5ХНМ
Характеристика материала. Сталь 5ХНМ.
| Марка |
Сталь 5ХНМ (5XHM)
|
| Классификация |
Сталь инструментальная легированная штамповая горячего деформирования
|
| Заменитель | СТАЛЬ 5ХГМ, СТАЛЬ 4ХМФС, СТАЛЬ 5ХНВ, СТАЛЬ 5ХНВС, СТАЛЬ 4Х5В2ФС (ЭИ958), СТАЛЬ 5Х2МНФ (ДИ32), СТАЛЬ 3Х2МНФ |
| Прочие обозначения | Сталь 5ХНМ; ст.5XHM; 5ХНM |
| Иностранные аналоги | США L6, T61206; Германия(DIN,WNr) 1.2711,1.2713,55NiCrMoV5,55NiCrMoV6,56CrNiMoV7,G55NiCrMoV6; Япония(JIS) SKT3, SKT4; Франция(AFNOR) 55NCDV7, 55NiCrMoV7; Англия(BS) BH224/5; Евросоюз(EN) 1.2714,55NiCrMoV7; Италия(UNI) 44NiCrMoV7KU,55NiCrMoV7KU; Испания(UNE) F.520S; Китай(GB) 5CrNiMo; Швеция(SS) 2550; Болгария(BDS) 5ChNM; Венгрия(MSZ) NK; Польша(PN) WNL,WNL1; Румыния(STAS) 55MoCrNi16, 55VMoCrNi16; Чехия(CSN) 19662; Австрия(ONORM) W502; Юж.Корея(KS) STF4 |
| Общая характеристика | |
| Применение | Сталь 5ХНМ применяется: для изготовления поковок деталей общего машиностроения; молотовых штампов паровоздушных и пневматических молотов массой падающих частей свыше 3 т; прессовых штампов и штампов машинной скоростной штамповки при горячем деформировании легких цветных сплавов; блоков матриц для вставок горизонтальных ковочных машин; цельнокатаных колец различного назначения. |
| Примечание | При изготовлении поковок из слитков массой более 21 т разливка стали должна производится в вакууме. |
|
Видпоставки
|
|
| Классификация, номенклатура и общие нормы | ГОСТ 5950-2000 |
| Сортовой и фасонный прокат | ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78, ГОСТ 14955-77, ТУ 14-11-245-88, ОСТ 1 92049-76, ТУ 14-1-1226-75, |
| Листы и полосы | ГОСТ 4405-75, ТУ 14-131-971-2001 |
| Поковки и кованые заготовки | ГОСТ 1133-71 |
| Болванки. Заготовки. Слябы | ОСТ 24.952.01-89, ТУ 108.06.109-87 |
| Обработка металлов давлением. Поковки | ТУ 108.11.917-87 |
| Сварка и резка металлов. Пайка, клепка | ГОСТ 10543-98 |
Химическийсоставв % материала 5ХНМвсоответствии С ГОСТОМ 5950-2000
| Химический элемент | % |
| Углерод (С) | 0,5 - 0,6 |
| Кремний (Si) | 0,1 - 0,4 |
| Медь (Cu), не более | 0,3 |
| Марганец (Mn) | 0,5 - 0,8 |
| Молибден (Mo) | 0,15 - 0,3 |
| Никель (Ni) | 1,4 - 1,8 |
| Фосфор (P), не более | 0,03 |
| Хром (Cr) | 0,5 - 0,8 |
| Сера (S), не более | 0,03 |
Температуракритическихточекмаркистали 5XHM(5ХНМ)
| Критическая точка | Mn | Ar1 | Ar3 | Ac1 | Ac3 |
| °С | 230 | 610 | 640 | 730 | 780 |
Технологическиесвойствамарки 5ХНМ
| Температура ковки | Начала 1240, конца 750. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-350 мм - в яме |
| Свариваемость | не применяется для сварных конструкций. |
| Обрабатываемость резанием | В отожженном состоянии при НВ 286 и σB = 900 МПа Kυ тв.спл. =0,6, Kυ б.ст. = 0,3 |
| Флокеночувствительность | чувствительна. |
| Склонность к отпускной хрупкости (способности) | не склонна |
Механическиесвойствастали 5ХНМвзависимостиот сечения
| Сечение, мм | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 | HB | HRCэ |
| Закалка 850°С, масло. Отпуск 460-520°С. | |||||||
| <100 | 57 | ||||||
| 100-200 | 1420 | 1570 | 9 | 35 | 34 | 375-429 | 42-47 |
| 200-300 | 1270 | 1470 | 11 | 38 | 44 | 352-397 | 40-44 |
| 300-500 | 1130 | 1320 | 12 | 36 | 49 | 321-375 | 37-42 |
| 500-700 | 930 | 1180 | 15 | 40 | 78 | 302-341 | 35-39 |
Твёрдостьстали 5ХНМ(HRCэ, НВ)
| Состояние поставки,режим термообработки | HRCэ поверхности | НВ |
| Прутки и полосы отожженные или высокоотпущенные | 241 | |
| Образцы. Закалка 850 С, масло. Отпуск 550 С. | 36 | |
| Подогрев 700-750 С. Закалка 840-860 С, масло. Отпуск 400-480 С (режим окончательной термообработки) | 44-48 | |
| Подогрев 700-750 С. Закалка 840-860 С, масло. Отпуск 500-550 С (режим окончательной термообработки) | 40-43 | |
