Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная штамповая 5ХГМ

Сталь инструментальная штамповая марки 5ХГМ: описание, свойства и применение

Сталь 5ХГМ – это высококачественная инструментальная штамповая сталь, обладающая уникальным сочетанием прочности, износостойкости и вязкости. Благодаря своим характеристикам, она нашла широкое применение в различных отраслях промышленности для изготовления инструментов, работающих в условиях высоких ударных нагрузок и температур.

Уникальные свойства стали 5ХГМ

• Высокая прочность и износостойкость: Обеспечивается легированием стали хромом, марганцем и молибденом, что позволяет инструментам из 5ХГМ сохранять остроту режущей кромки и выдерживать значительные нагрузки.
• Повышенная вязкость: Наличие марганца в составе стали обеспечивает её устойчивость к образованию трещин и сколов при ударных нагрузках.
• Хорошая прокаливаемость: Сталь 5ХГМ хорошо прокаливается на воздухе и в масле, что позволяет получать изделия с высокой твердостью по всему сечению.
• Устойчивость к отпускной хрупкости: Легирование молибденом снижает склонность стали к отпускной хрупкости, что позволяет проводить термическую обработку в широком диапазоне температур.
• Относительная простота обработки: Сталь 5ХГМ хорошо обрабатывается резанием и поддается ковке и штамповке в горячем состоянии.

 

Химический состав стали 5ХГМ (ГОСТ 5950-2000)

В таблице представлен химический состав стали 5ХГМ в соответствии с ГОСТ 5950-2000.

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.50 - 0.60
Хром (Cr)	0.70 - 1.00
Марганец (Mn)	0.90 - 1.20
Молибден (Mo)	0.50 - 0.80
Кремний (Si)	0.10 - 0.40
Никель (Ni)	до 0.40
Медь (Cu)	до 0.30
Сера (S)	до 0.030
Фосфор (P)	до 0.030
Ванадий (V)	до 0.15

Расшифровка обозначения:

• 5 – указывает на содержание углерода в сотых долях процента (0,5%).
• Х – указывает на содержание хрома (Cr) в стали.
• Г – указывает на содержание марганца (Mn) в стали.
• М – указывает на содержание молибдена (Mo) в стали.

 

Механические свойства стали 5ХГМ

Механические свойства стали 5ХГМ зависят от режима термической обработки. В таблице представлены типичные значения после закалки и отпуска.

Свойство	Значение
Твердость HRCэ после закалки и отпуска	56-60
Предел прочности при растяжении (σв), МПа	1200-1400
Предел текучести (σт), МПа	1000-1200
Относительное удлинение (δ5), %	8-12
Относительное сужение (ψ), %	20-30
Ударная вязкость (KCU), Дж/см²	20-40

 

Физические свойства стали 5ХГМ

Свойство	Значение
Плотность, кг/м³	7850
Модуль упругости, ГПа	210
Коэффициент линейного расширения (20-100°C), 1/°C	11.5 x 10⁻⁶
Теплопроводность, Вт/(м*°C)	29
Удельная теплоемкость, Дж/(кг*°C)	460
Электросопротивление, мкОм*м	0.24

 

Сферы применения стали 5ХГМ

Сталь 5ХГМ благодаря своим свойствам находит широкое применение в различных отраслях промышленности:

• Кузнечно-прессовое производство: Изготовление штампов горячей деформации, используемых для ковки и штамповки деталей из различных материалов (сталь, цветные сплавы). Примеры:
  • Штампы для горячей штамповки: Производство поковок деталей машин и оборудования, таких как коленчатые валы, шатуны, шестерни и другие.
  • Пресс-формы для литья под давлением: Изготовление деталей сложной формы из алюминиевых и магниевых сплавов.
• Металлообрабатывающее производство: Производство инструмента, работающего с ударными нагрузками. Примеры:
  • Прошивные пуансоны: Используются для прошивки отверстий в толстолистовом металле.
  • Вырубные штампы: Применяются для вырубки деталей различной формы из листового металла.
  • Гибочные штампы: Используются для придания необходимой формы листовому металлу методом гибки.
  • Волоки: Инструмент для протяжки проволоки через отверстие для уменьшения ее диаметра.
• Машиностроение: Изготовление деталей, подвергающихся высоким нагрузкам и износу. Примеры:
  • Зуборезный инструмент: Производство зуборезных фрез, долбяков и шеверов для обработки зубчатых колес.
  • Режущий инструмент: Изготовление ножей для гильотин, рубильных машин и других видов оборудования.
• Горнодобывающая промышленность: Производство инструмента для работы в тяжелых условиях. Примеры:
  • Буровые коронки: Используются для бурения скважин в горных породах.
  • Шарошки: Применяются для дробления горной массы.
• Деревообрабатывающая промышленность: Изготовление инструмента для обработки древесины. Примеры:
  • Ножи для деревообрабатывающих станков: Используются для строгания, фугования и других операций.

Виды металлопроката из стали 5ХГМ

Сталь 5ХГМ поставляется в виде различных видов металлопроката:

• Круг: Используется для изготовления осей, валов, пуансонов, оправок и других деталей.
• Квадрат: Применяется для производства штампов, плашек, матриц и других видов инструмента.
• Полоса: Используется для изготовления ножей, резцов, направляющих и других деталей.
• Лист: Применяется для изготовления штампов, матриц, вырубных штампов и других видов инструмента.
• Поковки: Используются для изготовления деталей сложной формы, требующих высокой прочности и износостойкости.

ГОСТы, регламентирующие сталь 5ХГМ и металлопрокат из неё

На сталь 5ХГМ и металлопрокат из нее распространяются следующие ГОСТы:

• ГОСТ 5950-2000 "Прутки, полосы, кованые и штампованные заготовки из инструментальной стали. Общие технические условия." Основной стандарт, определяющий химический состав, механические свойства и другие требования к стали 5ХГМ.
• ГОСТ 2590-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент." Регламентирует сортамент круглого проката.
• ГОСТ 2591-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент." Регламентирует сортамент квадратного проката.
• ГОСТ 4405-75 "Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент." Регламентирует сортамент полосового проката.
• ГОСТ 7417-75 "Сталь калиброванная круглая. Сортамент." Регламентирует сортамент калиброванного круглого проката.
• ГОСТ 103-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент." Регламентирует сортамент полосового проката.
• ГОСТ 1133-71 "Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент." Регламентирует сортамент кованого круглого и квадратного проката.
• ГОСТ 1435-99 "Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали. Общие технические условия." (Косвенно относится, так как определяет общие требования к инструментальным сталям).
• ГОСТ 7505-89 "Поковки стальные штампованные. Общие технические условия." Регламентирует требования к стальным штампованным поковкам.

Важно: При выборе стали 5ХГМ и металлопроката из нее необходимо руководствоваться действующими стандартами и техническими условиями, а также учитывать конкретные условия эксплуатации инструмента или детали.

 

Операции в цехах с использованием стали 5ХГМ

Сталь 5ХГМ используется на различных этапах производства в цехах:

• Металлургическое производство:
  • Выплавка стали: В электропечах или конвертерах производится выплавка стали 5ХГМ заданного химического состава.
  • Разливка стали: Расплавленная сталь разливается в слитки или заготовки для дальнейшей обработки.
• Кузнечно-прессовый цех:
  • Нагрев заготовок: Заготовки нагреваются до температуры ковки или штамповки.
  • Ковка: Придание заготовке требуемой формы методом ковки на молотах или прессах.
  • Штамповка: Изготовление деталей сложной формы с помощью штампов.
  • Термическая обработка: Закалка и отпуск для придания детали необходимых механических свойств.
  • Механическая обработка: Обработка детали резанием для достижения окончательных размеров и формы.
• Инструментальный цех:
  • Изготовление инструмента: Производство штампов, пуансонов, матриц, ножей и другого инструмента из стали 5ХГМ.
  • Термическая обработка инструмента: Закалка и отпуск для повышения твердости и износостойкости инструмента.
  • Шлифовка и доводка: Достижение необходимой точности и шероховатости поверхности инструмента.
• Механический цех:
  • Механическая обработка деталей: Обработка деталей из стали 5ХГМ резанием (точение, фрезерование, сверление) для достижения требуемых размеров и формы.
  • Термическая обработка деталей: Закалка и отпуск деталей для повышения их прочности и износостойкости.
• Ремонтный цех:
  • Восстановление инструмента: Ремонт и восстановление изношенного инструмента из стали 5ХГМ.
  • Изготовление запасных частей: Производство запасных частей для оборудования из стали 5ХГМ.

 

В заключение, сталь 5ХГМ – это универсальная инструментальная сталь, которая благодаря своим высоким эксплуатационным характеристикам нашла широкое применение в различных отраслях промышленности. Правильный выбор режима термической обработки позволяет получить оптимальные механические свойства для конкретных условий эксплуатации, обеспечивая долговечность и надежность инструмента и деталей, изготовленных из этой стали. При выборе стали 5ХГМ необходимо тщательно изучать нормативную документацию и учитывать требования, предъявляемые к готовому изделию.