условиях ударных нагрузок и интенсивного нагрева поверхности. Основные позиции номенклатуры:
- штампы горячей объемной штамповки на молотах и КГШП;
- вставки и пуансоны пресс-форм для литья под давлением цинковых сплавов;
- матрицы горизонтально-ковочных машин;
- ножницы горячей резки и обрезные матрицы;
- дорны и оправки прошивных станов трубопрокатных агрегатов.
Рабочая температура поверхности инструмента из стали 5Х2МНФ ограничена 550 C; при превышении этого порога наблюдается интенсивное разупрочнение и сетка разгарных трещин. Для повышения стойкости рекомендуется азотирование при 520–540 C, формирующее диффузионный слой глубиной 0,2–0,4 мм с поверхностной твердостью до 900 HV.
Особенности заказа и поставки
Круг 5Х2МНФ поставляется в соответствии с ГОСТ 5950 или техническими условиями производителя. Допускаемые отклонения по диаметру — h11 для горячекатаного проката, h10 для кованого. Поверхность не должна иметь раскатанных пузырей, плен и трещин; допустимы отдельные закаты глубиной не более половины предельного отклонения.
Для инструментальных цехов, изготавливающих штампы по собственным чертежам, возможна резка круга в размер на ленточнопильном или абразивно-отрезном оборудовании. По запросу выполняется обдирка поверхности, ультразвуковой контроль и сертификация с указанием фактического химического состава и механических свойств плавки.
Вопросы и ответы
Чем отличается сталь 5Х2МНФ от стали 5ХНМ?
5Х2МНФ дополнительно легирована молибденом и ванадием, что повышает теплостойкость на 50–70 C и сопротивление разгарной усталости. Прокаливаемость 5Х2МНФ выше, что позволяет изготавливать крупногабаритные штампы с сечением до 250 мм без потери твердости в центральной зоне.
Какая температура отпуска рекомендуется для круга 5Х2МНФ?
Для получения твердости 44–48 HRC применяется двукратный отпуск при 540–560 C с выдержкой не менее 2 часов на каждый нагрев. Между отпусками обязателен полный охлаждение на воздухе до температуры не выше 80 C.
Подвергается ли круг 5Х2МНФ обработке холодом?
Обработка холодом при –70 C в течение 1–2 часов рекомендуется для инструмента, работающего с абразивным износом при умеренном нагреве. Она способствует превращению остаточного аустенита и повышает стабильность размеров при эксплуатации.
Какие дефекты недопустимы в круге 5Х2МНФ?
Недопустимы волосовины, расслоения, флокены и грубые карбидные полосы, выявляемые при металлографическом контроле. Для поковок ответственного назначения обязателен контроль макроструктуры на серных отпечатках по методу Баумана.
