Сталь 5ХНМ инструментальная штамповая

Характеристики сплава 5ХНМ

К ключевым свойствам этого сплава относятся физические, механичные и технологичные характеристики. Инструментальная штамповая сталь 5ХНМ имеет следующие физические характеристики:

  • показатель теплопроводимости в зависимости от температуры увеличивается до 46 Вт/(м?°С);
  • удельное электрическое сопротивление (с увеличением температуры уменьшается до 160 МОм?м);
  • удельная теплоёмкость сплава равна 500 Дж/(кг?град);
  • самый большой показатель линейного увеличения равён 14,2;
  • усредненное значение плотности равняется 7800 кг/м 3 ;

Квадрат 90х90мм Ст 5хнм

Механичные характеристики определяются следующими параметрами:

  • возможным пределом непродолжительной прочности — 1570 МПа;
  • пределом текучести — 1420 МПа;
  • условным удлинением на разрыв 9 %;
  • ударной вязкостью — 78 Дж/м 2 (измерена при температуре 700 °С);
  • твёрдость 241 МПа.

По технологическим особенностям марка 5ХНМ имеет следующие критерии:

  • температура ковки (начало процесса происходит при температуре 1240 °С, заканчивается при температуре 750 °С);
  • свариваемость (ограничено свариваемая, по этому не используется для изготовления трудных сварных конструкций);
  • обработка режущим инструментом допускается в отожженном состоянии;
  • флокеночувствительность очень высокая;
  • совсем не склона к говоря иначе отпускной хрупкости.

Этот сплав подаётся таким видам обработки как закаливание, ковка, штамповка, резание. Для стали 5ХНМ разрешается термическая обработка. При этой отделке температурные параметры закаливания и нужное время отпуска зависит от размеров отделываемой заготовки.

В то же время он обладает ограниченными качествами по свариваемости. По этому его пытаются не использовать для монтажа конструкций, где нужна сварка.

Изготовители рекомендуют сталь 5ХНМ ГОСТ следующего сортамента:

  • разного вида прокат (сортовой и фасонный);
  • листы разных размеров;
  • полосы разной ширины;
  • шлифованный и калиброванный пруток;
  • кованые заготовки;
  • проволока.

Информация в маркировке

Способ раскисления металла можно увидеть в названии марки. Обозначается так:

  • СП (спокойная), кислород удалён;
  • ПСП (полуспокойная);
  • КП (кипящая) не раскисленная, кислород не удалён.

Если эти обозначения отсутствуют, то сталь принято относить к спокойной (Ст3сп и Ст3 – одно и то же). Стали обычного качества, не легированные, обозначаются «Ст» и цифра, означающая его верхний предел по углероду (в 0,1%).

Способы переплавки металла

Способы переплавки различают в зависимости от сталеплавильных печей, в которых плавят металл:

  • мартеновский;
  • кислородно-конверторный;
  • электротермический.

Электрические же могут быть плазменными, дуговыми, шлаковыми и другими. Эти названия указывают, в каких сталеплавильных агрегатах (печах) проводилась выплавка металла. Способ переплава обычно показывается в конце всей марки через дефис. Например, по названию 12Х18Н10Т-ВД видно, что сплав содержит хром (Х), титан (Т) и никель (Н), вакуумно-дугового переплава (-ВД). Соответственно, 12Х18Н10Т-Ш означает шлаковый переплав.

Обозначение некоторых способов выплавки:

  • шлаковый «-Ш»;
  • дуговой «-Д»;
  • вакуумно-дуговой «-ВД»;
  • плазменный «-ПТ»;
  • плазменно-дуговой «-П»;
  • электронно-лучевой «-ЭЛ»;
  • плазменно-лучевой «-ПЛ»;
  • вакуумирование «-В».

Знаки качества

Если в конце наименования марки стоит «А» (например, 50ХФА), это значит, что сталь высококачественная с содержанием фосфора и серы менее 0,025%. Стали обычного качества содержат этих примесей до 0,07%, качественные – до 0,035%. Для особовысококачественных сталей принято ставить «Ш» в конце марки.

Место, где буква расположена в марке, имеет значение. Стоящая перед всеми знаками «А» – это сера, а в середине марки показывает азот.

Заменители

Если хорошо поискать, то у любого товара на рынке найдется конкурент, который практически полностью соответствует оригиналу или даже в чем-то его превосходит. Подобное правило применимо и к металлургии, где на каждую марку стали найдется хотя бы одно или сразу несколько наименований из разряда “заменителей”, то бишь материалов, сходных по свойствам и составу.

Для стали 15ХСНД на отечественном рынке можно выделить следующие аналоги:

  • 16Г2АФ — сталь с несколько большим количеством кремния в составе, а также с добавкой ванадия, что улучшает ее прочностные характеристики.
  • 15ГФ — практически аналогична предыдущему варианту, за исключением меньшей процентной доли элементов в составе.
  • 14ХГС — более дешевый, но не менее сбалансированный по своему составу аналог, подходящий для слабонагруженных конструкций.
  • 16ГС — в целом, это отличный, пусть и несколько неполный аналог 15ХСНД, пригодный для конструкций, которым предстоят умеренные статические нагрузки.

Однако, если вам предстоят работы, где потребуется использовать сталь для сооружения определенной конструкции или обшивки, лучше не продешевить и приобрести наиболее качественную марку стали.

Что можно узнать из марки

Для марки стали 30ХГСА расшифровка такая: высококачественная (это показывает «А» в конце марки), содержит 0,3% углерода (что соответствует первым цифрам), хром, марганец и кремний – по 1%. Проверим, соответствует ли ответ стандарту ГОСТ 4543–71 для конструкционных сталей.

Легко узнать все о металле из государственных стандартов. Марки сталей с расшифровкой в таблице покажут их полный состав. В преамбуле указаны области применения и другая полезная информация.

Видно, что для каждой марки стали таблица с разъяснениями предельного содержания того или иного элемента поможет прочесть маркировку. В нашем случае углерод в интервале 0,28-0,34; кремний 0,9-1,2; марганец 0,8-1,1; хром 0,8-1,1.

Случается, что нужен металл похожей марки. В таком случае проводят сравнительный анализ марок сталей с расшифровкой по таблице. Например, имеется плавка стали 30ХГСА с такими параметрами: C=0,28; Si=1,0; Mn=0,9; Cr=1,1. Можно ли маркировать металл 25ХГСА, если есть необходимость? Понятно, что содержание вредных примесей соответствует норме. Ответ однозначный: да, химический состав полностью соответствует данной марке. Таким образом, одна и та же плавка удовлетворяет условиям двух разных марок.

Специальные знаки

Дополнительные буквы принято использовать в некоторых сталях специального назначения.

Перечислим некоторые из них:

  • Нелегированные углеродистые инструментальные (У7, У8, У10А, У8ГА) содержат число после буквы «У», оно означает десятую долю процента углерода.
  • Подшипниковые сразу видно, они начинаются с «Ш»: ШХ15, ШХ15СГ.
  • Стали с улучшенными литейными свойствами обозначаются «Л» в конце: 40ХЛ.
  • Металл для сосудов высокого давления содержит «К», которая показывает, сколько углерода в составе (20К).
  • Маркировка строительных сталей начинается с «С» и может использовать дополнительно «К» – повышенная устойчивость к коррозии, «Т» – термоустойчивый прокат (С390К).
  • С «Р» начинаются быстрорежущие вольфрамсодержащие марки: Р9К5, Р18. Цифра после «Р» показывает содержание вольфрама. Если ванадия в них больше 2,5%, то его содержание указывается: Р6М5Ф3 (3%). Хром и углерод имеют стандартные значения, поэтому не показываются.
  • Стоит упомянуть стали, идущие на наплавочную проволоку. Их обозначают в начале марки значком «НП», например, НП30ХГСА.

Можно сказать, что при возникновении любых спорных вопросов по маркировке ответ можно узнать из соответствующего ГОСТ или ТУ.

Отражение химического состава

На каком бы заводе ни был выплавлен металл, он имеет строго регламентированный состав, переплав, соответственно, будет иметь определённые именно этой марке присущие свойства. В зависимости от промышленного использования стали делятся на конструкционные, конструкционные, стали и сплавы со специальными свойствами.

Для маркировки сталей принято использовать обозначение состава буквами русского алфавита и цифрами.

Расшифровка букв

Если посмотреть нижеприведенную таблицу с разъяснениями, какая буква соответствует каждому элементу, станет понятно, что ХНМ означает, что сплав содержит хром, никель и молибден.

ЭлементСимвол в маркировкеХимический знак
АзотАN
АлюминийЮAl
БорРB
ВанадийФW
ВольфрамВWo
КобальтКCo
КремнийСSi
МарганецГMn
МедьДCu
МолибденМMo
НикельНNi
НиобийБNb
СеленЕSe
ТитанТTi
ХромХCr
ЦирконийЦZr

Цифры и их отсутствие

В маркировке могут присутствовать цифры. Для расшифровки сталей надо знать, что они показывают. Расположенные после значка, они означают массовую долю данного вещества в составе сплава.

Первое число показывает процент углерода. Например, расшифровка марки 40Х13: нержавеющая сталь содержит 0,40% углерода и 13% хрома. При этом если доля углерода показана числом из двух цифр, его содержание выражено в сотых долях процента, а одной — в десятых долях. Цифра после значка легирующего элемента показывает его процент. Содержание элементов 1,0-1,5% – по умолчанию при отсутствии цифры. Пример: 5ХНМ – 0,5% углерода, 0,1% никеля и молибдена.

5ХНМ – классификация и применение марки

Марка: 5ХНМ

Классификация материала: Сталь инструментальная штамповая

Применение: молотовые штампы паровоздушных и пневматических молотов с массой падающих частей свыше 3 т, прессовые штампы и штампы машинной скоростной штамповки при горячем деформировании легких цветных сплавов, блоки матриц для вставок горизонтально-ковочных машин.

5ХНМ – механические свойства при температуре 20°

СортаментРазмерНапр.sвsTd5yKCUТермообр.
ммМПаМПа%%кДж / м2
Сталь100 – 20015701420935340Закалка 850oC, масло, Отпуск 460 – 520oC,

5ХНМ – технологические свойства

Свариваемость: не применяется для сварных конструкций.
Флокеночувствительность: чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.

5ХНМ – зарубежные аналоги

В таблице указаны точные и сходные по составу аналоги.

СШАГерманияЯпонияФранцияАнглияЕвросоюзИталияИспанияКитайШвецияБолгарияВенгрияПольшаРумынияЧехияАвстрияЮж.Корея
DIN,WNrJISAFNORBSENUNIUNEGBSSBDSMSZPNSTASCSNONORMKS
L6
T61206
1.2711
1.2713
55NiCrMoV5
55NiCrMoV6
56CrNiMoV7
G55NiCrMoV6
SKT3
SKT4
55NCDV7
55NiCrMoV7
BH224/5
1.2714
55NiCrMoV7
44NiCrMoV7KU
55NiCrMoV7KU
F.520S
5CrNiMo
2550
5ChNM
NK
WNL
WNL1
55MoCrNi16
55VMoCrNi16
19662
W502
STF4

5ХНМ – pасшифровка обозначений, сокращений, параметров материала

Механические свойства :
sв– Предел кратковременной прочности ,
sT– Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации),
d5– Относительное удлинение при разрыве ,
y– Относительное сужение ,
KCU– Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB– Твердость по Бринеллю ,
Физические свойства :
T – Температура, при которой получены данные свойства ,
E– Модуль упругости первого рода ,
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,
Свариваемость :
без ограничений– сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая– 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

Внимание! Вся приведённая информация о 5ХНМ носит ознакомительный характер. Все интересующие Вас характеристики необходимо уточнять у специалистов

Термическая обработка

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.

Общие сведения

Заменитель

стали: 5ХНВ, 5ХГМ, 4ХМФС, 5ХНВС, 4Х5В2ФС.

Вид поставки

Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5950-73, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71. Калиброванный пруток ГОСТ 5950-73, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 5950-73, ГОСТ 14955-77. Полоса ГОСТ 4405-75. Проволока ГОСТ 10543-82. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 5950-74, ГОСТ 1133-71, ГОСТ 7831-78.

Назначение

молотовые штампы паровоздушных и пневматических молотов с массой падающих частей свыше 3 т, прессовые штампы и штампы машинной скоростной штамповки при горячем деформировании легких цветных сплавов, блоки матриц для вставок горизонтально-ковочных машин.

Химический состав

Химический элемент

%

Кремний (Si) 0.10-0.40
Медь (Cu), не более 0.30
Молибден (Mo) 0.15-0.30
Марганец (Mn) 0.50-0.80
Никель (Ni) 1.40-1.80
Фосфор (P), не более 0.030
Хром (Cr) 0.50-0.80
Сера (S), не более 0.030

Механические свойства

Механические свойства поковки 5хнм в зависимости от сечения
Сечение, мм s0,2, МПа sB, МПа d5, % y, % KCU, Дж/м2 HB HRCэ

Закалка 850 °С, масло. Отпуск 460-520 °С.

<100              57 
100-200  1420  1570  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 свойства

Технологические свойства поковки 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 sB = 900 МПа Ku тв.спл. =0,6, Ku б.ст. = 0,3.
Склонность к отпускной способности
не склонна
Флокеночувствительность
чувствительна

Твердость

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

 

Закалка 850 С. Отпуск 500 С. Температура испытания 400 С 

 39

 

Закалка 850 С. Отпуск 450 С. Температура испытания 500 С. 

 28

 

Закалка 850 С. Отпуск 450 С. Температура испытания 600 С. 

 26

 

Физические свойства

Физические свойства поковки 5хнм

Температура испытания, °С

100 

200 

300 

400 

500 

600 

Температура испытания, °С

20- 200 

20- 300 

20- 400 

20- 500 

20- 600 

20- 700 

Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)

38 

40 

42 

42 

44 

46 

Коэффициент линейного расширения (a, 10-6 1/°С)

12.6 

 

 

 

14.2 

 

Уд. электросопротивление (p, НОм · м)

12.6 

 

 

 

14.2 

 

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий

Adblock
detector