Сталь 4х5мфс термообработка твердость

Обновлено: 23.01.2025

Термообработка: 1030° С в течение 15 мин, 730° С в течение 6000 сек, охлаждение в воде. Твердость 413 НУ.
Вследствие длительной выдержки после завершения превращения карбиды перлита частично сфероидизировались. В светлых областях присутствуют карбиды ванадия, которые не разрешаются.

Марка стали: 4Х5МФС

Структурные составляющие: мартенсит, перлит

Термообработка: 1030° С в течение 15 мин, 660° С в течение 17 000 сек(—'5 ч), охлаждение в воде. Твердость 478 НУ.
При 660°С превращение протекает настолько медленно, что перлит образуется только по границам зерен аустенита. Светлая часть микроструктуры — мартенсит.

Структурные составляющие: аустенит, бейнит, мартенсит

Термообработка: 1030° С в течение 15 мин, 300° С в течение 19 000 сек(~5 ч), охлаждение в воде. Твердость 583 НУ.
Частичное превращение в игольчатый бейнит. Осталь­ная структура представляет собой аустенит и мартенсит (светлые участки), детали которых неразличимы, если микрошлиф протрав­лен для выявления бейнита.

Структурные составляющие: карбиды, перлит


Термообработка: 1030° С в течение 15 мин, охлаждение в тече­ние 150 000 сек(—42 ч) до 500° С. Твердость 222 НУ.
Преимущественно перлит и зернограничные карбиды. В светлых участках содержатся отдельные грубые карбиды.

Термообработка: 1030° С в течение 15 мин, охлаждение в те­чение 45 000 сек(—12 ч) до 500° С. Твердость 227 НУ.
Тонконластинчатый перлит, границы первичного зерна аустенита содержат вы­деления карбидов. В светлых областях карбиды зернистые, а в темных — пластинчатые.

Структурные составляющие: бейнит, мартенсит, перлит

Термообработка: 1030° С в течение 15 мин, охлаждение в те­чение 11 600 сек(—3 ч) до 500° С. Твердость 625 НУ.
Вслед за образованием небольшого количества пер­лита (темные участки) возникает грубый, а затем тонкоигольчатый бейнит и, наконец, мартенсит.

Структурные составляющие: карбиды, мартенсит

Термообработка: 1030° С в течение 15 мин, охлаждение в ма­сле. Диаметр образца 30 мм, толщина 10 мм. Твердость 717 НУ.
Продольный шлиф. Полосчатая структура из темного и светлого мартенсита. В светлых полосах много карбидов.

Термообработка: 1030° С в течение 15 мин, охлаждение в масле; 550° С в течение 2 ч, охлаждение на воздухе. Диаметр образца 30 мм, толщина 10 мм. Твердость 588 НУ.
Улучшенная структура. Еще различимы исходные мартенситные иглы. Только относительно крупные карбидные выделения выявляются как стержни или пластины. Границы пер­вичных зерен аустенита определяются по темным крупным кар­бидным выделениям (левая сторона микрофотографии).

Термообработка: 1030° С в течение 15 мин, охлаждение в ма­сле; 650° С в течение 2 ч, охлаждение на воздухе. Диаметр об­разца 30 мм, толщина 10 мм. Твердость 353 НУ.
Улучшенная структура. Содержит множество карбидных частиц. Частично эти выделения распола­гаются рядами. С правой стороны микрофотографии — крупные карбиды, которые не растворились в процессе аустенизации

Марка стали: 3Х2В8Ф

Отжиг на зернистый перлит. Твердость 179 HV.
Продольный шлиф. Зернистый перлит и полосы кар­бидных скоплений. Границы первичных зерен выявляются це­почками мелкодисперсных карбидных выделений.

Источник: "Металлография железа" пер. с англ. Издательство "Металлургия", 1972 г.

Сталь 4Х5МФС инструментальная штамповая

Сталь марки 4Х5МФС относится к легированным теплостойким инструментальным штамповым сталям деформирующим металл в горяем состоянии. Теплостойкость стали 4Х5МФС (для твердости 45 HRC) составляет 590-610 °C.

Сталь 4Х5МФС является одной из основных для разнообразных штампов деформирования стали и цветных металлов и для форм литья под давлением алюминиевых и магниевых сплавов диаметром (стороной) до 70-80 мм.

Разгаростойкость этой стали значительно лучше, чем у широко применявшейся ранее вольфрамовой стали 3Х2В8Ф . Кроме того, из за влияния повышенного содержания хрома, взаимодействие с заливаемым металлом и растворимость в нем у стали 4Х5МФС меньше, чем у более легированной стали ЗХ2В8Ф. Соответственно и стойкость форм из стали 4Х5МФС в 1,5-2 раза выше.

Сталь марки 4Х5МФС по свойствам и назначению близка к стали марки 4Х5В2ФС; однако благодаря повышенным сопротивлению хрупкому разрушению, разгаростойкости и прокаливаемости её целесообразно применять для изготовления более крупного и сложного прессового инструмента, работающего в условиях интенсивного охлаждения (пуансоны, матрицы, вставки, прессформы).

Крупные формы для литья под давлением алюминиевых и цинковых сплавов из стали 4Х5МФС закаливают от температуры на 20-30 °C ниже принятой. Рекомендуется ступенчатая закалка, охлаждение в соляной ванне в области температур максимальной устойчивости аустенита, далее на спокойном воздухе.

Применение

  • мелкие молотовые штампы,
  • крупные (толщиной или диаметром более 200 мм) молотовые и прессовые вставки при горячем деформировании конструкционных сталей и цветных сплавов в условиях крупносерийного и массового производства,
  • пресс-формы литья под давлением алюминиевых, а также цинковых и магниевых сплавов.

Температура критических точек, °С [4]

Ас1 Ас3 (Аcm) Ar3 (Arm) Ar1 Мн Мк
840 870 810 735 300 110

Химический состав (ГОСТ 5950-2000)

Марка стали Массовая дата элемента. %
углерода кремния марганца хрома вольфрама ванадия молибдена никеля
Группа II
4Х5МФС 0,32-0,40 0,90-1,20 0,20-0,50 4,50-5,50 — 0,30-0,50 1,20-1,50 —

ПРИМЕЧАНИЕ:
Группа II — означает, что металлопродукция предназначена для изготовления инструмента, используемого в дальнейшем у потребителя для обработки металлов давлением при температурах выше 300 °С;

Температуры отжига и высокого отпуска стали 4Х5МФС [4]

Отжиг Изотермический
отжиг		 Высокий
отпуск
температура
нагрева, °C		 твердость HB температура, °C твердость HB,
не более		 температура
нагрева, °C		 твердость HB,
не более
нагрева изотермической
выдержки
830-850 207-255 830-850 660-680 241 730-760 269

Режимы окончательной термической обработки (зкалка, отпуск) штампового инструмента из стали 4Х5МФС для горячего деформирования [4]

  • I — подстуживание на воздухе до 900-950 °C, затем охлаждение в масле до 200-230 °C, далее на воздухе;
  • II — подстуживание на воздухе до 900-950 °C, затем охлаждение в смеси расплавленных солей при температуре 450-500 °C с выдержкой до полного выравнивания температуры по сечению, после чего охлаждение в масле до 200-230 °C и далее на воздухе;

Температуры отжига с непрерывным охлаждением, изотермического отжига, высокого отпуска и твердость (HB) штамповой стали 4Х5МФС после этих видов термической обработки [3]

Изотермический
отжиг		 Отжиг с
непрерывным
охлаждением		 Высокий
отпуск
Температура, °C Твердость HB Температура
нагрева, °C		 Твердость HB Температура
нагрева, °C		 Твердость HB
нагрева изотермической
выдержки
840-860 670-690 197-241 840-860 229-241 760-780 241-255

Режимы закалки и отпуска деталей штампового инструмента горячего деформирования, величина зерна и твердость после окончательной термической обработки [3]

Закалка Балл
зерна		 Твердость HRC Отпуск
Температура, °C Температура
нагрева, °C		 Твердость HRC
подогрева окончательного
нагрева
700-750 1000-1020 10 50-52 530-560 47-49

Режимы азотирования штампового инструмента из стали 4Х5МФС [4]

Марка стали Температура, °C Продолжительность, ч Среда Диффузионный слой
глубина, мм микротвердость, кгс/мм 2
4Х5МФС 530-550 12-20 Аммиак (α = 30-60%) 0,15-0,20 960-550

Режимы цианирования штампового инструмента из стали 4Х5МФС [4]

Температура, °C Продолжительность, ч Диффузионный слой
глубина микротвердость, кгс/мм 2
В расплаве 50% KCN+50% NaCN
560 2 0,06 710-600
В смеси саратовского газа и аммиака
580 8 0,23-0,27 900-660

Твердость стали после термообработки (ГОСТ 5950-73) [5]

Состояние поставки Твердость НВ,
HRCэ
Пруток и полоса отожженные
или высокоотпущенные		 До НВ 241
Образцы.
Закалка с 1000-1020 °С в масле;
отпуск при 550 °С		 Св. 48
Подогрев 700-750 °С.
Закалка с 1000-1020 °С в масле;
отпуск при 530-560 °С,
отпуск при 500-520 °С
(окончательная термообработка)		 49-51

Твердость в состоянии поставки металлопродукции из стали 4Х5МФС, предназначенной для холодной механической обработки (ГОСТ 5950-2000)

Марка
стали		 Твердость НВ,
не более		 Диаметр
отпечатка, мм,
не менее
4Х5МФС 241 3,9

Твердость образцов металлопродукции из стали 4Х5МФС после закалки и закалки с отпуском (ГОСТ 5950-2000)

Марка
стали		 Температура, °С,
и среда закалки
образцов		 Температура
отпуска, °С		 Твердость
HRCэ (HRC),
не менее
4Х5МФС 1010-1030, масло 550 48 (47)

Твердость после закалки (ГОСТ 5950-2000)

Марка
стали		 Температура, °С,
и среда закалки
образцов		 Твердость
HRCэ (HRC),
не менее
4Х5МФС 1000-1020, масло 51 (50)

Механические свойства в зависимости от температуры испытания [5]

tисп., °С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ, % KCU,
Дж/см 2		 Твердость HRCэ
20 1570 1710 12 54 51 50
300 1320 1540 12 48 61 50
400 1270 1470 12 49 62 52
500 1130 1370 10 52 55 47
550 1160 1290 12 50 50 44

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 1000 °С в масле; отпуск при 560 °С 2 ч

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска [5]

tотп., °С σ0,2, МПа σв, МПа δ5, % ψ, % KCU, Дж/см 2 Твердость HRCэ
500 1420 1720 12 45 49 50
550 — 1670 10 50 56 48
600 1350 1490 13 53 59 45
650 960 1080 15 60 79 34

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 1000 °С в масле; выдержка при отпуске 2 ч.

Ударная вязкость KCU

Термообработка KCU, Дж/см 2 , при температуре, °С
+20 -40 -70
Закалка; отпуск при 600 °С 29 20 10

Технологические свойства [5]

Температура ковки, °С: начала 1180, конца 850. Охлаждение замедленное в колодцах.

Сталь 15X5M конструкционная теплоустойчивая

Цифра 15 перед буквенным обозначением указывает максимальную массовую долю углерода в сотых долях процента, т.е. углерода в стали 15Х5М максимально 0,15%.

Буква Х указывает на то, что в стали содержится хром, а цифра 5 следующая за ней указывает, что среднее содержание хрома в стали около 5%.

Буква М указывает на то, что в стали содержится молибден. Отсутствие цифр за буквой М означает, что молибдена в стали содержится в малом количестве.

Иностранные аналоги

ВАЖНО. Возможность замены определяется в каждом конкретном случае после оценки и сравнения свойств сталей

Германия DIN США (AISI, ASTM) Япония
12CrMo195 (1.7362) 501, A182(F5),
ASTM SA-387 Gr5,
ASTM SA-335 GrP5,
ASTM SA-182 CrF5,
ASTM SA-336 CrF5		 SCMV6 JISG4109,
STPA25 JISG3458,
SFVAF5B J1SG3203

Заменители

Для изготовления труб взамен молибденосодержащей стали 15Х5М могут быть рекомендованы стали марок 15Х5, 15Х5ВФ и 12Х8ВФ.

Механические свойства этих сталей в горячекатаных изделиях (листовой и сортовой прокат, трубы и поковки) весьма близки к свойствам стали 15Х5М, поэтому практически в расчетах их можно принимать одинаковыми.

Однако сталь марки 15Х5 может быть рекомендована взамен стали 15Х5М в средах, содержащих серу только до температуры 425°С, а сталь 15Х5ВФ — в средах, содержащих серу до температуры 500°С. При температурах выше указанных пределов стали 15Х5 и 15Х5ВФ имеют несколько худшие показатели прочности чем сталь 15Х5М.

В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности сталь 15Х5 и 15Х5ВФ применяется для горячих трубопроводов, змеевиков печей стабилизации, трубок теплообменников и т. д.

Стали 12Х8ВФ по жаропрочности при 550 и 600°С не уступает стали 15Х5М, а по коррозионной стойкости в содержащих серу средах процессов первичной перегонки и крекинга превосходит эту сталь в 2—3 раза.

Сталь 12Х8ВФ рекомендована — для изготовления труб, применяющихся на нефтезаводах в качестве печных и коммуникационных труб, работающих при температуре до 575°С в условиях агрессивных сред, содержащих серу.

Назначение, характеристики и применение

Сталь марки 15Х5М применяется для изготовления деталей, от которых требуется сопротивляемость окислению при температуре до 600-650°С и получила наибольшее распространение в нефтепереработке и нефтехимии. Эта сталь используется главным образом в виде труб и поковок для изготовления фланцев, фитингов и других изделий, применяемых в процессах прямой перегонки и крекинга, перерабатывающих сернистые нефти и нефтепродукты при температурах до 550°С

По данным лабораторных исследований сталь 15Х5М в сернистой среде обладает в 4-10 раз более высокой коррозионной стойкостью по сравнению с углеродистой сталью. Ее сопротивление окислению при 540°С в 3 раза превышает сопротивление углеродистой стали.

Листовая сталь марки 15Х5М используется для изготовления штампосварных угольников, заглушек, переходов и других деталей горячих коммуникаций.

Характерная особенность стали 15Х5М — способность при охлаждении на воздухе после горячей обработки или сварки закаливаться, приобретая высокую твердость (HB 400-420). После отжига сталь становится мягкой (HB 130-100). В аппаратуре эту сталь чаще применяют в отожженном состоянии.

Повышенные пластические свойства отожженной стали 15Х5М позволяют с успехом производить развальцовку при монтаже труб в печных двойниках и трубных решетках теплообменников.

Сталь 15Х5М относится к термически упрочняемым сталям.

Химический состав, % (ГОСТ 20072-74)

C Si Mn Сr Mo Ni S Р Cu W V Ti
не более не более
0,15 0,5 0,5 4,5-6,0 0,45-0,60 0,6 0,025 0,030 0,20 0,3 0,05 0,03

Термообработка

Обычно отжиг стали 15Х5М производится при 850-860°С с последующим медленным охлаждением, со скоростью не более 25°С в час до температуры 650°С, далее на спокойном воздухе или в печи.

Нормализация при 1000°С с последующим высоким отпуском при 700°С c охлаждением на воздухе, значительно повышает прочность стали 15Х5М, что позволяет существенно уменьшить толщину стенок труб. Термически обработанная сталь 15Х5М применяется в реактивных блоках установок каталитического риформинга для изготовления змеевиков трубчатых печей, горячих трубопроводов, штуцеров, фитингов, фланцев и ответственных элементов аппаратуры, эксплуатируемых при температурах до 575°С, а при кратковременном воздействии — до 600°С.

Температура критических точек, °С

Твердость горячекатаной и кованой отожженной, отпущенной или нормализованной с высоким отпуском стали (ГОСТ ГОСТ 20072-74)

Марки стали Диаметр
отпечатка, мм,
не менее		 Число
твердости
HB, не более
Новое
обозначение		 Старое
обозначение
15Х5М Х5М 4,1 217

Механические свойства (ГОСТ 20072-74)

  1. Нормы механических свойств относятся к образцам, отобранным от прутков диаметром или толщиной до 90 мм включ. При испытании прутков диаметром или толщиной свыше 90 до 150 мм допускается понижение относительного удлинения на 2 абс. %, относительного сужения на 5 абс. %, и ударной вязкости на 10 отн. % по сравнению с нормами, указанными в таблице. Для прутков диаметром или толщиной 151 мм и выше допускается понижение относительного удлинения на 3 абс. %. относительного сужения на 10 абс. % и ударной вязкости на 15 отн. %. Нормы механических свойств прутков диаметром или толщиной свыше 90 мм, перекатанных или перекованных на круг или квадрат размером 90 мм. должны соответствовать требованиям таблице.
  2. Ударная вязкость определяется по требованию потребителя.

