5ХНМ: характеристики, состав и применение инструментальной стали

5ХНМ относится к инструментальным штамповым сталям. Материал используют для изготовления молотовых штампов паровоздушных и пневматических молотов с массой падающих частей свыше 3 т, прессовых штампов и штампов машинной скоростной штамповки при горячем деформировании легких цветных сплавов. Также сталь применяют для блоков матриц вставок горизонтально-ковочных машин. В справочных данных указаны заменители 5ХНВ, 5ХГМ, 4ХМФС, 5ХНВС и 4Х5В2ФС.

Назначение и особенности штамповой стали

Материал предназначен для деталей штампового инструмента, работающих при горячем деформировании. В перечне назначений отдельно указаны молотовые штампы, прессовые штампы, штампы машинной скоростной штамповки и блоки матриц для вставок горизонтально-ковочных машин.

Область применения в исходных данных связана с обработкой легких цветных сплавов. Для молотовых штампов оговорена масса падающих частей свыше 3 т. Зарубежные аналоги для этой марки известны, а в справочном документе приведены обозначения материалов из ряда национальных систем.

Химический состав и классификация

Состав приведен в массовых долях, проценты относятся к материалу. Углерод содержится в диапазоне 0,5-0,6 %, кремний составляет 0,1-0,4 %, марганец 0,5-0,8 %, никель 1,4-1,8 %. Содержание серы и фосфора указано как не более 0,03 % для каждого элемента.

Хром присутствует в количестве 0,5-0,8 %, молибден 0,15-0,3 %, медь не более 0,3 %. Такое представление состава удобно использовать при сверке марки с нормативными и закупочными документами. Дополнительные элементы в предоставленной таблице химического состава не указаны.

• Углерод: 0,5-0,6 %.
• Кремний: 0,1-0,4 %.
• Марганец: 0,5-0,8 %.
• Никель: 1,4-1,8 %.
• Сера и фосфор: до 0,03 % каждого элемента.
• Хром: 0,5-0,8 %, молибден: 0,15-0,3 %.
• Медь: до 0,3 %.

Температурные точки, свойства и обработка

Критические точки материала в документе обозначены следующими значениями: Ac1 = 730 °C, Ac3 (Acm) = 780 °C, Ar3 (Arcm) = 640 °C, Ar1 = 610 °C, Mn = 230 °C. В качестве режима термообработки для приведенных механических показателей указаны закалка при 850 °C в масле и отпуск при 460-520 °C.

Механические свойства приведены для температуры 20 °C и сортамента размером 100-200 мм. Предел кратковременной прочности составляет 1570 МПа, предел пропорциональности, обозначенный в таблице как предел текучести для остаточной деформации, 1420 МПа. Относительное удлинение равно 9 %, относительное сужение 35 %, ударная вязкость KCU составляет 340 кДж/м².

Показатель	Значение	Условия
Предел кратковременной прочности	1570 МПа	Температура 20 °C, размер 100-200 мм
Предел пропорциональности	1420 МПа	Температура 20 °C, размер 100-200 мм
Относительное удлинение	9 %	Температура 20 °C
Относительное сужение	35 %	Температура 20 °C
Ударная вязкость KCU	340 кДж/м2	Закалка 850 °C, масло; отпуск 460-520 °C

Практическое использование и выбор материала

При подборе продукции сначала сопоставляют назначение детали с областью применения, указанной для марки, затем проверяют вид поставки и нормативный документ. В справочных данных предусмотрены сортовой и фасонный прокат, болванки, заготовки, слябы, листы и полосы. Для сортового и фасонного проката приведены варианты В22 и В32, для заготовок и слябов В31, для листов и полос В33.

Технологические свойства требуют отдельного внимания. Материал не применяется для сварных конструкций и чувствителен к флокенам. Склонность к отпускной хрупкости указана как отсутствующая. При использовании числовых характеристик нужно учитывать заданные в таблицах температуру испытаний, размер сортамента и режим термообработки, поскольку эти условия относятся к конкретным приведенным показателям.

Для сопоставления с документацией в перечне указаны ГОСТ 1133-71, ГОСТ 2590-2006 и ГОСТ 2591-2006 для В22; ГОСТ 7831-78 для В31; ГОСТ 1051-73, ГОСТ 14955-77, ГОСТ 5950-2000, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75 и ГОСТ 8560-78 для В32; ГОСТ 4405-75 для В33. Виды поставки и обозначения нормативов следует связывать с фактическим сортаментом, указанным в документах на конкретную продукцию.

Прокат 5ХНМ в каталоге

В каталоге материал представлен в категориях, связанных с листовым и полосовым прокатом. Пользователь может перейти к холоднокатаным и горячекатаным листам, листу инструментальному, а также к стальной и инструментальной полосе. Отдельно выделены стальная и инструментальная шина. Такой состав связанных категорий помогает искать нужный вид изделия через формат проката, не смешивая его с общими сведениями о марке.

Доступные направления включают листы холоднокатаные, листы горячекатаные, лист инструментальный, полосу стальную, полосу инструментальную, шину стальную и шину инструментальную. При выборе категории ориентируются на требуемый вид поставки и на сведения сопроводительной документации.