Гост на сталь 5хнм
Heat-resistant steel. Specifications
Дата введения 1976-01-01
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 13 августа 1974 г. N 1966 дата введения установлена 01.01.76
Ограничение срока действия снято по протоколу N 2-92 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)
ВЗАМЕН ГОСТ 10500-63 в части теплоустойчивой стали и ГОСТ 5632-72 в части марок 15Х5, 15Х5М, 15Х5ВФ, 12Х8ВФ
ИЗДАНИЕ с Изменениями N 1, 2, утвержденными в октябре 1980 г., декабре 1985 г. (ИУС 12-80, 3-86).
Настоящий стандарт распространяется на легированную теплоустойчивую сталь перлитного и мартенситного классов горячекатаную и кованую диаметром или толщиной до 200 мм, калиброванную, изготовляемую в прутках, полосах и мотках.
Сталь предназначается для изготовления деталей, работающих в нагруженном состоянии при температуре до 600 °С в течение длительного времени.
В части норм химического состава стандарт распространяется на слитки, все виды проката, поковки и штамповки.
Показатели технического уровня, установленные настоящим стандартом, предусмотрены для высшей и первой категорий качества.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1. КЛАССИФИКАЦИЯ
1.1. По видам обработки сталь подразделяют на:
1.2. По состоянию материала сталь подразделяют:
без термической обработки;
термически обработанную - Т;
нагартованную - Н (для калиброванной стали).
1.3. В зависимости от назначения горячекатаная и кованая сталь подразделяется на подгруппы:
а - для горячей обработки давлением;
б - для холодной механической обработки (обточки, строжки, фрезерования и другой обработки по всей поверхности);
в - для холодного волочения (подкат).
Назначение стали (подгруппа) должно быть указано в заказе.
2а. СОРТАМЕНТ
2.1а. Сортамент стали должен соответствовать требованиям:
ГОСТ 2590-88* - для горячекатаной круглой;
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 2590-2006. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 2591-88* - для горячекатаной квадратной;
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 2591-2006, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 1133-71 - для кованой круглой и квадратной;
ГОСТ 103-76* и ГОСТ 4405-75 - для горячекатаной полосовой;
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 103-2006, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 7417-75 - для калиброванной круглой;
ГОСТ 14955-77 - для калиброванной круглой со специальной отделкой поверхности;
ГОСТ 8559-75 - для калиброванной квадратной;
ГОСТ 8560-78 - для калиброванной шестигранной.
1. Допускается изготовлять горячекатаную квадратную сталь со стороной квадрата до 100 мм по ГОСТ 2591-88 с углами, закругленными радиусом, не превышающим 0,15 стороны квадрата.
2. Допускается поставлять круглую калиброванную шлифованную сталь длиной не менее 2 м.
Примеры условных обозначений
Сталь горячекатаная квадратная, со сторонами квадрата 30 мм, обычной точности проката В по ГОСТ 2591-88 марки 20Х3МВФ, для горячей обработки, без термической обработки:
Сталь горячекатаная полосовая, толщиной 36 мм, шириной 90 мм, по ГОСТ 103-76 марки 20Х1М1Ф1БР-Ш, для холодной механической обработки, термически обработанная:
Сталь калиброванная круглая диаметром 25 мм, класса точности 4, ГОСТ 7417-75, марки 12Х1МФ, качество поверхности группы В, нагартованная:
Разд.2а. (Введен дополнительно, Изм. N 2).
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
2.1. Легированную теплоустойчивую сталь изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.
2.2. Марки и химический состав стали должны соответствовать указанным в табл.1.
Массовая доля серы и фосфора в стали высшей категории качества должна быть на 0,005% меньше значений, приведенных в табл.1.
Массовая доля элементов, %
1. Стали перлитного класса
2. Стали мартенситного класса
1. Химические элементы в марках стали обозначены следующими буквами: Б - ниобий, В - вольфрам, М - молибден, Н - никель, Р - бор, Т - титан, Ф - ванадий, Х - хром.
Наименование марок сталей состоит из обозначения элементов и следующих за ними цифр. Цифры, стоящие после букв, указывают среднюю массовую долю легирующего элемента в целых единицах, кроме элементов, присутствующих в стали в малых количествах. Цифры перед буквенным обозначением указывают среднюю или максимальную (при отсутствии нижнего предела) массовую долю углерода в стали в сотых долях процента.
