Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная валковая 9Х2

Сталь инструментальная валковая марки 9Х2: описание, свойства и применение

Сталь 9Х2 – это легированная инструментальная валковая сталь, разработанная для изготовления прокатных валков, используемых в горячей и холодной прокатке. Она обладает высокой износостойкостью, прочностью и сопротивлением термической усталости, что делает её незаменимой в металлургической промышленности.

Свойства Стали 9Х2

• Высокая износостойкость: Обеспечивается высоким содержанием углерода и легирующих элементов, формирующих твердые карбиды в структуре стали.
• Высокая прочность: Легирующие элементы, такие как хром и вольфрам, повышают прочность стали при высоких температурах, что критично для горячей прокатки.
• Сопротивление термической усталости: Способность выдерживать многократные циклы нагрева и охлаждения без образования трещин, что увеличивает срок службы валков.
• Глубокая прокаливаемость: Обеспечивает получение однородной структуры по всему сечению валка после термической обработки.
• Умеренная обрабатываемость резанием: Требует использования твердосплавного инструмента и оптимизированных режимов резания.
• Свариваемость: Ограниченно свариваемая, рекомендуется предварительный подогрев и последующая термообработка.

Химический Состав Стали 9Х2 (ГОСТ 5950-2000)

В таблице указан химический состав стали 9Х2 в процентном соотношении по массе элементов.

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0.85 - 0.95
Хром (Cr)	1.20 - 1.60
Кремний (Si)	0.10 - 0.40
Марганец (Mn)	0.20 - 0.50
Никель (Ni)	до 0.40
Сера (S)	до 0.030
Фосфор (P)	до 0.030
Медь (Cu)	до 0.30

Механические Свойства Стали 9Х2

Механические свойства стали 9Х2 зависят от режима термической обработки. Приводятся типичные значения для закаленной и отпущенной стали.

Свойство	Значение	Единица измерения
Твердость (HRC) после закалки и отпуска	45-55	HRC
Предел прочности (временное сопротивление) (σв)	780-980	МПа
Предел текучести (σт)	590-780	МПа
Относительное удлинение (δ)	5-10	%
Относительное сужение (ψ)	10-20	%
Ударная вязкость (KCU)	20-40	Дж/см²

Расшифровка обозначений:

• σв – Предел прочности при растяжении, характеризует максимальное напряжение, которое материал может выдержать до разрушения.
• σт – Предел текучести, характеризует напряжение, при котором материал начинает деформироваться пластически.
• δ – Относительное удлинение при разрыве, характеризует пластичность материала, то есть способность к деформации перед разрушением.
• ψ – Относительное сужение при разрыве, характеризует способность материала к сужению поперечного сечения в месте разрыва.
• KCU – Ударная вязкость, характеризует сопротивление материала хрупкому разрушению при ударных нагрузках. HRC - твердость по Роквеллу.

Физические Свойства Стали 9Х2

Свойство	Значение	Единица измерения
Плотность	7750-7850	кг/м³
Температура плавления	1420-1480	°C
Коэффициент линейного теплового расширения (α) (20-100°C)	11.5-12.5	10⁻⁶/°C
Теплопроводность (λ)	29-33	Вт/(м·К)
Удельная теплоемкость (c)	460-480	Дж/(кг·К)
Модуль упругости (E)	200-210	ГПа
Электрическое сопротивление (ρ)	0.20-0.30	мкОм·м

Расшифровка обозначений:

• α – Коэффициент линейного теплового расширения, характеризует изменение размеров материала при изменении температуры.
• λ – Теплопроводность, характеризует способность материала проводить тепло.
• c – Удельная теплоемкость, характеризует количество тепла, необходимое для нагрева единицы массы материала на один градус.
• E – Модуль упругости, характеризует сопротивление материала упругой деформации.
• ρ – Электрическое сопротивление, характеризует способность материала сопротивляться прохождению электрического тока.

Сферы Применения Стали 9Х2

Сталь 9Х2 широко используется для изготовления:

• Прокатные валки горячей прокатки: Предназначены для обработки металла при высоких температурах (до 1200°C). Валки из стали 9Х2 применяются в чистовых клетях прокатных станов, где требуется высокая износостойкость и сопротивление термической усталости. Они используются для производства сортового проката, труб, листов и других видов продукции.
• Прокатные валки холодной прокатки: Используются для обработки металла при более низких температурах (до 200°C). Валки из стали 9Х2 применяются для производства тонколистового проката, лент и фольги.
• Инструмент для обработки металлов давлением: Небольшие штампы, матрицы, пуансоны для холодной штамповки, работающие с небольшими нагрузками и требующие высокой износостойкости.
• Детали, работающие на истирание: Вкладыши подшипников, кулачки и другие детали, подверженные износу.

