Стальной круг 5ХНМ: горячекатаный и кованый прокат из штамповой стали
Стальной круг 5ХНМ — сортовой прокат из хромоникельмолибденовой штамповой стали, выплавляемой по ГОСТ 5950-2000. Марка относится к группе полутеплостойких штамповых сталей и применяется преимущественно для изготовления молотовых штампов, пресс-форм и деталей горячедеформирующего оборудования. Круг поставляется в горячекатаном, кованом или калиброванном состоянии с последующей термической обработкой — отжигом, нормализацией или улучшением.
Сортамент и геометрические параметры
Прокат выпускается диаметром от 20 до 250 мм в зависимости от способа производства. Горячекатаный круг формируется на сортовых станах, кованый — на гидравлических прессах и радиально-ковочных машинах. Для размеров свыше 180 мм предпочтительна ковка, обеспечивающая проработку осевой зоны и снижение ликвационной неоднородности.
- Диаметр горячекатаного круга — 20–120 мм, предельные отклонения по ГОСТ 2590-2006;
- Диаметр кованого круга — 120–250 мм, припуск под механическую обработку не менее 5 мм на сторону;
- Калиброванный прокат — h11, h12, длина прутков 3–6 м;
- Кривизна прутка — не более 0,5 % длины для калиброванного сортамента;
- Макроструктура — без усадочной раковины, рыхлости и флокенов по ГОСТ 10243.
Химический состав и структура
Сталь 5ХНМ содержит 0,50–0,60 % углерода, 0,50–0,80 % кремния, 0,50–0,80 % марганца, 0,60–0,90 % хрома, 1,40–1,80 % никеля и 0,15–0,30 % молибдена. Никель повышает прокаливаемость и ударную вязкость, молибден препятствует отпускной хрупкости и увеличивает теплостойкость. После отжига структура — зернистый перлит с твёрдостью 207–255 HB, что обеспечивает удовлетворительную обрабатываемость резанием.
| Параметр | Отжиг | Закалка | Отпуск | Твёрдость |
|---|---|---|---|---|
| Температура, C | 840–860 | 830–860 | 480–560 | — |
| Среда охлаждения | с печью | масло | воздух | — |
| Твёрдость после обработки | 207–255 HB | 52–56 HRC | 38–45 HRC | — |
| Ударная вязкость KCU, Дж/см | — | — | 30–50 | — |
Технологические свойства и обработка
Круг 5ХНМ удовлетворительно обрабатывается резанием в отожжённом состоянии, допускает полирование до Ra 0,32 мкм. Свариваемость ограниченная — требуется подогрев до 300–400 C и последующая термообработка. Прокаливаемость обеспечивает сквозную закалку в сечениях до 150 мм при охлаждении в масле. При нагреве под ковку интервал деформирования — 1150–850 C, недопустим перегрев выше 1200 C из-за роста зерна.
Области применения
- Молотовые штампы для горячей объёмной штамповки на кривошипных прессах;
- Пресс-формы для литья под давлением алюминиевых и цинковых сплавов;
- Инструмент горячей высадки на горизонтально-ковочных машинах;
- Валки прошивных станов трубопрокатного производства;
- Ножи горячей резки сортового проката на участках адъюстажа;
- Детали узлов выталкивания и матрицы на прессах усилием 1000–4000 тс.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость круга 5ХНМ в состоянии поставки?
В отожжённом состоянии твёрдость составляет 207–255 HB, что соответствует структуре зернистого перлита и обеспечивает обрабатываемость резанием на станках токарной группы.
Чем отличается 5ХНМ от 5ХНВ?
Сталь 5ХНМ легирована молибденом, а 5ХНВ — вольфрамом. Молибден обеспечивает более высокую прокаливаемость и стойкость к отпускной хрупкости, вольфрам — повышенную теплостойкость при длительном контакте с горячим металлом.
До какого диаметра возможна сквозная прокалка?
При закалке в масле сквозная прокаливаемость достигается в сечениях до 150 мм. Для круга большего диаметра применяют ступенчатую закалку или охлаждение в водополимерной среде.
Допускается ли сварка круга 5ХНМ?
Свариваемость ограниченная. Ремонтная сварка выполняется с предварительным подогревом 300–400 C, электродами типа Э42А, с последующим отпуском для снятия остаточных напряжений.
