Стальной пруток 5ХНМ в Минске

Стальной пруток 5ХНМ: характеристики, термообработка и применение

Стальной пруток 5ХНМ — горячекатаный или кованый сортовой прокат из штамповой стали марки 5ХНМ (аналог DIN 1.2714, X45NiCrMo4), предназначенный для изготовления тяжёлонагруженного инструмента горячего деформирования. Марка относится к классу хромоникельмолибденовых сталей перлитного перехода и поставляется в виде круга диаметром 20–300 мм, квадрата 40 40–200 200 мм и полосы. Пруток 5ХНМ сохраняет вязкость сердцевины при твёрдости рабочей поверхности 42–47 HRC, что определяет его применение в молотовых штампах, пресс-формах литья под давлением и инструменте горизонтально-ковочных машин.

Химический состав и структура

Регламентируемый состав стали 5ХНМ по ГОСТ 5950 обеспечивает прокаливаемость до 350 мм в поперечном сечении:

• углерод C — 0,50–0,60 %;
• кремний Si — 0,17–0,37 %;
• марганец Mn — 0,50–0,80 %;
• хром Cr — 0,60–0,90 %;
• никель Ni — 1,40–1,80 %;
• молибден Mo — 0,15–0,30 %.

Никель повышает прокаливаемость и ударную вязкость, молибден подавляет отпускную хрупкость второго рода при нагреве штампа в процессе эксплуатации. Структура после нормализации — перлит и сорбит; после закалки — мартенсит с остаточным аустенитом не более 5 %. Сера и фосфор ограничены на уровне 0,030 % каждого.

Механические свойства прутка

Свойства приведены для сортового проката после закалки с 840–860 C в масле и отпуска:

Критическая точка Ac1 — 710 C, Ac3 — 770 C. Теплостойкость (красностойкость) сохраняется до 550 C без интенсивного разупрочнения, что допускает контакт с заготовкой, нагретой до 1150–1200 C, при условии охлаждения рабочей поверхности.

Технология обработки и термообработка

Пруток 5ХНМ поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью 217–255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием на токарных и фрезерных станках с ЧПУ без предварительной нормализации. Ковка заготовок проводится в интервале 1150–850 C с замедленным охлаждением в термостатах или ямах с песком во избежание флокенов и трещин.

Режим термической обработки:

• закалка — нагрев до 840–860 C, охлаждение в масле или ступенчато в расплаве солей;
• высокий отпуск — 480–620 C в зависимости от требуемой твёрдости;
• цементация и азотирование — для повышения износостойкости направляющих колонок и знаков;
• отжиг для снятия напряжений — 650 C после черновой механической обработки.

Склонность к отпускной хрупкости требует быстрого охлаждения после отпуска в масле или воде при температуре выше 450 C.

Области применения

Пруток 5ХНМ востребован в следующих производственных переделах:

• молотовые и прессовые штампы для горячей объёмной штамповки поковок из углеродистых и легированных сталей;
• инструмент горизонтально-ковочных машин (ГКМ) и радиально-ковочных машин;
• пресс-формы для литья под давлением алюминиевых и цинковых сплавов на машинах с усилием запирания 250–4000 тс;
• пуансоны и матрицы прошивных и вырубных штампов горячей резки;
• валки пилигримовых и прошивных станов трубопрокатных агрегатов;
• детали узлов горячей деформации в кузнечно-прессовых цехах тяжёлого машиностроения.

Для штампов, работающих с охлаждением водой, применяют пруток 5ХНМ с дополнительным отпуском при 600–620 C для повышения трещиностойкости.

Вопросы и ответы