Поковки из квадратных заготовок 5ХНМ

Поковки из квадратных заготовок 5ХНМ: характеристики и применение

Поковки из квадратных заготовок 5ХНМ представляют собой изделия, полученные горячей объемной штамповкой или свободной ковкой из легированной инструментальной стали марки 5ХНМ. Исходная квадратная заготовка обеспечивает равномерное распределение деформации по сечению, что минимизирует анизотропию механических свойств в готовой поковке. Сталь 5ХНМ (хромоникельмолибденовая) относится к группе штамповых сталей для горячего деформирования, работающих при циклических теплосменах.

Химический состав и структура

Химический состав стали 5ХНМ регламентируется ГОСТ 5950-2000. Основные легирующие элементы хром (от 0,5 до 0,8 %), никель (от 1,4 до 1,8 %) и молибден (от 0,15 до 0,25 %). Углерод содержится в пределах от 0,5 до 0,6 %. После закалки и высокого отпуска структура поковки состоит из сорбита отпуска, что обеспечивает сочетание твердости (от 40 до 45 HRC) и ударной вязкости (KCU не менее 0,3 МДж/м). Квадратная форма исходной заготовки позволяет получать поковки с минимальным припуском на механическую обработку от 2 до 5 мм на сторону в зависимости от габаритов.

Технологические параметры ковки

Температурный интервал ковки для заготовок 5ХНМ составляет от 1100 до 850 C. Нагрев ведется ступенчато для предотвращения термических напряжений: первая ступень до 650 C с выдержкой, вторая до 1100 C. Охлаждение после ковки замедленное в печи или в термосе до температуры не выше 200 C, чтобы избежать образования закалочных трещин. Степень укова (отношение исходного сечения к конечному) для квадратных заготовок 5ХНМ рекомендуется в диапазоне от 2 до 4, что обеспечивает проработку литой структуры и получение мелкозернистой текстуры.

Механические свойства поковок 5ХНМ

Области применения

Поковки из квадратных заготовок 5ХНМ востребованы в производстве тяжелонагруженного инструмента для горячего деформирования. Основные сферы использования:

• штампы для горизонтально-ковочных машин (ГКМ) и кривошипных горячештамповочных прессов;
• матрицы и пуансоны для выдавливания деталей из алюминиевых и медных сплавов;
• вставки пресс-форм для литья под давлением цинковых и магниевых сплавов;
• ножи для горячей резки проката на ножницах с усилием от 1000 до 2500 кН;
• детали арматуры экструзионных линий, работающие при температурах до 500 C.

Особенности термообработки

После ковки поковки 5ХНМ подвергаются отжигу на зернистый перлит при температуре от 760 до 780 C с последующим медленным охлаждением (от 20 до 30 C/ч) до 600 C. Окончательная термическая обработка включает закалку от 850 до 870 C в масле и отпуск при температуре от 520 до 580 C. Твердость после отпуска регулируется в диапазоне от 38 до 45 HRC в зависимости от требуемой износостойкости. Для поковок с квадратным сечением более 200 мм рекомендуется предварительный отпуск при 400 C для снятия напряжений после закалки.

Контроль качества

Каждая поковка из квадратной заготовки 5ХНМ проходит неразрушающий контроль: ультразвуковую дефектоскопию (УЗД) на наличие внутренних трещин и расслоений, а также магнитопорошковый метод для выявления поверхностных дефектов. Допустимая глубина залегания дефектов не превышает 3 % от толщины сечения. Контроль твердости проводится по методу Роквелла (шкала C) не менее чем в трех точках по длине поковки. Разброс твердости по сечению не должен превышать 3 HRC.

Вопросы и ответы