Сталь, полученную методом электрошлакового переплава, дополнительно обозначают через тире в конце наименования марки буквой - Ш.
2. Указанное в таблице количество бора и церия химическим анализом не определяется.
3. Примесь меди не должна превышать 0,20%, а в стали, изготовленной скрап-процессом, не более 0,30%.
4. Сталь марки 25Х1МФ может изготовляться с массовой долей молибдена в пределах 0,6-0,8%, в этом случае она обозначается маркой 25Х1М1Ф (Р2).
5. Допускается наличие вольфрама до 0,2%, ванадия до 0,05%, титана до 0,03% (за исключением стали марки 20Х1М1Ф1БР) в сталях перлитного класса, не легированных этими элементами, если иное количество этих элементов не оговорено в документации, утвержденной в установленном порядке. В стали марки 20Х1М1Ф1БР титан химическим анализом не определяется.
6. Допускается наличие вольфрама до 0,3%, ванадия до 0,05%, молибдена до 0,2% и титана до 0,03% в сталях мартенситного класса, не легированных этими элементами, если иное количество этих элементов не оговорено в документации, утвержденной в установленном порядке.
7. Массовая доля серы в стали, выплавленной методом электрошлакового переплава, должна быть не более 0,015%.
2.1; 2.2. (Измененная редакция, Изм. N 2).
2.3. В готовом прокате и изделиях при соблюдении норм механических свойств и других требований настоящего стандарта допускаются отклонения по химическому составу, не превышающие норм, указанных в табл.2.
Полный текст этого документа доступен на портале с 20 до 24 часов по московскому времени 7 дней в неделю .
Также этот документ или информация о нем всегда доступны в профессиональных справочных системах «Техэксперт» и «Кодекс».
Гост на сталь 5хнм
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно
ПРУТКИ, ПОЛОСЫ И МОТКИ ИЗ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ
Общие технические условия
Tool alloy steel bars, strips and coils. General specifications
МКС 77.140.20
ОКП 09 6105
Дата введения 2002-01-01
1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 6, Украинским государственным научно-исследовательским институтом специальных сталей, сплавов и ферросплавов (УкрНИИспецсталь)
ВНЕСЕН Государственным комитетом стандартизации, метрологии и сертификации Украины
2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 17 от 22 июня 2000 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование национального органа по стандартизации
Госстандарт Республики Беларусь
Госстандарт Республики Казахстан
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 4 июня 2001 г. N 220-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 5950-2000 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 2002 г.
ВНЕСЕНЫ: поправки, опубликованные в ИУС N 12, 2004 г., ИУС N 7, 2012 г.; поправка, опубликованная в ИУС N 1, 2022 год, введенная в действие с 23.08.2021
Поправки внесены изготовителем базы данных
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на горячекатаные прутки, полосы и мотки, кованые прутки и полосы, калиброванные прутки и мотки, прутки со специальной отделкой поверхности (далее - металлопродукция) из инструментальной легированной стали.
На сталь марок 3Х2МНФ, 4ХМНФС, 9ХФМ, а также слитки, блюмсы, слябы, заготовки, поковки, лист, ленту, трубы и другую металлопродукцию стандарт распространяется только в части норм химического состава.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 1051-73 Прокат калиброванный. Общие технические условия
ГОСТ 1133-71 Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент
ГОСТ 1763-68 (ИСО 3887-77) Сталь. Методы определения глубины обезуглероженного слоя
ГОСТ 2590-88* Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 2590-2006, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 2591-88* Прокат стальной горячекатаный квадратный. Сортамент
ГОСТ 4405-75 Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент
ГОСТ 7417-75 Сталь калиброванная круглая. Сортамент
ГОСТ 7566-94 Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
ГОСТ 8559-75 Сталь калиброванная квадратная. Сортамент
ГОСТ 8560-78 Прокат калиброванный шестигранный. Сортамент
ГОСТ 10243-75 Сталь. Метод испытаний и оценки макроструктуры
ГОСТ 12344-2003 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения углерода
ГОСТ 12345-2001 (ИСО 671-82, ИСО 4935-89) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения серы
ГОСТ 12347-77 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения фосфора
ГОСТ 12349-83 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения вольфрама
ГОСТ 12350-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения хрома
ГОСТ 12351-2003 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ванадия
ГОСТ 12352-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения никеля
ГОСТ 12354-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения молибдена
ГОСТ 12355-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения меди
ГОСТ 12356-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения титана
ГОСТ 12361-2002 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ниобия
ГОСТ 18895-97 Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа
ГОСТ 26877-91 Металлопродукция. Методы измерения отклонений формы
3 Классификация, основные параметры и размеры
3.1 Классификация
- по назначению в зависимости от марки стали - на две группы (приложение А):
I - для изготовления инструмента, используемого в основном для обработки металлов и других материалов в холодном состоянии;
II - для изготовления инструмента, используемого в дальнейшем у потребителя для обработки металлов давлением при температурах выше 300 °С;
- по способу дальнейшей обработки горячекатаную и кованую металлопродукцию I и II групп подразделяют на подгруппы:
а - для горячей обработки давлением (в том числе для осадки, высадки), а также для холодного волочения - без контроля структурных характеристик;
б - для холодной механической обработки (обточки, строжки, фрезерования и др.) - с полным объемом испытаний;
- по качеству и отделке поверхности металлопродукцию подразделяют:
горячекатаную и кованую на:
2ГП - для подгруппы а;
3ГП - для подгруппы б повышенного качества;
4ГП - для подгруппы б обычного качества;
калиброванную - на Б и В;
со специальной отделкой поверхности - на В, Г, Д.