| Закалка 850 С. Отпуск 450 С. Температура испытания 400 С. | 43 | |
| Закалка 850 С. Отпуск 450 С. Температура испытания 500 С. | 39 | |
| Закалка 850 С. Отпуск 450 С. Температура испытания 550 С. | 37 | |
| Закалка 850 С. Отпуск 450 С. Температура испытания 600 С. | 26 |
Цель окончательной термической обработки - получение в готовом инструменте оптимального сочетания основных свойств: твердости, прочности, износостойкости, вязкости и теплостойкости.
Наиболее распространенный технологический процесс окончательной термической обработки инструмента для горячего деформирования состоит из закалки и отпуска. Большое разнообразие условий работы такого инструмента предопределяет не только применение различных сталей, но и необходимость получать в каждом конкретном случае оптимальное для данных условий сочетание свойств за счет правильного выбора режимов термической обработки. При этом в зависимости от назначения инструмента возможен выбор разных температур нагрева под закалку, закалочных сред и способов охлаждения, температур отпуска. Режимы закалки и отпуска не универсальны, а их следует назначать дифференцированно в соответствии с условиями работы инструмента.
В частности, следует учитывать, что при повышении температуры нагрева под закалку возрастает теплостойкость и прокаливаемость штамповых сталей, но из-за укрупнения зерна снижается их вязкость. Поэтому, например, для прессового инструмента, работающего с большим разогревом, но без значительных динамических нагрузок, целесообразно повышать температуру нагрева под закалку для получения большей теплостойкости.
Вместе с тем при выборе режимов закалки и отпуска следует учитывать их влияние на деформацию инструмента в процессе термической обработки и возможность последующей механической обработки.
Повышение температуры отпуска, как правило, повышает вязкость стали, но снижает ее твердость, прочность и износостойкость. В связи с этим для сохранения износостойкости и твердости стали температуру отпуска выбирают пониженной, однако не ниже температуры разогрева инструмента при эксплуатации.
Физические свойства марки 5ХНМ
| Температура испытания,°С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) | 38 | 40 | 42 | 42 | 44 | 46 | ||||
| Уд. электросопротивление (p, НОм · м) | 300 | 250 | 200 | 160 | ||||||
| Температура испытания,°С | 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 | 20-800 | 20-900 | 20-1000 |
| Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С) | 12.6 | 14.2 |
Теплостойкость, красностойкость стали 5XHM
| Температура,°С | Время, ч | Твердость, HRCэ |
| 590 | 4 | 37 |
|
Механическиесвойства :
|
||
| sв | - Предел кратковременной прочности , [МПа] | |
| sT | - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] | |
| d5 | - Относительное удлинение при разрыве , [ % ] | |
| y | - Относительное сужение , [ % ] | |
| KCU | - Ударная вязкость , [ кДж / м2] | |
| HB | - Твердость по Бринеллю , [МПа] | |
|
Физическиесвойства :
|
||
| T | - Температура, при которой получены данные свойства , [Град] | |
| E | - Модуль упругости первого рода , [МПа] | |
| a | - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ) , [1/Град] | |
| l | - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)] | |
| r | - Плотность материала , [кг/м3] | |
| C | - Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| R | - Удельное электросопротивление, [Ом·м] | |
|
Свариваемость :
|
||
| безограничений | - сварка производится без подогрева и без последующей термообработки | |
| ограниченносвариваемая | - сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке | |
| трудносвариваемая | - для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг | |
г. Пушкино, ул. Учинская, 20с1
