ЛистАрматураУголокШвеллерБалкаКругКвадратПолосаШестигранникТрубыПроволокаСеткаРельсыЛента

Главная > Сталь инструментальная > Сталь инструментальная штамповая > 5ХНМ

Категория	Сталь	Сталь	Размер,мм	Ед.	Остаток	Цена (руб\тн с НДС)	Примечания
Круг инструментальный	5ХНМ	http://www.profprokat.ru/content/view/456/72/	70	тн	0.045	120000

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.
Вид поставки
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

Химический состав в % материала 5ХНМ в соответствии 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

Температура критических точек марки стали 5XHM(5ХНМ)

Критическая точка	Mn	Ar1	Ar3	Ac1	Ac3
°С	230	610	640	730	780

Технологические свойства марки 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

Механические свойства стали 5ХНМ в зависимости от сечения

Сечение, мм	σ_0,2, МПа	σ_B, МПа	δ₅, %	ψ, %	KCU, Дж/м²	HB	HRC_э
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

Твёрдость стали 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

Обозначения:

Механические свойства :
s_в	- Предел кратковременной прочности , [МПа]
s_T	- 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]
Физические свойства :
T	- Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E	- Модуль упругости первого рода , [МПа]
a	- Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20^o - T ) , [1/Град]
l	- Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r	- Плотность материала , [кг/м³]
C	- Удельная теплоемкость материала (диапазон 20^o - T ), [Дж/(кг·град)]
R	- Удельное электросопротивление, [Ом·м]
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

Купить сталь5ХНМ . Сталь инструментальная легированная штамповая со средним содержанием углерода 0,5% и легирующих элементов: хрома 0,7%, никеля 1,6% и молибдена до 0,4 % соответственно

Труба Уголок Швеллер Полоса Круг Шестигранник Арматура Квадрат Балка Лист

Общая характеристика марки стали 5ХНМ

Инструментальную легированную сталь делят на две группы:

группа I - стали для режущего и измерительного инструмента марок 7XФ, 8ХФ,11Х, 13Х, ХВ5, В1, 9ХС, ХВГ, 9ХВГ, ХВГС, 9Х5Ф, 9Х5ВФ, 8Х4ВФ1; из них изготавливаю пилы, резцы, фрезы, метчики, развертки, сверла, клейма и др.

группа II - стали для штампованного инструмента марок 9Х, Х6ВФ, Х12, 5ХНМ, 5ХГМ, 6ХВТ и ряд других; применяют для изготовления горячих и холодных штампов, молотовых штампов, пресс-форм и т.д.

Штампы для горячей объемной штамповки (т.е. деформирующих металл в горячем состоянии под ударным нагружением) работают в очень тяжелых условиях. Они подвергаются многократному воздействию высоких напряжений и температур. Интенсивное течение горячего металла по поверхности штампа вызывает истирание ручья, а также дополнительный нагрев инструмента. На поверхности ручья образуются так называемые разгарные трещины. Поэтому штамповые стали должны отличатся высокими механическими свойствами, сочетая прочность с ударной вязкостью, износостойкостью, разгаростойкостью(способность выдерживать многократные нагревы и охлаждения без образования сетки трещин (сетки разгара) и сохранять эти свойства при повышенных температурах. Кроме того, стали должны иметь высокую износостойкость и теплопроводность для лучшего отвода тепла, передаваемого обрабатываемой заготовкой.

Многие штампы имеют большие размеры, поэтому сталь для их изготовления должна обладать высокой прокаливаемостью. Это обеспечивает высокие механические свойства по всему сечению штампа. Важно, чтобы сталь не была склонна к обратимой отпускной хрупкости, так как быстрым охлаждением крупных штампов ее устранить нельзя.

Наряду с хорошей прокаливаемостью при термообработке материалы для штампов должны обладать и высокой обрабатываемостью на металлорежущих станках. Желательно, чтобы штамповая сталь не содержала дефицитных элементов и, следовательно, была дешевой.

Среди легированных штамповых сталей широкое распространение в получила сталь 5ХНМ, имеющая высокую технологичность, оптимальные механические свойства, прокаливаемость. Также для инструмента небольших габаритов применяются стали марок 5ХНВ, 5ХГСВФ, 5ХНСВ, 5ХГМ и др. Для очень крупного инструмента пригодны стали типа 27Х2НМВФ и типа 30Х2НМФ, 30Х2М1ФН3. В основном данные марки сталей применяются для изготовления молотовых штампов. Полноценным заменителем дефицитных хромоникелевых сталей 5ХНМ является безникелевая сталь 4ХСМФ. Дешевыми сталями для высадочных штампов являются стали 4ХВ2С, 5ХВ2С, 7Х3, 8Х3.

Сравнительный химический состав сталей для горячего деформирования (ГОСТ 5950-2000)

Сталь	C	Mn	Si	Cr	Ni	W	Mо	V
5ХНМ	0,5-0,6	0,5-0,8	≤ 0,35	0,5-0,8	1,4-1,8	-	0,15-0,3	-
5ХНВ	0,5-0,6	0,5-0,8	≤ 0,35	0,5-0,8	1,4-1,8	0,4-0,6	-
3Х2В8Ф	0,30-0,40	0,15-0,40	0,15-0,40	2,20-2,70	-	7,50-8,50	-	0,20-0,50
4Х5В2ФС(ЭИ958)	0,35-0,45	0,15-0,40	0,80-1,20	4,50-5,50	-	1,60-2,20	-	0,60-0,90
4Х5МФ1С(ЭП572)	0,37-0,44	0,15-0,40	0,80-1,20	4,50-5,50	-	-	1,20-1,50	0,80-1,10

Одним из основных легирующих элементов штамповой стали является хром (Cr). Он повышает режущие свойства и износостойкость, увеличивает прочность и прокаливаемость стали, что особенно важно для крупных пуансонов и матриц. При наличии свыше 2,5% повышает устойчивость стали против отпуска, особенно при нагреве инструмента до температур, выше 300° С. Вместе с марганцем уменьшает коробление при закалке. Однако, у сталей с содержанием хрома более 10% появляются недостатки. Резко выраженная карбидная неоднородность и повышенная склонность к коагуляции карбидов, способствующая разупрочнению сталей при нагреве.

Под разгаростойкостью понимают устойчивость к образованию сетки поверхностных трещин, вызываемых объемными изменениями в поверхностном слое при резкой смене температур. Это свойство обеспечивается снижением содержания углерода в стали(до 0,5 - 0,6%) для повышения пластичности, вязкости, а также теплопроводности, уменьшающей разогрев поверхностного слоя и термические напряжения в нем.

Вольфрам (W) вводят для повышения твердости, износостойкости и прокаливаемости стали, улучшает режущую способность инструмента.

Ванадий оказывает эффективное влияние на процессы собирательной рекристаллизации и существенно уменьшает чувствительность штамповых сталей к перегреву. В относительно невысоколегированных сталях (типа 5ХНМ, 7ХГ2ВМ, 5ХГМ, 4ХМФС, 5ХНВ, 5ХНВС, 4Х5В2ФС (ЭИ958), 5Х2МНФ(ДИ32), 3Х2МНФ и др.) его действие оказывается заметным уже при содержании порядка 0,10-0,30%. Для других групп сталей, содержащих карбиды типа М7С3, М6С, М23С6, требуется большее количество ванадия для существенного смещения температур начала интенсивного роста зерна.

Молибден (Mo) вводится в штамповую сталь горячего деформирования для увеличения её вязкости и повышения прокаливаемости. Также молибден оказывает отрицательное влияние на окалиностойкость. Поэтому содержание молибдена в штамповых сталях ограничивается 0,5 - 0,8 %.

Марганец (Mn) вводят для повышения прокаливаемости стали. В сочетании с хромом молибден уменьшает коробление при закалке, но увеличивает склонность к перегреву.

Кремний (Si) вводят, чтобы увеличить прокаливаемость стали, повысить стойкость против отпуска.

В соответствии с указанными требованиями для штампов горячей обработки давлением применяют легированные стали с 0,3-0,6% С которые после закалки подвергают отпуску при 550-680° С на троостит или троостосорбит. Среди них следует выделить несколько групп, обладающих в наибольшей степени теми свойствами, которые необходимы для определенных условий эксплуатации. Крупные ковочные (молотовые) штампы, испытывающие повышенные ударные и изгибочные нагрузки, а также инструмент ковочных машин и прессов, нагревающихся не выше 500-550° С при умеренных нагрузках, изготовляют из полутеплостойких сталей 5ХНМ и 5ХГМ (вместо никеля содержит 1,2-1,6% Мn), обладающих повышенной вязкостью.

Присутствие в стали молибдена или вольфрама (5ХНВ) повышает теплостойкость, прокаливаемость и уменьшает склонность к обратимой отпускной хрупкости. Сталь 5ХНМ прокаливается полностью в блоке 400x300x300 мм. Закалка штампов производится в масле. Отпуск крупных штампов проводится при температуре 550-580°С (HRC35-38), а мелкие при 500-540° С (HRC 40-45).

Структура стали после отпуска - троостосорбит.

Стали 5ХГМ и 5ХНВС при одинаковой со сталью 5ХНМ прокаливаемостью уступают ей в вязкости из-за замены никеля марганцем или увеличения содержания хрома и кремния. Они предназначены для средних штампов со стороной 300-400 мм или для крупных (сталь 5ХНВС) простой формы.

Сталь 5ХНВ по стойкости равноценна стали 5ХНМ, но имеет меньшую прокаливаемость, так как вольфрам повышает ее слабее, чем молибден. Она применяется для небольших и средних штампов со стороной 200 - 300 мм.

Средненагруженный инструмент, работающий с разогревом поверхности до температуры 600°С, а также инструмент с большой поверхностью, работающий при температурах 400-500°С, изготовляют из стали 4Х5В2ФС(ЭИ958) и 4Х5В4МФС. Например, из них изготовляют выталкиватели для неглубоких отверстий, матрицы, различные вставки, инструмент для штамповки труднодеформируемых металлов, пресс-форм для литья под давлением алюминиевых сплавов и т.д.

Фазовый состав этих сталей в отожженном состоянии - легированный феррит и карбиды типа М23С6 и М6С. Эти стали теплостойки, мало чувствительны к резкой смене температур, обладают повышенной окалиностойкостью, устойчивы против корродирующего действия жидкого алюминия и обладают высокой прочностью при хорошей вязкости. Стали повышенной теплостойкости 3Х2В8Ф и 4Х2В5ФМ(ЭИ959) используют для деформирования при разогреве поверхности до температуры 600-700°С (сохраняется твердость HRC45, s0.2=1000 МПа). Из них изготовляют тяжело-нагруженный штамповый инструмент, например прошивные пуансоны, выталкиватели для глубоких отверстий, матрицы пресс-формы для отливок под давлением медных сплавов и т.д.

Нормативная документация

ГОСТ 1133-71. Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент.5ХНМ.

ГОСТ 2590-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. 5ХНМ.

ГОСТ 2591-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. 5ХНМ.

ГОСТ 4405-75. Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент. 5ХНМ.

ГОСТ 5950-2000.Прутки,полосы и мотки из инструментальной легированной стали. Общие технические условия.5ХНМ.

ГОСТ 7417-75. Сталь калиброванная круглая. Сортамент.5ХНМ.

ГОСТ 8559-75. Сталь калиброванная квадратная. Сортамент. 5ХНМ.

ГОСТ 8560-78. Прокат калиброванный шестигранный. Сортамент. 5ХНМ.

ГОСТ 10543-98.Проволока стальная наплавочная. Технические условия.

ГОСТ 14955-77. Сталь качественная круглая со специальной отделкой поверхности. Технические условия. 5ХНМ.

ОСТ 1 92049-76.Кольца цельнокатаные из сталей и сплавов. Технические условия. 5ХНМ

ТУ 14-1-1226-75. Кольца горячекатаные из стали марок 5ХНВ и 5ХНМ. Технические условия.

ТУ 14-11-245-88.Профили стальные фасонные высокой точности. Технические условия. 5ХНМ

ТУ 14-131-971-2001.Прокат листовой горячекатаный из инструментальной нелегированной и инструментальной легированной стали. Опытная партия. Технические условия. 5ХНМ

ОСТ 24.952.01-89.Заготовки стальные прямоугольные кованые для штампов горячей объемной штамповки. Технические условия. 5ХНМ

ТУ 108.06.109-87.Заготовки штамповые из стали марок 5ХНМ-Ш, 5ХНВ-Ш. Технические условия. 5ХНМ

ТУ 108.11.917-87. Поковки без механической обработки из легированной и высоколегированной стали. 5ХНМ

Дополнительная информация.

Соответствие советских и российских марок стали.

Международные аналоги сталей

Таблица соответствия HB - HRC.

Инструментальные материалы.

Влияние основных легирующих элементов на свойства стали.