Обозначение отделки поверхности указывают в заказе.
3.2 Марки
3.2.1 Марки и химический состав стали по плавочному анализу должны соответствовать таблице 1.
Массовая доля элемента, %
12Х1 (120Х, ЭП430)
0,90-1,30, титана 0,05-0,15
6Х6В3МФС (55Х6В3СМФ, ЭП569)
0,20-0,40, меди 1,40-2,20
5,50-6,50, титана 0,40-0,80
Примечание - В обозначении марок первые цифры означают массовую долю углерода в десятых долях процента. Они могут не указываться, если массовая доля углерода близка к единице или больше единицы. Буквы означают: Г - марганец, С - кремний, Х - хром, В - вольфрам, Ф - ванадий, Н - никель, М - молибден, Д - медь, Т - титан. Цифры, стоящие после букв, означают среднюю массовую долю соответствующего легирующего элемента в целых единицах процентов. Отсутствие цифры означает, что массовая доля этого легирующего элемента примерно равна 1%. В отдельных случаях массовая доля этих легирующих элементов не указывается, если она не превышает 1,8%.
Сталь 5ХНМ инструментальная штамповая
Инструментальная хромоникелевая сталь 5ХНМ относится к группе штамповых полутеплостойких сталей и является наиболее распространенной и наилучшей сталью деформирующих металл в горячем состоянии. Данная сталь сохраняет твердость 45 HRC и предел текучести 1000 МПа при нагреве до 350-375 °C.
Чаще всего сталь 5ХНМ применяют для очень крупных штампов горячего деформировани (стороной до 800-900 мм); молотовых, работающих с динамическими нагрузками; для контейнеров, матриц. Такие стали должны сохранять повышенную вязкость (>0,4 МДж/м 2 на образцах с надрезом) в крупных сечениях в продольном и в поперечном направлении.
Сталь 5ХНМ сочетает большую вязкость с высокой прокаливаемостью. Повышенная вязкость в стали достигается легированием никелем, а высокая прокаливаемость марганцем, хромом. Из-за влияния молибдена сталь 5ХНМ мало чувствительна к хрупкости второго рода, возникающей после отпуска при 500-560 °C, принимаемого для штампов, обрабатываемых на твердость 40-60 HRC.
Твердость стали 5ХНМ в середине блока размером 400х300х300 мм лишь на 1-2 HRC ниже, что связано с высокой устойчивостью переохлажденного аустенита.
Примерное назначение инструментальной легированной стали 5ХНМ (ГОСТ 5950-2000)
- Для молотовых штампов паровоздушных и пневматических молотов массой падающих частей > 3т;
- прессовых штампов и штампов машинной скоростной штамповки при горячем деформировании легких цветных сплавов;
- блоки матриц для вставок горизонтально-ковочных машин;
- ножи для горячей резки металла. [1]
Температура критических точек, °C [1]
Химический состав, % (ГОСТ 5950-2000)
| Марка стали | Массовая доля элемента, % | |||||||
| углерода | кремния | марганца | хрома | вольфрама | ванадия | молибдена | никеля | |
| 5ХНМ | 0,50-0,60 | 0,10-0,40 | 0,50-0,80 | 0,50-0,80 | — | — | 0,15-0,30 | 1,40-1,80 |
Температурный режим предварительной термической обработки стали 5ХНМ для улучшения обработки резанием [3]
| Режим отжига | Режим смягчающего отпуск | |||
| температура нагрева, C° | температура изотермической выдержки, C° | твердость HB, не более | температура нагрева, C° | твердость HB, не более |
| 5ХНМ | 760-790 | 197-241 | 500-580 | 325-446 |
Температура отжига и высокого отпуска стали 5ХНМ для штампов горячего деформирования [1]
| Марка стали | Отжиг | Высокий отпуск | ||
| температура нагрева, C° | твердость HB | температура, C° | твердость HB, не более | |
| 5ХНМ | 760-790 | 197-241 | 650-690 | 241 |
Режимы окончательной термической обработки деталей штампового инструмента из стали 5ХНМ [1]
Режимы азотирования штампового инструмента из стали 5ХНМ [1]
| Марка стали | температура, C° | Продолжительность, ч | Среда | Диффузионный слой | |
| глубина, мм | микротвердость, кгс/мм 2 | ||||
| 5ХНМ | 480-500 | 25-50 | Аммиак (α=25-35%) | 0,2-0,40 | 890-570 |
Режимы цианирования штампового инструмента из стали 5ХНМ [1]
| Марка стали | температура, C° | Продолжительность, ч | Диффузионный слой | |
| глубина, мм | микротвердость, кгс/мм 2 | |||
| В расплаве 50% KCN+50% NaCN | ||||
| 5ХНМ | 560 | 2 | 0,2-0,25 | 570-350 |
Твердость в состоянии поставки металлопродукции, предназначенной для холодной механической
обработки (ГОСТ 5950-2000)
| Марка стали | Твердость HB, не более | Диаметр отпечатка, мм, не менее |
| 5ХНМ | 241 | 3,9 |
Твердость образцов металлопродукции из стали 5ХНМ после закалки и закалки с отпуском (ГОСТ 5950-2000)
| Температура, °C и среда закалки образцов | Температура отпуска, °C | Твердость HRCэ(HRC), не менее | |
| 5ХНМ | 840-860, масло | 550 | 36 (35) |
Твердость после закалки инструментальной легированной стали
| Марка стали | Температура, °C, и среза закалки образцов | Твердость HRCэ(HRC), не менее |
| 5ХНМ | 830-860, масло | 57 (56) |
Механические свойства в зависимости от сечения [4]
| Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см 2 | Твердость | |
| поверхности HRCэ | сердцевины НВ | ||||||
| До 100 | — | — | — | — | — | 57 | — |
| 100-200 | 1420 | 1570 | 9 | 35 | 34 | 42-47 | 375-429 |
| 200-300 | 1270 | 1470 | 11 | 38 | 44 | 40-44 | 352-397 |
| 300-500 | 1130 | 1320 | 12 | 36 | 49 | 37-42 | 321-375 |
| 500-700 | 930 | 1180 | 15 | 40 | 78 | 35-39 | 302-341 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 850 °C в масле; отпуск при 460-520 °C.
Твердость стали в зависимости от температуры отпуска [4]
| tотп, °C | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см 2 | Твердость НВ, HRCэ |
| Закалка с 850 °C в масле; 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 с 840-860 °C в масле или воде-масле | ||||||
| 450-510 | — | — | — | — | — | 415-477 |
| 500-550 | — | — | — | — | — | 341-388 |
| 660-600 | — | — | — | — | — | 285-321 |
Твердость стали в зависимости от температуры испытания [5]
| tисп, °C | Твердость HRCэ | tисп, °C | Твердость HRCэ |
| Закалка 850 °C; отпуск при 450 °C | Закалка с 850 °C; отпуск при 500 °C | ||
| 400 | 43 | 400 | 39 |
| 500 | 39 | 500 | 28 |
| 550 | 37 | 550 | — |
| 600 | 26 | 600 | 26 |
Механические свойства при комнатной температуре (после закалки и отпуска при 550 °C) [6]
Механические свойства при 600 °C [6]
| Марка стали | σв, МПа | σ0,2, МПа | ψ, % | a1, кДж/м, 2 |
| 5ХНМ | 350 | 250 | 65 | 800 |
Температурные интервалы ковки стали 5ХНМ [1]
| Марка стали | Температурный интервал ковки, C° | |
| начало | окончание | |
| 5ХНМ | 1150-1180 | 850-880 |
Ударная вязкость после отпуска при 500 °C, кДж/м 2 , [6]
| Марка стали | Охлаждение после отпуска | Степень охрупчивания * | |
| быстрое | медленное | ||
| 5ХНМ | 700 | 6,2 | 0,8 |
* Разница в ударной вязкости после отпуска с быстрым и медленным охлаждением.