Виды Металлопроката из Стали 9Х2

Сталь 9Х2 поставляется в виде:

• Круг: Используется для изготовления валков небольшого диаметра, а также для производства заготовок для инструмента.
• Поковка: Крупные заготовки для прокатных валков, изготавливаемые методом ковки или штамповки.
• Листовой прокат: Используется для изготовления деталей, работающих на истирание, а также для футеровки оборудования.

ГОСТы, Ссылающиеся на Сталь 9Х2

• ГОСТ 5950-2000. Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали. Общие технические условия. Настоящий стандарт распространяется на горячекатаные, кованые, калиброванные и шлифованные прутки и полосы, мотки из инструментальной легированной стали.
• ГОСТ 2590-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
• ГОСТ 1051-73. Прокат калиброванный. Общие технические условия.
• ГОСТ 14959-2016. Сталь инструментальная легированная. Технические условия. (включает требования к химическому составу и механическим свойствам).
• ГОСТ 7417-75. Сталь калиброванная круглая. Сортамент.
• ОСТ 3-1686-90 Изделия горячекатаные из инструментальной стали. Сортамент.
• ТУ 14-1-1089-74 Прутки кованые из стали марки 9Х2 для холодной высадки

Операции в Цехах, Производимые с Использованием Материалов из Стали 9Х2

Сталь 9Х2 находит широкое применение в различных цехах металлургических и машиностроительных предприятий. Рассмотрим основные операции, где она используется:

• Прокатное производство:
  • Производство валков: В вальцеделательных цехах сталь 9Х2 используется для изготовления прокатных валков различных размеров и конфигураций. Процесс включает в себя ковку или литье заготовок, механическую обработку (точение, фрезерование, шлифование), термическую обработку (закалка и отпуск) и контроль качества.
  • Горячая прокатка: Валки из стали 9Х2 используются непосредственно в горячепрокатных станах для производства сортового, листового и трубного проката. Они подвергаются высоким температурам и механическим нагрузкам, поэтому требуют высокой износостойкости и сопротивления термической усталости.
  • Холодная прокатка: Валки из стали 9Х2 применяются в станах холодной прокатки для производства тонколистового проката, лент и фольги. Здесь важна высокая твердость и чистота поверхности валков для обеспечения требуемого качества продукции.
• Инструментальное производство:
  • Изготовление штампов и пресс-форм: Сталь 9Х2 используется для изготовления небольших штампов и пресс-форм, применяемых в холодной штамповке. Процесс включает в себя механическую обработку заготовок, термическую обработку для придания необходимой твердости и износостойкости, а также финишную обработку (шлифование, полирование).
  • Производство режущего инструмента: Из стали 9Х2 могут изготавливаться некоторые виды режущего инструмента, работающие с невысокими скоростями резания и требующие высокой износостойкости.
• Механическая обработка:
  • Токарная обработка: Сталь 9Х2 используется для изготовления различных деталей на токарных станках. Требует применения твердосплавного инструмента и соблюдения оптимальных режимов резания из-за высокой твердости.
  • Фрезерная обработка: Применяется для обработки сложных поверхностей деталей из стали 9Х2 на фрезерных станках.
  • Шлифование: Используется для финишной обработки деталей из стали 9Х2, требующих высокой точности размеров и чистоты поверхности.
• Термическая обработка:
  • Закалка: Проводится для повышения твердости и износостойкости стали 9Х2.
  • Отпуск: Выполняется после закалки для снятия внутренних напряжений и придания стали необходимой вязкости.
• Ремонтное производство:
  • Восстановление валков: Изношенные прокатные валки из стали 9Х2 могут быть восстановлены путем шлифования, наплавки или другими методами.
  • Изготовление запасных частей: Сталь 9Х2 используется для изготовления запасных частей для оборудования, работающего в условиях интенсивного износа.

Таким образом, сталь 9Х2 является важным материалом для различных отраслей промышленности, требующих высокой прочности, износостойкости и термической стабильности. Ее применение охватывает широкий спектр операций, от производства прокатных валков до изготовления режущего инструмента и запасных частей для оборудования.