Стальные поковки 5ХГМ: характеристики, термообработка и применение
Стальные поковки 5ХГМ — горячедеформированные заготовки из хромомарганцевой инструментальной стали перлитного класса, получаемые ковкой или штамповкой с последующей термической обработкой. Марка 5ХГМ содержит 0,50–0,60 % углерода, 0,90–1,20 % хрома и 0,80–1,10 % марганца, что обеспечивает сквозную прокаливаемость в сечениях до 80–100 мм и устойчивость к ударным нагрузкам при повышенных контактных давлениях. Поковки применяют для изготовления тяжелонагруженного инструмента и деталей машин, работающих без интенсивного разогрева рабочей кромки.
Технические параметры поковок
Механические свойства достигаются закалкой в масле с температур 830–860 C и высоким отпуском 560–620 C. После такой обработки твёрдость составляет 38–45 HRC при пределе текучести не ниже 1100 МПа. Поковки поставляют в термообработанном или нормализованном состоянии с припуском под механическую обработку. Масса единичных поковок — от 2 до 250 кг, предельные отклонения размеров соответствуют классу точности D5–D7 по ГОСТ 7062.
| Параметр | Значение | Условие контроля | Метод | Норма |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость после отпуска | 38–45 HRC | объёмная закалка | ГОСТ 9013 | не менее 38 HRC |
| Предел текучести | 1100–1250 МПа | 0,2 при 20 C | ГОСТ 1497 | 1100 МПа |
| Ударная вязкость KCU | 25–40 Дж/см | образцы с надрезом | ГОСТ 9454 | 25 Дж/см |
| Прокаливаемость | до 100 мм | сквозная | ГОСТ 5657 | по торцу |
| Температура ковки | 1150–850 C | начало–конец | техпроцесс | без пережога |
Номенклатура и способы изготовления
- Поковки круглого сечения диаметром 60–300 мм под валы, оси, шпиндели.
- Прямоугольные и квадратные поковки под корпуса штампов и плиты.
- Штампованные заготовки молотовых и прессовых штампов массой до 250 кг.
- Поковки с отверстиями под втулки и бандажи прокатных клетей.
- Кованые заготовки под зубчатые колёса и кулачковые механизмы.
Области применения
Из поковок 5ХГМ изготавливают вырубные и гибочные штампы холодной листовой штамповки, ножи гильотинных ножниц, пуансоны и матрицы прессов усилием до 4000 кН. В прокатном производстве — шпиндели, муфты, шестерни клетей. В горнорудной отрасли — зубья ковшей, элементы буровых штанг, детали дробилок. В тяжёлом машиностроении — валы редукторов, эксцентрики, кривошипы. В кузнечно-прессовом оборудовании — бойки, подкладные штампы, направляющие колонны.
Термообработка и режимы эксплуатации
Для получения однородной структуры сорбита отпуска поковки нагревают под закалку ступенчато с выдержкой при 650 C. Отпуск проводят при 580–610 C с охлаждением на воздухе. Детали работают при температурах до 350 C и контактных давлениях до 900 МПа. При эксплуатации в условиях абразивного износа рекомендуется азотирование на глубину 0,3–0,5 мм с твёрдостью поверхностного слоя 850–1000 HV.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость поковок 5ХГМ после стандартной термообработки?
После закалки в масле с 830–860 C и высокого отпуска при 560–620 C твёрдость составляет 38–45 HRC. Регулировка в пределах диапазона выполняется температурой отпуска.
Для каких сечений обеспечивается сквозная прокаливаемость стали 5ХГМ?
Сквозная прокаливаемость достигается в сечениях до 80–100 мм при закалке в масле. Для больших сечений применяют ступенчатую закалку или изотермическую обработку.
Чем поковки 5ХГМ отличаются от поковок 5ХНМ?
Сталь 5ХГМ содержит марганец вместо никеля, что снижает стоимость и повышает прокаливаемость, но уменьшает ударную вязкость при отрицательных температурах. Для штампов горячей деформации предпочтительнее 5ХНМ.
Какие виды контроля проходят поковки перед отгрузкой?
Проводят контроль макроструктуры, ультразвуковую дефектоскопию по ГОСТ 24507, замер твёрдости и испытания на растяжение. По требованию заказчика — определение ударной вязкости при рабочих температурах.
