Стальные поковки 5ХНВ в Минске

Стальные поковки 5ХНВ — штамповые стали для горячего деформирования

Стальные поковки 5ХНВ — это кузнечные заготовки из легированной штамповой стали марки 5ХНВ (аналог — AISI L6), предназначенные для изготовления инструмента горячего деформирования. Материал относится к группе теплостойких штамповых сталей с повышенной вязкостью и эксплуатируется при ударных нагрузках в условиях циклического нагрева до 450–500 C. Поковки 5ХНВ поставляются после полной термической обработки — отжига или улучшения (закалка с высоким отпуском), что обеспечивает стабильную структуру сорбита отпуска и исключает внутренние напряжения, возникающие при первичной кристаллизации слитка.

Химический состав 5ХНВ регламентирован ГОСТ 4543 и включает хром (0,5–0,8 %), никель (1,4–1,8 %) и вольфрам (0,4–0,6 %) при содержании углерода 0,5–0,6 %. Такое легирование формирует карбидную фазу, устойчивую к коагуляции при рабочих температурах, и обеспечивает прокаливаемость на сечении до 100–150 мм. После закалки от 840–860 C в масле и отпуска при 480–520 C твёрдость поковок составляет 388–444 HB, что соответствует пределу прочности 1300–1500 МПа при ударной вязкости KCU не менее 35 Дж/см.

Технологические особенности производства поковок

Ковка заготовок 5ХНВ выполняется в интервале 1180–800 C с обязательным медленным охлаждением после деформации для предотвращения флокенообразования. Слитки перед ковкой подвергают гомогенизирующему отжигу при 1150–1180 C для выравнивания дендритной ликвации. Кованые заготовки контролируются по ультразвуковому методу на отсутствие внутренних дефектов — усадочной рыхлости, трещин и неметаллических включений. Допуски на размеры поковок назначаются по ГОСТ 7829 или ГОСТ 7062 в зависимости от класса точности и массы.

Механические свойства поковок 5ХНВ проверяются на образцах, вырезанных из тела заготовки в долевом направлении. Контролируемые параметры включают временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударную вязкость и твёрдость по Бринеллю. Для ответственных применений дополнительно проводится контроль макроструктуры на протравленных темплетах и оценка загрязнённости неметаллическими включениями по ГОСТ 1778.

Применение поковок 5ХНВ в инструментальном производстве

Поковки 5ХНВ используются преимущественно для изготовления молотовых штампов, работающих с ударными нагрузками — верхних и нижних вставок, бабок, пуансонов и матриц. Материал востребован в кузнечно-прессовых цехах машиностроительных предприятий, выпускающих поковки для автомобильной, тракторной и сельскохозяйственной техники. Из 5ХНВ также изготавливают ножи для холодной резки металла, работающие при умеренном нагреве кромки, и инструмент для высадки крепёжных изделий на горизонтально-ковочных машинах.

Работоспособность штампов из 5ХНВ определяется сопротивлением разгарным трещинам — сетке поверхностных термических трещин, возникающих при многократном нагреве и охлаждении рабочей поверхности. Вольфрам в составе стали повышает красностойкость, а никель обеспечивает вязкость сердцевины, что критично для инструмента, воспринимающего изгибающие и ударные нагрузки. Стойкость молотовых штампов из 5ХНВ составляет 3000–6000 ударов до первой перешлифовки в зависимости от конфигурации ручья и температуры нагрева заготовки.

Контроль качества и приёмочные испытания

Каждая партия поковок 5ХНВ сопровождается сертификатом качества с указанием плавочного химического состава, результатов механических испытаний и данных ультразвукового контроля. Приёмка осуществляется по группам контроля II или III по ГОСТ 8479 в зависимости от требований заказчика. Для поковок, предназначенных под изготовление штампов ответственного назначения, выполняется 100 %-ный контроль твёрдости по всей поверхности и выборочная проверка микроструктуры на отсутствие карбидной сетки и обезуглероженного слоя.

Дефекты поверхности — заковы, плены, волосовины — удаляются механической зачисткой или вырубкой с последующей заваркой и повторной термической обработкой. Глубина зачистки не должна превышать 5 % от номинального размера сечения. Поковки 5ХНВ поставляются в термически обработанном состоянии с твёрдостью не более 255 HB для обеспечения обрабатываемости резанием при последующем изготовлении инструмента.

Вопросы и ответы