ПРОКАТ ИЗ ЛЕГИРОВАННОЙ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ
Structural alloy steel bars. Specifications
____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 4543-71 с ГОСТ 4543-2016 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________
Дата введения 1973-01-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР
А.П.Гуляев, д-р техн. наук (руководитель темы); Р.И.Колясникова (руководитель темы); И.Н.Голиков, д-р техн. наук; А.С.Каплан; Е.В.Кручинина
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18.06.71 N 1148
3. ВЗАМЕН ГОСТ 1050-60 (в части марок 15Г, 20Г, 25Г, 30Г, 35Г, 40Г, 45Г, 50Г); ГОСТ 1051-59 (в части легированной стали, кроме качества поверхности и упаковки); ГОСТ 4543-61
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ*
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Номер пункта, подпункта
5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)
6. ИЗДАНИЕ (декабрь 2000 г.) с Изменениями N 1, 2, 3, 4, 5, утвержденными в марте 1977 г., июле 1982 г., феврале 1987 г., июне 1987 г., декабре 1989 г. (ИУС 5-77, 11-82, 5-87, 10-87, 3-90)
Переиздание (по состоянию на июль 2008 г.)
Настоящий стандарт распространяется на прокат горячекатаный и кованый диаметром или толщиной до 250 мм, калиброванный и со специальной отделкой поверхности из легированной конструкционной стали, применяемый в термически обработанном состоянии.
В части норм химического состава стандарт распространяется на все другие виды проката, слитки, поковки и штамповки.
(Измененная редакция, Изм. N 2, 5).
1.1. В зависимости от химического состава и свойств конструкционная сталь делится на категории:
1. К особовысококачественной стали относят сталь электрошлакового переплава.
2. (Исключен, Изм. N 2).
1.2. В зависимости от основных легирующих элементов сталь делится на группы: хромистая, марганцовистая, хромомарганцовая, хромокремнистая, хромомолибденовая и хромомолибденованадиевая, хромованадиевая, никельмолибденовая, хромоникелевая и хромоникелевая с бором, хромокремнемарганцовая и хромокремнемарганцовоникелевая, хромомарганцовоникелевая и хромомарганцовоникелевая с титаном и бором, хромоникельмолибденовая, хромоникельмолибденованадиевая и хромоникельванадиевая, хромоалюминиевая и хромоалюминиевая с молибденом, хромомарганцовоникелевая с молибденом и титаном.
(Измененная редакция, Изм. N 4).
1.3. По видам обработки прокат делят на:
горячекатаный и кованый (в том числе с обточенной или ободранной поверхностью);
со специальной отделкой поверхности.
1.4. В зависимости от качества поверхности горячекатаный и кованый прокат изготовляют групп: 1, 2, 3.
Сталь марки 5ХНМ
Расшифровка марки стали 5ХНМ: наличие цифры 5 в начале марки говорит о том, что в стали содержится 0,5% углерода, а буквы Х, Н и М свидетельствуют о присутствии в стали соответственно хрома, никеля и марганца в количестве не превышающем 1,5%, таким образом перед нами легированная сталь.
Применение стали 5ХНМ и термообработка изделий: для изготовления штампов применяются следующие марки сталей: углеродистые и легированные 5ХНМ и некоторые другие.
Основные требования, предъявляемые к стали для изготовления штампов, следующие:
1) высокая прочность, достаточное сопротивление удару и высокая износоустойчивость при повышенных температурах, - чтобы штампы не разрушались и сохраняли свою форму во время работы;
2) хорошая теплопроводность для быстрого отвода тепла от рабочей поверхности в глубь штампа;
3) значительная прокаливаемость (что особенно важно для крупных штампов);
4) высокая сопротивляемость возникновению трещин разгара, возникающих на рабочей поверхности вследствие периодичности нагрева и охлаждения штампов.
Штампы, изготовленные из углеродистой стали, быстро выходят из строя, вследствие малой глубины закалённого слоя и низкого предела температур (325-350°), до которых штамп может нагреваться во время работы. Поэтому углеродистую сталь можно применять для малых штампов простой формы.
Для изготовления штампов, работающих в тяжёлых условиях, наиболее часто применяется сталь 5ХНМ или её заменитель сталь 5ХГМ. Никель в стали 5ХГМ заменён марганцем, который, сохраняя глубокую прокаливаемость стали, несколько уменьшает ударную вязкость. Для получения необходимой вязкости штампы из стали 5ХГМ отпускают при более высокой температуре, чем штампы из стали 5ХНМ.
Кованые заготовки штампов подвергают отжигу, чтобы снизить твёрдость, снять внутренние напряжения и подготовить структуру для последующей закалки. Поковки, остывающие после их изготовления медленно, в утеплённых ямах или шлаке, можно загружать для отжига в печь, нагретую до требуемой температуры, и греть со скоростью, которую допускает данная печь. Поковки, остывающие после их изготовления быстро, на полу мастерской, загружают в печь при температуре 400-500° и греют до требуемой температуры вместе с печью.
Если нагрев происходит неравномерно, то необходимо во всех случаях замедлять его, производя одну-две выдержки при промежуточных температурах. Медленное остывание после нагрева мелких и средних поковок можно достичь упаковкой их в ящики с засыпкой, а крупных поковок - периодическим отключением и включением печи.
Штампы, поступающие в капитальный ремонт, вместо отжига подвергают высокому отпуску. Для этого штампы закладывают в печь, нагретую до требуемой температуры, выдерживают 2-3 часа, вынимают из печи и оставляют на воздухе до полного охлаждения.
Иногда крупные штампы подвергаются закалке в заготовках (кубиках) до механической обработки. При этом потеря твёрдости компенсируется отсутствием деформации готового штампа. Такие заготовки нагревают под закалку без упаковки.
При закалке полностью обработанных штампов необходимо принять меры для предохранения рабочей поверхности от окисления. В качестве изолирующей засыпки применяют отработанный карбюризатор или пережжённую чугунную стружку.
Мелкие и средние штампы, а также кубики можно загружать в печь, нагретую до температуры закалки, без опасения образования трещин или деформации, тем более, что рабочая часть штампа прогревается сравнительно медленно, так как находится под слоем засыпки. Прогрев при температуре закалки должен обеспечить полное растворение углерода и других элементов в аустените.
Ниже приводим режим термической обработки штампов, изготовленных из стали 5ХНМ в электропечи Н15, применяемый на одном из заводов в течение ряда лет и полностью себя оправдавший (штамп Ф 150 мм, высотой 140 мм):
1) загрузка в печь, нагретую до температуры 830-850°, и выдержка в течение 2 час.;
2) закалка в масле, выдержка до достижения температуры 100-200° примерно 15-20 мин.;
3) загрузка в отпускную печь, нагретую до температуры 350 -400°, нагрев до температуры 520-560° при общей выдержке 6 час.;
4) выгрузка на воздух, зачистка и контроль твёрдости (Rc = 41 -47).
При загрузке нескольких штампов в печь следует для ускорения нагрева ставить их на расстоянии 100-150 мм один от другого.
Штампы крупные и с весьма резкими переходами надо прогревать медленнее. Ниже приводятся режимы термической обработки крупных молотовых штампов, изготовленных из стали 5ХНМ, применяемые на Кировском заводе:
| Режимы | Штамп 250х250х305 мм | Штамп 500х500х360 мм |
| Закалка | ||
| Температура печи при загрузке штампа Выдержка при 650 °С Время нагрева до 830-850 °С Выдержка при 830-850 °С Закалка в мсле при 30-50 °С, выдержка | 650 2,5 часа 1,5 часа 4,5 часа 20-25 мин | 650 3,5 часа 1,5 часа 7,5 часа 40-50 мин |
| Отпуск | ||
| Температура печи при загрузке штампа Выдержка при 400 °С Время нагрева до 480-520 °С Выдержка при 480-520 °С Охлаждение Зачистка и контроль твердости HB | 400 1,5 часа 1 час 7 часов на воздухе 364-418 | 400 3 часа 1,5 часа 9 часов на воздухе 340-387 |
При закалке штампов, особенно крупных, необходимо обеспечить хороший отвод нагретого масла. Для этого в масляные закалочные ванны устанавливают масляные души или подводят в бак трубку от вентилятора и охлаждают масло продувкой воздуха. Штампы малых и средних размеров можно охлаждать покачиванием в масле (зажатыми в клещах).
Для уменьшения внутренних напряжений штампы из легированной стали охлаждают в масле не до полного остывания, а до температуры 150-200°, после чего их вынимают и немедленно передают для отпуска, так как полное охлаждение штампов может привести к образованию трещин. Общее время пребывания штампов в отпускной печи должно быть в пределах 2,5 мин. на каждый миллиметр наименьшего сечения, из которых выдержка при температуре отпуска составляет примерно около 70% общего требуемого времени.
Примеры: 1. Отпуск штампа Ф 200 мм и высотой 150 мм должен продолжаться 2,5 х 150 = 375 мин. 6 час. 15мин., выдержка при температуре отпуска = 6 час. 15 мин. х 0,7 = 4 часа 20 мин.
2. Отпуск штампа Ф 100 мм и высотой 150 мм должен продолжаться 2,5 мин. х 100 = 250 мин. = 4 часа 10 мин., выдержка при температуре отпуска = 4 час. 10 мин. х 0,7 = 2 часа 55 мин.
В молотовых штампах необходимо дополнительно отпускать хвостовик до твёрдости Нв = 250 - 300 для того, чтобы избежать поломок при ударах. Для этого рабочая поверхность и одна боковая сторона штампа зачищаются наждачным полотном, после чего штамп помещается хвостовиком на специально подогреваемую плиту или же в окно печи. Выдержка продолжается до тех пор, пока на рабочей поверхности появится цвет побежалости, а хвостовик нагреется до тёмнокрасного цвета.
Штампы, изготовленные из углеродистой стали, проходят следующий режим термической обработки (при нагреве в электропечи).
1. Нормализацию: а) загрузку в печь, нагретую до требуемой температуры; б) выдержку при этой температуре из расчёта 0,8 мин. на каждый миллиметр наименьшего сечения; в) выгрузку и охлаждение на спокойном воздухе.
2. Закалку: 1) загрузку в печь, нагретую до температуры закалки; б) выдержку из расчёта 0,8 мин. на каждый миллиметр наименьшего сечения; в) охлаждение в воде до температуры 150-200° и перенос в масло.
3. Отпуск: а) загрузку в печь, нагретую до температуры отпуска (350-430 е ); б) выдержку из расчёта 2,0 мин. на каждый миллиметр сечения; в) охлаждение на воздухе; г) отпуск хвостовика.
Требуемая твёрдость рабочей части штампов Rс = 45 - 50.
Перед загрузкой штампов в печь для нормализации и закалки принимают меры по предохранению рабочей поверхности от окисления. Выдержка в воде должна быть наименьшей и перенос в масляную ванну следует производить как можно быстрее, чтобы не успел произойти самоотпуск поверхности за счёт внутреннего тепла штампа.
Для закалки штампов с глубокими ручьями в водяных баках устраивают душ, подобно масляному.
Штампы малых и средних размеров можно калить с самоотпуском по следующему режиму: 1) нагреть штамп под закалку; 2) охладить в воде под душем рабочую поверхность, оставляя при этом хвостовую часть горячей; 3) вынуть штамп из воды, зачистить быстро рабочую и одну боковую поверхности; 4) при появлении на рабочей поверхности синего цвета побежалости штамп погрузить в масло до полного охлаждения.
При частичном охлаждении в воде полностью нагретого штампа в месте выхода его из воды часто образуются глубокие трещины, поэтому штамп в воде необходимо перемещать вверх и вниз, чтобы не было резкого перехода от высокой температуры к низкой.
Следует категорически предостеречь против резких местных нагревов калёных штампов. Приварку хвостовиков, рукояток и пр. производить до закалки.
Прессформы для литья изготовляют из легированных сталей ЗХ2В8, 4Х8В2, 5ХНМ, 5ХГМ, 4ХВ2С, 5ХВ2С, 40ХН, 40ХС.
Основные требования, предъявляемые к стали для пресс-форм: высокая теплопроводность, обеспечивающая быстрый отвод тепла; высокая прочность при повышенных температурах; высокое сопротивление напряжениям, возникающим в прессформах от резкого изменения температуры при заливке металла.
Термическая обработка прессформ производится по таким же режимам, как и штампов из соответствующих марок сталей.
Твёрдость готовых прессформ должна быть в пределах R0 = 40-43.
Читайте также: