Сталь 9хс гост 5950 2000
Расшифровка марки стали 9ХС: первая цифра говорит о том, что сталь содержит 0,9% углерода, а буквы Х и С о том что в данной марке имеется до 1,5% хрома и кремния, таким образом становится ясно, что это легированная сталь.
Инструмент из стали 9ХС и его термообработка: протяжки изготовляют из быстрорежущей стали и легированных сталей марок Х12М, ХВГ, X, ХГ и 9ХС.
Для уменьшения деформации протяжки обычно подвергают двум термическим обработкам: первой - после предварительной механической обработки и второй - после окончательной механической обработки.
Протяжки, изготовленные из рекомендованных марок сталей, обрабатывают в таком же порядке как и протяжки из стали Х12М, соответственно изменив температуры отжига и закалки.
Твёрдость режущей части протяжек из легированной стали Rc = 61-64, а передней части хвостовика Rc = 35-45.
Для всех марок стали при термической обработке протяжек следует выполнять следующие правила:
1. Протяжки при всех операциях (кроме правки) должны находиться в подвешенном состоянии.
2. Окончательный нагрев протяжек производить в соляных ваннах для малых размеров и в шахтных печах для больших. В случае отсутствия таковых и пользования горизонтальными печами нагрев производить на огнеупорных подставках, при этом протяжки, для обеспечения равномерного нагрева, необходимо периодически поворачивать вокруг своей оси.
3. Правку протяжек после закалки и отпуска производить в горячем состоянии.
4. Правку после очистки производить при подогреве сварочной горелкой до температуры отпуска.
5. При охлаждении во время закалки подвешенную протяжку перемещать вверх и вниз.
Напильники. Для изготовления напильников также применяется сталь 9ХС и кроме того углеродистая, легированная и малоуглеродистая стали с последующей цементацией.
Для закалки напильники нагревают в свинцовых и соляных ваннах и в камерных печах. Чтобы предохранить зубья напильника от обезуглероживания, применяют специальные обмазки, которые наносят на насечённую часть напильника. Эти обмазки содержат в себе науглероживающие и связывающие вещества.
Обмазанные напильники подсушивают возле печи и осторожно, чтобы не повредить обмазку, укладывают на огнеупорную подставку в печь. При нагреве в свинцовых ваннах надо обращать особое внимание на тщательное подсушивание напильников и медленное погружение их в ванну во избежание выплескивания свинца.
Предохранение от обезуглероживания обмазками имеет ряд отрицательных сторон:
1. Измельчение материалов, входящих в состав обмазки, и приготовление обмазки - очень трудоёмкие операции и требуют специального оборудования (мельниц, бегунов и пр.).
2. Обмазка при неосторожном обращении может частично обсыпаться и в этих местах зубья напильников не будут предохранены от обезуглероживания.
Значительно более простым и гарантирующим средством от обгорания зубьев является травление напильников в водном растворе кислот.
Состав раствора по объёму следующий: серной кислоты (концентрированной) 7%; азотной кислоты (концентрированной) 7%; воды 86%.
Напильники травят в растворе в течение 10-15 мин., затем сушат возле печи и нагревают под закалку. При нагреве следует придерживаться нижнего предела температур.
Напильники из легированной стали калят в масле; цементованные из углеродистых сталей - в воде (до полного охлаждения), а напильники из высокоуглеродистсй стали охлаждают в воде до 140-180° с последующей правкой в горячем состоянии и охлаждением на воздухе. Напильники при температуре 140-180° хорошо правятся деревянным молотком или в специальном приспособлении. Кроме того, медленное охлаждение напильников от температуры 140-180° уменьшает возможность возникновения трещин.
Охлаждать в воде следует только насечённую часть, а хвостовик замачивать после потемнения, чтобы он не принял закалку.
Напильники несимметричной формы следует перед закалкой изгибать в сторону, противоположную той, где образуется вогнутость, например, полукруглый напильник изгибается перед закалкой в сторону плоской грани. Цементованные напильники легко правятся в холодном состоянии. Отпуску напильники не подвергаются, а сразу же после закалки чистятся.
На заводах, имеющих соответствующее оборудование, очистку напильников производят на пескоструйных аппаратах. На заводах, где отсутствует специальное оборудование, очистку производят травлением в слабом растворе серной кислоты с последующим крацеванием проволочными щётками. После травления напильники промывают в проточной воде, высушивают и смазывают минеральным маслом, эмульсолом и пр. для предохранения от ржавчины.