Механические свойства

ГОСТ Состояние поставки Сечение, мм Предел
текучести
σ0,2, МПа		 Предел
прочности
σв, МПа		 Относительное
удлинение
δ5, %		 Относительное
сужение
ψ, %		 КСU,
Дж/см 2		 Твердость HB,
не более
не менее
ГОСТ 20072-74 Пруток.
Отжиг при 840-860°С,
охл. с печью		 90 215 390 22 50 118 —
ГОСТ 7350-77 Лист горячекатанный
или холоднокатанный.
Отжиг при
840-870°С,
охл. на воздухе		 25 236 470 18 — — —
ГОСТ 550-75 Труба
горячедеформированная,
термообработанная		 2-25 216 392 22 50 118 170
Труба холодно-
и теплодеформированная,
термообработанная		 2-25 216 392 22 — — 170
Труба
горячедеформированная,
термообработанная.
Нормализация+отпуск		 2-25 588 16 65 98 235

Механические свойства при повышенных температурах

tисп, °С Предел
текучести
σ0,2, МПа		 Предел
прочности
σв, МПа		 Относительное
удлинение
δ5, %		 Относительное
сужение
ψ, %
Поковка диаметром 280 мм.
Нормализация при 1000°С,
охл. на воздухе;
отпуск при 700°С,охл. на воздухе
20 660 800 16 50
200 580 680 15 68
300 550 670 15 65
400 530 630 14 64
450 520 620 16 70
500 465 550 19 75
550 390 500 22 82
600 300 415 22 84
Образцы из труб толщиной 10-12 мм. Нормализация, отпуск
20 485 640 18 78
400 430 510 12 75
450 385 480 15 76
500 350 430 18 82
600 170 310 21 91

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

ПРИМЕЧАНИЕ. Образцы.Закалка с 900 °С , охл. на воздухе

Механические свойства при испытании на длительную прочность (ГОСТ 20072-74)

Предел
ползучести, МПа		 Скорость
ползучести, %/ч		 Температура, °С Предел
длительной
прочности, МПа		 Длительность, ч Температура, °С
103 1/10000 480 177 10000 480
64 1/10000 640 98 10000 540
69 1/100000 480 147 100000 480
39 1/100000 540 74 100000 540
Термообработка КСU, Дж/см 2 при
температуре, °С
+20 -25 (-20) -40 -60
Отжиг при
860°С, с печью		 245 222 136 —
Нормализация при
1000°С;
отпуск при
700°С		 281 306 288 —
Закалка с 900°С; охл.на воздухе, отпуск при 600°С — (284) — 216

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1200, конца 800. Сечения до 800 мм подвергаются отжигу с перекристаллизацией и одному переохлаждению.

Свариваемость-трудносвариваемые. Способ сварки-РДС. Необходимы подогрев и последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием-Kv тв.спл. = 2,7 и Kv б.ст. = 2,0 в горячекатанном состоянии при HB 170-225 и σв = 390 МПа.

Склонность к отпускной хрупкости-не склонна 82.

Коррозионная стойкость

Среда Температура,
°С		 Длительность
испытания, ч		 Глубина,
мм/год
Вода
дистиллированная		 300 50 0,033
500 0,190
600 0,784

Сварка стали 15Х5М

Сварка стали 15Х5М, как между собой, так и в сочетании со сталями ферритного, мартенсито-ферритного, а также с другими сталями перлитного класса, должна производиться с подогревом и без перерыва в работе.

При вынужденных перерывах следует обеспечить медленное и равномерное охлаждение металла за счет изоляции его асбестом, теплоизоляционными матами из керамического волокна и другими термоизоляционными материалами. Сталь марки 15Х5М подвергнуть «термическому отдыху» при температуре 300-350°С с выдержкой 2-3 ч (400-450°С с выдержкой 1,5 ч).

Перед возобновлением сварки стык необходимо тщательно очистить от грязи, шлака, окалины и подогреть.

Ручная дуговая сварка соединений труб из стали марки 15Х5М

  1. Рекомендации по сварке стали 15Х5М даны применительно к изготовлению печных змеевиков, являющихся основным видом продукции из этой стали. Допускается использование рекомендаций при сварке других изделий.
  2. Подготовку кромок труб под сварку необходимо выполнять согласно ГОСТ 16037 механическим способом.
    Подготовка кромок труб под сварку термическим способом резки допускается лишь в исключительных случаях в процессе монтажа трубопровода при отсутствии возможности механической обработки кромок обычными средствами.
    При этом должен быть обеспечен подогрев перед резкой в соответствии с указаниями технологической инструкции.
  3. Собранные под сварку детали и узлы прихватывают теми же электродами, которыми производится сварка.
  4. Сварку змеевиков печей и трубопроводов из стали 15Х5М следует производить электродами марки ЦЛ-17 типа Э-10Х5МФ по ГОСТ 9467.
  5. Прихватку и сварку выполняют с предварительным и сопутствующим подогревом свариваемых частей до температуры 350-400°С при любой толщине.
    Сварку следует производить непосредственно после прихватки, не допуская охлаждения свариваемых стыков ниже 300°С.
  6. Сварку следует выполнять на постоянном токе при обратной полярности (плюс на электроде) короткой дугой.
  7. Количество слоев в шве в зависимости от толщины стенки приведено в таблице ниже.

Количество слоев в зависимости от свариваемой толщины при ручной дуговой сварке труб из стали марки 15Х5М

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.

Сталь 4х5мфс термообработка твердость

Сталь марки ХВГ используют для изготовления режущего/ измерительного инструмента, для которого при закалке недопустимо повышенное коробление.

Расшифровка

  • Буква Х — указывает на присутствие в стали Хрома (Cr), отсутствие после буквы цифры означает, что содержание Хрома не более 1,5% (в данной стали Хрома 0,9 – 1,2%);
  • Буква В — указывает, что содержание Вольфрама (W) в среднем не более 1,5% (в данной стали Вольфрама 1,2 – 1,6%) ;
  • Буква Г — указывает, что содержание Марганца (Mn) в среднем не более 1,5% (в данной стали Марганца 0,8 – 1,1%).

Химический состав стали ХВГ

Химический элемент %
Углерод (C) 0,9 – 1,05
Кремний (Si) 0,1 – 0,4
Марганец (Mn) 0,8 – 1,1
Никель (Ni) до 0,4
Фосфор (P) до 0,03
Хром (Cr) 0,9 – 1,2
Молибден (Mo) до 0,3
Вольфрам (W) 1,2 – 1,6
Сера (S) до 0,03
Медь (Cu) до 0,3
Железо (Fe) ~94

Физические свойства стали ХВГ

Температура испытаний, °С 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Модуль нормальной упругости E, ГПа - - - - - - - - - -
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа - - - - - - - - - -
Плотность ρn, кг/м3 7850 7830 - 7760 - - 7660 - - -
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м*К) - - - - - - - - - -
Удельное электросопротивление ρ, нОм*м 380 - - - - - - - - -
Коэффициент линейного расширения α*10 6 , K -1 11,0 12,0 13,0 13,5 14,0 14,5 - - - -
Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К) - - - - - - - - - -

Твердость стали ХВГ после термообработки (ГОСТ 5950-73)

Состояние поставки, режимы термообработки Твердость по Бринеллю (HB)
Прутки и полосы отожженные или высокоотпущенные образцы 255
Закалка 830 °С, масло. Отпуск 180 °С Св. 61
Изотермический отжиг 780-800 °С, охлаждение со скоростью 50 град/ч до 670-720 °С, выдержка 2-3 ч, охлаждение со скоростью 50 град/ч до 550 °С, воздух 255
Подогрев 650-700 °С . Закалка 830-850 °С, масло. Отпуск 150-200 °С , воздух (режим окончательной термообработки) 63-64
Подогрев 650-700 °С . Закалка 830-850 °С. Отпуск 200-300 °С , воздух (режим окончательной термообработки) 59-63

Твердость и ударная вязкость в зависимости от сечения образца

Сечение, мм Место вырезки образца Ударная вязкость (Дж / см2) Твердость по Бринеллю (HB)
Закалка на мелкое зерно. Отпуск 150-160 °С
15 1/2 R 40 64
25 1/2 R 30 64
50 1/2 R 20 63
100 1/2 R 15 61

Твердость стали ХВГ в зависимости от температуры отпуска

* – Заготовки сечением до 50 мм закаливаются с охлаждением в масле, св. 50 мм в расплаве солей с водой.

Прокаливаемость стали ХВГ (ОСТ 23.4.127-77)

Шлифуемость при твердости HRCЭ 59-61 пониженная, при HRCЭ 55-57 удовлетворительная.

Читайте также: