Круг сталь 5ХНМ
Штампованная инструментальная сталь марки 5ХНМ
Технология производства стали опирается на совокупности свойств, к которым также относятся свойства материала. Напрямую это касается металлов и различных сплавов. Все марки сплавов выпускаются с применением требований к характеристикам, нагрузкам при эксплуатации, особенностям их последующего применения.
Инструментальная сталь марки 5ХНМ относится к группе штампованной стали. Используется она для изготовления машин и изделий, которые будут функционировать в критических условиях, а также, при высоких нагрузках. Ярким примером станут машины, на которые осуществляются ударные нагрузки, но они сохраняют свою форму.
Сталь этой марки относится к легированным, поэтому ее механические свойства намного выше, чем у углеродистых аналогов. Однако стоит сталь марки 5ХНМ стоит гораздо дороже.
Требования для стали марки 5ХНМ
К марке 5ХНМ предъявляются повышенные требования. Она обладает такими свойствами:
- высокая прочность;
- упругость;
- высокая твердость;
- повышенный уровень сопротивляемости механическим нагрузкам;
- износоустойчивость;
- высокая теплопроводность;
- повышенный уровень вязкости;
- стойкость к образованию окалины;
- разгаростойкость;
- повышенная степень прокаливаемости;
- сопротивляемость температурным перепадам.
Химический состав стали марки 5ХНМ
Сталь этой марки состоит из:
- никеля – 1.8% - повышает прочность;
- углерода – 0.6%;
- хрома – 0.8% - обеспечивает прокаливаемость;
- марганца – 0.8% - усиливает режущие свойства;
- меди – 0.3% - уменьшает хрупкость;
- молибдена – 0.3%;
- кремния – 0.4%;
- серы – 0.03%;
- фосфора – 0.03%.
| Cu | C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Mo |
| до 0.3 | 0.5 - 0.6 | 0.1 - 0.4 | 0.5 - 0.8 | 1.4 - 1.8 | до 0.03 | до 0.03 | 0.5 - 0.8 | 0.15 - 0.3 |
Возникновение особых характеристик у марки 5ХНМ обуславливается процентными составляющими химических элементов, которые входят в него. Этот материал абсолютно непригоден для сварочных работ.
Она может сберечь свои параметры даже после длительного воздействия высоких или низких температур.
Сфера применения стали 5ХНМ
Все технологические особенности стали 5ХНМ позволяют применять ее в разнообразных сферах. Из этой марки изготавливаются:
- детали для конструирования машин;
- детали для пневматических и паровоздушных молотов;
- прессовые штампы;
- матрицы ковочных машин;
- инструментов по резке (сверла, плашки, метчики);
- цельнокатаные кольца.
Стоит отметить, что если поковка производится из слитков, масса которых превышает 21 тонну, то разливку следует проводить в условиях вакуума.
Покупая сталь марки 5ХНМ улучшенного качества, заказчик получает изделия с высоким сроком их эксплуатации. Постоянная эксплуатация продукции с высоким уровнем нагрузок вызывает процесс флокенообразования у деталей. Это процесс образования многочисленных дефектов отливки, которые представляют собой разрыв его тела. Происходит это из-за растворяемого в стали водорода и повышенного внутреннего напряжения.
Из-за происхождения данного процесса возникает необходимость применять определенные действия для того, чтобы увеличить время эксплуатации деталей и изделий. Например, это добивается ковкой, прокаткой на меньший размер, удалением из стали газов, при этом трещины устранятся.
Параметры механических свойств инструментальной штамповой стали 5ХНМ в зависимости от диаметра круга
| Диаметр круга, мм | σ0,2, МПа | σB, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/м2 | HB | HRCэ |
| Закалка при температуре 850°С, среда: масло. Отпуск при температуре: 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 |
Технологические параметры инструментальной штамповой стали марки 5ХНМ
| Температура ковки | Начала 1240, конца 750. Сечения до 100 мм охлпждаются 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. |
| Склонность к отпускной способности | не склонна |
| Флокеночувствительность | чувствительна |
Параметры температуры критических точек стали 5ХНМ
| Критическая точка | Температура °С |
| Ac1 | 730 |
| Ac3 | 780 |
| Ar3 | 640 |
| Ar1 | 610 |
| Mn | 230 |
Параметры твердости стали марки 5ХНМ в зависимости от температуры отпуска
| Температура отпуска, °С | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | KCU (Дж / cм2) | HB (HRC∂) |
| Закалка при температуре 850 ºС, среда: масло. Выдержка при отпуске 2 ч | ||||||
| 400 | 1370 | 1570 | 10 | 40 | 33 | -47 |
| 450 | 1400 | 1490 | --- | 36 | 37 | -45 |
| 500 | 1270 | 1370 | --- | 36 | 46 | -43 |
| 550 | 1180 | 1310 | --- | 35 | 59 | (40) |
| Закалка при температуре 840 - 860 ºС, среда: масло или вода масло | ||||||
| 450-510 | --- | --- | --- | --- | --- | 415-477 |
| 500-550 | --- | --- | --- | --- | --- | 341-388 |
| 560-600 | --- | --- | --- | --- | --- | 285-321 |
Парамтеры твердости стали марки 5ХНМ в соответствии с температурой испытания
| Температура испытания, °С | HRC∂ |
| Закалка при температуре 850 ºС. Отпуск при температуре 450 ºС | |
| 400 | 43 |
| 500 | 39 |
| 550 | 37 |
| 600 | 26 |
| Закалка при температуре 850 ºС. Отпуск при температуре 500 ºС | |
| 400 | 39 |
| 500 | 28 |
| 550 | --- |
| 600 | 26 |
Параметры физических свойств металлического круга стали марки 5ХНМ
| Температура | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
| 0С | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | ||||||
| 100 | 38 | 300 | ||||
| 200 | 12,60 | 40 | 250 | |||
| 300 | 42 | 200 | ||||
| 400 | 42 | 160 | ||||
| 500 | 44 | |||||
| 600 | 14,20 | 46 |
Параметры теплостойкости и красностойкость металлических кругов стали 5ХНМ
| Температура,°С | Время, ч | Твердость, HRCэ |
| 590 | 4 | 37 |
Параметры твердости по ГОСТ 5950-2000 металлического круга стали 5ХНМ
| Состояние и вид поставки, режим термообработки | HRC∂ |
| Прутки и полосы отожженные или высокоотпущенные | До 241 |
| Образцы Закалка при температуре 850 ºС, среда: масло. Отпуск при температуре 550 ºС | 36 |
| Подогрев при температуре 700-750 ºС. Закалка при температуре 840-860 ºС, среда: масло. Отпуск при температуре | |
| 400-480 ºС (режим окончательной термообработки) | 44-48 |
| 500-550 ºС (режим окончательной термообработки) | 40-43 |
Режим термической обработки крупных молотовых штампов из стали марки 5ХНМ
| Режимы | Штамп 250х250х305 мм | Штамп 500х500х360 мм |
| Закалка | ||
| Температура печи при загрузке штампа | 650 | 650 |
| Выдержка при 650 °С | 2,5 часа | 3,5 часа |
| Время нагрева до 830-850 °С | 1,5 часа | 1,5 часа |
| Выдержка при 830-850 °С | 4,5 часа | 7,5 часа |
| Закалка в мсле при 30-50 °С, выдержка | 20-25 мин | 40-50 мин |
| Отпуск | ||
| Температура печи при загрузке штампа | 400 | 400 |
| Выдержка при 400 °С | 1,5 часа | 3 часа |
| Время нагрева до 480-520 °С | 1 час | 1,5 часа |
| Выдержка при 480-520 °С | 7 часов | 9 часов |
| Охлаждение | на воздухе | на воздухе |
| Зачистка и контроль твердости HB | 364-418 | 340-387 |
Аналог стали 5ХНМ зарубежных производителей
| США | L6, T61206 |
| Германия | 1.2711, 1.2713, 55NiCrMoV5, 55NiCrMoV6, 56CrNiMoV7, G55NiCrMoV6 |
| Япония | SKT3, SKT4 |
| Франция | 55NCDV7, 55NiCrMoV7 |
| Англия | BH224/5 |
| Евросоюз | 1.2714, 55NiCrMoV7 |
| Италия | 44NiCrMoV7KU, 55NiCrMoV7KU |
| Бельгия | 5ChNM |
| Испания | F.520S |
| Китай | 5CrNiMo |
| Швеция | 2550 |
| Болгария | 5ChNM |
| Венгрия | NK |
| Польша | WNL, WNL1 |
| Румыния | 55MoCrNi16, 55VMoCrNi16 |
| Чехия | 19662 |
| Юж.Корея | STF4 |
| Австрия | W502 |