Можно рекомендовать следующий способ предохранения напильниксв от ржавчины: тёртые белила, к которым подмешивают незначительное количество сажи, растворяют в бензине, и при частом помешивании раствора окунают в него напильники. При просушивании бензин быстро улетучивается и на напильниках остаётся слой светлосерой краски.
В случае, если хвостовик напильника окажется твёрдым, его после очистки отпускают в свинцовой ванне до твёрдости не выше Rc = 35.
Испытание напильников на остроту зуба производится следующим способом: стальной пластинкой, имеющей твёрдость не ниже Rc = 54, проводят плашмя по напильнику в направлении от носа к хвостовику. Пластинка должна прилипать к напильнику и иметь царапины. На напильнике не должно быть следов выкрашивания или смятия зубьев.
Проверку каждого напильника на твёрдость стальной пластинкой следует производить во время правки или выемки из воды. При таком методе контроля брак обнаруживается в самом начале его появления. Наличие трещин определяют ударом напильника о наковальню или металлическую плиту. При наличии трещин напильник издаёт глухой звук.
В случае, если в ряде напильников, особенно личных, после закалки одна сторона окажется мягкой, а другая твёрдой, причину брака следует искать в высокой твёрдости подкладки, на которой насекается напильник, так как при насечке зубья тупятся.
Для изготовления насадных и концевых фрез и спиральных свёрл применяют стали 85ХФ, 65Х, 6ХВ2С, ХГ, ХВ5, 9ХС, У8А и У10А.
Нагрев концевых фрез и свёрл для закалки лучше всего производить в соляных ваннах, а при их отсутствии в камерных печах.
Насадные фрезы закаливают полностью, а в концевых фрезах и спиральных свёрлах закаливают только рабочую часть. Хвостовую часть закалке не подвергают. Отпускают инструмент из углеродистой стали при температуре 220-260°, а из легированной стали при температуре 240-280°. Выдерживают в печи 20-60 мин. Требуемая твёрдость Rc = 56-58. Свёрла, режущие части которых затачивают напильником, отпускают при температуре 320-360°. Требуемая твёрдость Rc = 45-50.
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| s в | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| s T | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м 3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σ t Т | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Сталь 9ХС инструментальная легированная
Цифра 9 в обозначении марки стали указывает среднюю массовую долю углерода в десятых долях процента, т.е. среднее содержание углерода в стали 9ХС равно 0,90%.
Буква Х в обозначении марки стали, означает, что сталь легирована хромом. Отсутствие цифры после буквы означает, что доля хрома примерно равно 1%.
Буква С в обозначении марки стали, означает, что сталь легирована кремнием. Отсутствие цифры после буквы означает, что доля кремния примерно равно 1%.
Вид поставки
- Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5950-73, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88.
- 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 5950-73, ГОСТ 4405-75.
- Поковка и кованая заготовка ГОСТ 5950-73, ГОСТ 1133-71.
Характеристики и применение [1, 2]
Согласно ГОСТ 5950-2000 сталь 9ХС относится к группе сталей используемой в основном для обработки металлов и других материалов в холодном состоянии. Также сталь 9ХС применяется для изготовления ответственных деталей, материал которых должен обладать повышенной износостойкостью, усталостной прочностью при изгибе, кручении, контактном нагружении, а также упругими свойствами, например:
- сверла,
- развертки,
- метчики,
- плашки,
- гребенки,
- фрезы,
- машинные штампы,
- клейма для холодных работ.
Сталь 9ХС является хромокремнистой сталью повышенной прокаливаемости. Сталь прокаливается в образцах диаметром до 40 мм при охлаждении в масле и до 25-30 мм при охлаждении в горячих средах.
Из-за влияния кремния она подобно стали ХВСГ сохраняет твердость ≤ 60 HRC после нагрева до 250-250°С.
Другие преимущества стали 9ХС:
Из-за отсутствия карбидной неоднородности сталь 9ХС используют для инструментов, рабочие грани которых расположены ближе к середине прутка (круглые плашки) и для некотопых штампов. Однако ее чаще заменяют сгалыо ХВСГ.
Применение стали 9ХС для изготовления инструментов [1]
Температура критических точек, °С
Химический состав, % (ГОСТ 5950-73)
| C | Si | Mn | Cr | S | P | Ni | Cu | W | Mo | Ti | V |
| не более | |||||||||||
| 0,85-0,95 | 1,20-1,60 | 0,30-0,60 | 0,95-1,25 | 0,030 | 0,030 | 0,35 | 0,30 | 0,20 | 0,20 | 0,03 | 0,15 |
Химический состав, % (ГОСТ 5950-2000)
| Массовая доля, % | |||||||
| C, углерод | Si, кремний | Mn, марганец | Cr, хром | W, вольфрам | V, ванадий | Mo, молибден | Ni, никель |
| 0,85-0,95 | 1,20-1,60 | 0,30-0,60 | 0,95-1,25 | — | — | — | — |
Твердость HB (ГОСТ 5950-2000)
| Марка стали | Твердость HB, не более | Диаметр отпечатка, мм не менее |
| 9ХС | 241 | 3,9 |
Твердость HRCэ(HRC) после закалки и закалки с отпуском (ГОСТ 5950-2000)
Твердость изделий из стали 9ХС в зависимости от температуры изотермической закалки и времени выдержки при закалке в расплавленной щелочи [1]
| Марка стали | Температура, °C и среда закалки образцов | Температура отпуска, °C | Твердость HRCэ(HRC) не менее |
| 9ХС | 840-860, масло | — | 63(62) |
Технологический процесс изотермического отжига стали 9ХС [1]
| Марки стали | Первый нагрев | Изотермическая выдержка | Твердость HВ | ||
| Температура, °C | Выдержка в час. | Температура, °C | Выдержка в час. | ||
| 9ХС | 790-810 | 1-2 | 700-720 | 3-4 | 197-241 |
Твердость стали 9ХС после изотермического отжига [2]
| Марка стали | Твердость HB | Диаметр отпечатка, мм (при D=10 мм, P=30000 H) |
| 9ХС | 196-241 | 3,9-4,3 |
Режим обработки стали 9ХС для получения структуры зернистого перлита [2]
| Марка стали | Температура, °C | |
| нагрева | изотермической выдержки | |
| 9ХС | 770-800 | 670-720 |
Температура рекристаллизационного отжига стали 9ХС [3]
| Обработка давление, после которой выполняется отжиг | Марка стали | Температура отжига, °C |
| Холодная протяжка (калибровка) прутков | 9ХС | 730 |
Ориентировочные режимы термической обработки и твердость стали 9ХС [1]
| Марка Стали | Отжиг | Закалка | Отпуск | |||
| Температура нагрева, °C | Температура нагрева, °C | Охлаждающая среда | Твердость HRC | Температура нагрева, °C | Твердость HRC | |
| 9ХС | 790-810 | 850-880 | Масло | 65-61 | 150-200 | 64-63 |
| 200-300 | 63-59 | |||||
| 300-400 | 59-54 | |||||
| 400-500 | 54-47 | |||||
| 500-600 | 47-39 | |||||
Режим закалки стали 9ХС (высокой твердости) [2]
| Марка стали | Температура закалки, °C | Твердость HRC при охлаждении |
| в маслах и горячих средах * | ||
| 9ХС | 865-875 | 63-64 |
*Температура 160-180°C для стали 9ХС (повышенной прокаливаемости)
Твердость и толщина азотированного слоя стали 9ХС в зависимости от температуры закалки [2]
| Марка стали | Температура, °C | Твердость HV | Толщина азотированного слоя, мм | |
| закалки | отпуска | |||
| 9ХС | 875 | 200 | 590-630 | 0,07-0,08 |
- Продолжительность процесса 3 часа
- Температура азотирования 530°C
Твердость стали в зависимости от температуры отпуска
Примечание. Закалка с 840-860 °С в масле.
Температура закалки из межкритичной области и последующего отпуска для уменьшения деформации [2]
| Марка стали | Температура, °C | Твердость HRC | |
| закалки * | отпуска | ||
| 9ХС | 745-755 | 550-600 | 27-29 |
| 755-765 | То же | 23-25 | |
*Охлаждение как при обычной закалке
Механические свойства
| Термообработка | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | ψ % | KCU, Дж/см 2 | Твердость НВ, HRCэ |
| Изотермический отжиг при 790-810 °С, выдержка при 710 °С | — | 295-390 | 590-690 | 50-60 | — | НВ 197-241 |
| Закалка с 870 °С в масле; отпуск при: | ||||||
| 180-240 °С | До 40 | — | — | — | 78 | 59-63 |
| 450-500 °С* 1 | До 30 | — | — | — | — | 46-50 |
* 1 Температура отпуска рекомендуется для цанг и других деталей пружинного типа, а также для нагруженных валов.
Сталь ХВГ инструментальная легированная
Сталь ХВГ относится к группе инструментальных легированных сталей повышенной прокаливаемости. Инструмент из этой стали закаливается в масле и как правило прокаливается насквозь. Данная сталь характеризуется повышенным содержанием марганца (при нормальном содержании кремния). Это приводит при закалке к увеличению количества остаточного аустенита и уменьшению деформации; поэтому эту сталь также называют инструментальной малодеформирующейся [2].
Карбидной фазой этой стали является легированный цементит (M3C), коагуляция которого происходит медленее, чем простого нелегированного. Поэтому эта сталь размягчается медленее при повышении температуры отпуска, чем простые углеродистые инструментальные стали и обычная температура отпуска инструмента намного выше.
Микроструктура горячекатаной, кованой металлопродукции предназначенной для холодной механической обработки (обточки, строжки, фрезерования и др.), калиброванной и со специальной отделкой поверхности стали ХВГ диаметром или толщиной до 60 мм должна соответствовать:
— зернистый перлит — баллам от 1 до 6 (приложение Г, ГОСТ 5950-2000)
Сталь ХВГ применяется для изготовления измерительного и режущего инструмента, для которого повышенное коробление при закалке недопустимо (протяжки и другой инструмент с большим отношением длины к диаметру или толщине), резьбовых калибров, длинных метчиков, длинных разверток и другого вида специального инструмента, холодновысадочных матриц и пуансонов, технологической оснастки.
Примерное назначение инструментальной легированной стали ХВГ (ГОСТ 5950-2000)
Для измерительных и режуших инструментов, для которых повышенное коробление
при закалке недопустимо;
- резьбовых калибров,
- протяжек,
- длинных метчиков,
- длинных разверток,
- плашек и другого специального инструмента,
- холодновысадочных матриц и пуансонов,
- технологической оснастки.
| Марка стали | Массовая доля элемента, % | |||||||
| углерода | кремния | марганца | хрома | вольфрама | наладим | молибдена | никеля | |
| ХВГ | 0,90-1,05 | 0,10-0,40 | 0,80-1,10 | 0,90-1,20 | 1,20-1,60 | — | — | — |
Фазовый состав, % по массе
Температура критических точек, °C [3]
Режимы термической обработки стали ХВГ [2]
| Отжиг | Закалка | Отпуск | ||||
| температура, °C | твердость, HB | температура, °C | среда охлаждения | твердость, HRC (не менее) | температура, °C | твердость, HRC |
| 770-790 | 255-207 | 800-830 | Масло | 62 | 140-160 | 65-62 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Твердость после закалки гарантируется по — ГОСТ, твердость после отпуска — в обычных пределах колебания
Режимы окончательной термической обработки [4]
| Закалка | |||
| tп, °C | tн, °C | среда | HRC |
| 650-700 | 830-850 | Масло | 62-63 |
| Отпуск | |||
| t, °C | среда | HRC | |
| 150-200 200-300 | Воздух | 63-62 62-58 | |
Рекомендуемые режимы закалки [5]
| Вариант | Температура, °C | Охлаждение | Охлаждение до 20 °C | HRC | Структура или балл мартенсита по шкале № 3 ГОСТ 8233-56 | ||
| Среда | Температура, °C | Выдержка | |||||
| I | 820-840 | Масло | 20-40 | До температуры масла | На воздухе | 63-65 | 1 |
| II | 90-140 | До 150-200 °C | |||||
| III | 830-850 | Расплав селитры, щелочи | 150-160 | Выдержка в расплаве равна выдержке при нагреве под закалку | На воздухе | 62-64 | 1-3 |
| Температуру расплава и продолжительность изотермической выдержки выбирают по диаграмме на рис.1 в зависимости от требуемой твердости. Охлаждение до 20 °C на воздухе. | |||||||
- Варианты II и III применяют для закалки изделий сложной формы с минимальной деформацией.
- При закалке изделий толщиной более 50 мм температура нагрева повышается до 850 — 870 °С.
- Продолжительность выдержки при нагреве под закалку рекомендуется рассчитывать по методике ВНИИ [6].
Обработка холодом [5]
| Вариант закалки | Температура охлаждения, °C | Назначение | Повышение твердости ΔHRC |
| I-III | -70 °C | Стабилизация размеров инструментов повышенной точности | 0-1 |
ПРИМЕЧАНИЕ: Обработку холодом производить не позднее 1 ч после закалки.
Рекомендуемые режимы отпуска [5]
| Вариаит | Назначение | Температура нагрева, °C | Среда нагрева | HRC |
| II | Снятие напряжений, стабилизация структуры и размеров | 140-160 170-200 230-280 | Масло, расплав селитры, щелочи | 62-65 60-62 55-60 |
| II | Снятие напряжений и понижение твердости | См. примечание 2 | Расплавы селитры, щелочи, печь с воздушной атмосферой | — |
- Изделия высокой точности (1-2 мкм) после предварительного шлифования должны подвергаться повторному отпуску (старению).
- Режим отпуска для получения твердости ниже HRC 55 выбирают по графику рис.2 в соответствии с требуемой твердостью.
- Отпуск при температурах более 250 °С обеспечивает стабилизацию размеров изделий.
- Продолжительность выдержки при отпуске смотри в разделе «Выдержка при отпуске в жидких средах инструмента из углеродистой и легированной стали» ниже
Выдержка при отпуске в жидких средах инструмента из углеродистой и легированной стали
Твердость в состоянии поставки металлопродукции из стали ХВГ, предназначенной для холодной механической обработки (ГОСТ 5950-2000)
| Марки стали | Твердость HB, не более | Диаметр отпечатка, мм, не менее |
| ХВГ | 255 | 3,8 |
Твердость образцов металлопродукции из стали ХВГ после закалки и закалки с отпуском (ГОСТ 5950-2000)
| Марка стали | Температура, °С, и среда закалки образной | Температура отпуска, °С | Твердость HRCэ (HRC), не менее |
| ХВГ | 820-840, масло | 180 | 61 (60) |
Твердость и ударная вязкость в зависимости от сечения образца [7]
| Сечение, мм | Место вырезки образца | КСU, Дж/см 2 | Твердость HRCэ |
| 16 | 1/2R | 40 | 64 |
| 25 | 1/2R | 30 | 64 |
| 50 | 1/2R | 20 | 63 |
| 100 | 1/2R | 15 | 61 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка на мелкое зерно; отпуск при 150-160 °C.
Твердость стали в зависимости от температуры отпуска [8]
* Заготовки сечением до 50 мм закаливаются с охлаждением в масле, св. 50 мм — в расплаве солей с водой.
Механические свойства при комнатной температуре [10]
| НД | Режим термообработки | Сечение, мм | σ0,2, Н/мм2 | σв, Н/мм2 | δ, % | ψ, % | KCU, Дж/см2 | HRC | HB | ||
| Операция | t, °C | Охлаждающая среда | не менее | ||||||||
| ГОСТ 5950-2000 | Отжиг | 770-790 | С печью со скоростью 30 °C/ч | — | Не определяются | — | ≤255 | ||||
| Закалка Отпуск | 820-840 180 | Масло Воздух | Образцы | ≥60 | — | ||||||
Технологические свойства (ОСТ 23.4.127-77)
- Температура ковки, °C: начала 1070, конца 860. Охлаждение замедленное.
- Свариваемость — не применяется для сварных конструкций.
- Обрабатываемость резанием — Kv б.ст = 0,35 и kv тв.спл = 0,75 в горячекатаном состоянии при НВ 235 и ств = 760 МПа.
- Склонность к отпускной хрупкости — малосклонна.
- Флокеночувствительность — чувствительна [11].
Прокаливаемость (ОСТ 23.4.127-77) [12]
Критический диаметр d
| Термообработка | Критическая твердость HRCэ | d, мм, после закалки в масле |
| Закалка | 61 | 15-70 |
Шлифуемость — пониженная при твердости HRCэ 59-61; удовлетворительная [9] при HRCэ 55-67.
Характеристика и применение стали 9хс
Рассматриваемый сплав имеет относительно невысокую стоимость, однако не может выдерживать длительное воздействие высокой температуры. Именно поэтому он особо популярен среди производителей ножей. При необходимости сплаву можно придать требуемую форму, для чего не требуется специальное оборудование. Изначально изделие затачивается, после чего подвергается термической обработке. Выпуская продукцию подобного типа, следует учитывать, что рассматриваемый сплав обладает некоторой хрупкостью и нужно проводить термическую обработку для ее снижения.
Основное назначение сплава заключается в применении при производстве различных инструментов, к примеру, сверл или метчиков. Главное условие — инструмент не должен во время работы нагреваться до критических значений. Кроме этого, сплав походит для выпуска ответственных деталей, которые работают в сложных эксплуатационных условиях. Поэтому 9ХС часто применяют в машиностроительной или иной подобной промышленности.
Химический состав стали 9ХС
| Химический элемент | % |
| Углерод (C) | 0,85 – 0,95 |
| Кремний (Si) | 1,2 – 1,6 |
| Марганец (Mn) | 0,3 – 0,6 |
| Никель (Ni) | до 0,4 |
| Фосфор (P) | до 0,03 |
| Хром (Cr) | 0,95 – 1,25 |
| Молибден (Mo) | до 0,2 |
| Вольфрам (W) | до 0,2 |
| Ванадий (V) | до 0,15 |
| Титан (Ti) | до 0,03 |
| Сера (S) | до 0,03 |
| Медь (Cu) | до 0,3 |
| Железо (Fe) | ~94 |
Механические свойства стали 9ХС
| Состояние поставки, режим термообработки | Сечение, мм | Предел текучести условный, МПа | Предел прочности при растяжении, МПа | Относительное сужение, % | Ударная вязкость, (кДж / м2) | Твердость по Бринеллю, не более |
| Изотермический отжиг 790-810°С. Температура изотермической выдержки 710°С | — | 295-390 | 590-690 | 50-60 | — | 197-241 |
| Закалка 870°С, масло. Отпуск*: | ||||||
| 180-240°С | до 40 | — | — | — | 78 | 59-63 |
| 450-500°С | до 30 | — | — | — | — | 46-50 |
* — температура отпуска рекомендуется для цанг и других деталей пружинного типа, а также нагруженных валов.
Особенности термической обработки
При проведении термической обработки рекомендуется соблюдать нижеприведенные правила:
- Следует постоянно и точно контролировать температурный режим.
- Проводить периодическую проверку твердости.
- Выполнять рентгенанализ структуры для определения внутренних пороков.
- Делать металлографический анализ структуры.
Сегодня для термообработки применяются электрические печи, которые имеют герметичный кожух и система автоматической регулировки температуры нагрева. При необходимости можно контролировать состояние атмосферы для повышения эксплуатационных качеств.
Технологии закалки
Возможные технологии закалки:
- Нагрев до температуры 870 градусов Цельсия и отпуск при 500 градусах Цельсия. Остывание может проходить в воде или масле.
- Нагрев до 870 градусов Цельсия и отпуск при температуре 200 градусов Цельсия.
Отжиг выполняется при 800 градусах Цельсия с последующей изотермической выдержкой при 710 градусах Цельсия. Форма выпуска заготовок: кованные заготовки, калиброванные прутки, полосы, шлифованные прутки и серебрянка. При выпуске заготовок учитываются стандарты, установленные в ГОСТ.
Механические свойства стали 9ХС при повышенных температурах
| Температура испытаний, °С | Предел текучести условный, МПа | Предел прочности при растяжении, МПа | Относительное удлинение после разрыва, % | Относительное сужение, % | Ударная вязкость, (кДж / м2) | Твердость по Бринеллю (HB) |
| Состояние поставки | ||||||
| 20 | 445 | 790 | 26 | 54 | 39 | 243 |
| 200 | 320 | 710 | 22 | 48 | 88 | 218 |
| 400 | 330 | 620 | 32 | 63 | 98 | 213 |
| 600 | 170 | 200 | 52 | 77 | — | 172 |
| 700 | 83 | 98 | 58 | 77 | 147 | — |
| Образец диаметром 10 мм, длиной 50 мм, прокатанный. Скорость деформирования 20 мм/мин. Скорость деформации 0,007 1/с | ||||||
| 800 | 110 | 130 | 26 | 68 | — | — |
| 900 | 65 | 74 | 41 | 95 | — | — |
| 1000 | 42 | 46 | 52 | — | — | — |
| 1100 | 20 | 31 | 54 | — | — | — |
| 1200 | 15 | 20 | 83 | 100 | — | — |
Заменитель
Аналоги
| Германия (DIN) | 150Cr14, 90CrSi5, 90CrSi5 |
| Евронормы (EN) | 1.2108 |
Расшифровка
Цифра 9 в обозначении марки стали указывает среднюю массовую долю углерода в десятых долях процента, т.е. среднее содержание углерода в стали 9ХС равно 0,90%. Буква Х в обозначении марки стали, означает, что сталь легирована хромом. Отсутствие цифры после буквы означает, что доля хрома примерно равно 1%. Буква С в обозначении марки стали, означает, что сталь легирована кремнием. Отсутствие цифры после буквы означает, что доля кремния примерно равно 1%.
| C | Si | Mn | Cr | S | P | Ni | Cu | W | Mo | Ti | V |
| не более | |||||||||||
| 0,85-0,95 | 1,20-1,60 | 0,30-0,60 | 0,95-1,25 | 0,030 | 0,030 | 0,35 | 0,30 | 0,20 | 0,20 | 0,03 | 0,15 |
| Массовая доля, % | |||||||
| C, углерод | Si, кремний | Mn, марганец | Cr, хром | W, вольфрам | V, ванадий | Mo, молибден | Ni, никель |
| 0,85-0,95 | 1,20-1,60 | 0,30-0,60 | 0,95-1,25 | — | — | — | — |
| Марка стали | Твердость HB, не более | Диаметр отпечатка, мм не менее |
| 9ХС | 241 | 3,9 |
Твердость HRCэ(HRC) после закалки и закалки с отпуском (ГОСТ 5950-2000)
| Марка стали | Температура, °C и среда закалки образцов | Температура отпуска, °C | Твердость HRCэ(HRC) не менее |
| 9ХС | 840-860, масло | — | 63(62) |
| Марки стали | Первый нагрев | Изотермическая выдержка | Твердость HВ | ||
| Температура, °C | Выдержка в час. | Температура, °C | Выдержка в час. | ||
| 9ХС | 790-810 | 1-2 | 700-720 | 3-4 | 197-241 |
| Марка стали | Твердость HB | Диаметр отпечатка, мм (при D=10 мм, P=30000 H) |
| 9ХС | 196-241 | 3,9-4,3 |
| Марка стали | Температура, °C | |
| нагрева | изотермической выдержки | |
| 9ХС | 770-800 | 670-720 |
| Обработка давление, после которой выполняется отжиг | Марка стали | Температура отжига, °C |
| Холодная протяжка (калибровка) прутков | 9ХС | 730 |
| Марка Стали | Отжиг | Закалка | Отпуск | |||
| Температура нагрева, °C | Температура нагрева, °C | Охлаждающая среда | Твердость HRC | Температура нагрева, °C | Твердость HRC | |
| 9ХС | 790-810 | 850-880 | Масло | 65-61 | 150-200 | 64-63 |
| 200-300 | 63-59 | |||||
| 300-400 | 59-54 | |||||
| 400-500 | 54-47 | |||||
| 500-600 | 47-39 | |||||
| Марка стали | Температура закалки, °C | Твердость HRC при охлаждении |
| в маслах и горячих средах* | ||
| 9ХС | 865-875 | 63-64 |
| Марка стали | Температура, °C | Твердость HV | Толщина азотированного слоя, мм | |
| закалки | отпуска | |||
| 9ХС | 875 | 200 | 590-630 | 0,07-0,08 |
| Марка стали | Температура, °C | Твердость HRC | |
| закалки* | отпуска | ||
| 9ХС | 745-755 | 550-600 | 27-29 |
| 755-765 | То же | 23-25 | |
| Термообработка | Сечение, мм | σ0,2, МПа | σв, МПа | ψ % | KCU, Дж/см2 | Твердость НВ, HRCэ |
| Изотермический отжиг при 790-810 °С, выдержка при 710 °С | — | 295-390 | 590-690 | 50-60 | — | НВ 197-241 |
| Закалка с 870 °С в масле; отпуск при: | ||||||
| 180-240 °С | До 40 | — | — | — | 78 | 59-63 |
| 450-500 °С*1 | До 30 | — | — | — | — | 46-50 |
*1Температура отпуска рекомендуется для цанг и других деталей пружинного типа, а также для нагруженных валов.
Сталь 9хс гост 5950 2000
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
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 2591-2006, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
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%.
Читайте также: