Сталь 5ХНМ 📘 Технический справочник
Содержание 5ХНМ
- Что такое сталь 5ХНМ?
- Расшифровка марки
- Химический состав (ГОСТ 5950)
- Механические свойства
- Твердость стали 5ХНМ (HRC, HB)
- Физические свойства
- Технологические свойства
- Термообработка (отжиг, закалка, отпуск)
- Режимы термообработки
- Области применения
- Преимущества и недостатки
- Аналоги и сравнение
- Нормативные документы (ГОСТ, ТУ)
- Цены на сталь 5ХНМ
- Продукция из стали 5ХНМ
📌 Сталь 5ХНМ — штамповая сталь для горячего деформирования
Сталь 5ХНМ — это штамповая сталь для горячего деформирования, обладающая высокой термостойкостью, износостойкостью и сопротивлением усталости. Широко применяется для изготовления штампов, пресс-форм и инструмента, работающего при высоких температурах и ударных нагрузках.
Основные характеристики: твердость после термообработки 44-48 HRC, предел прочности 1500-1800 МПа, рабочая температура до 500°C.
🔍 Расшифровка стали 5ХНМ
5 — содержание углерода ~0,5% (0,50-0,60%). Обеспечивает хорошее сочетание прочности и вязкости, формирует мартенситную структуру при закалке и обеспечивает высокую твердость (до 52-56 HRC после термообработки.
Х — наличие хрома (0,50-0,80%). Повышает прокаливаемость (глубину закалки), формирует карбиды, улучшает окалиностойкость при нагреве и позволяет сохранять твердость в массивных штампах.
Н — содержание никеля (1,40-1,80%). Повышает вязкость и сопротивление ударным нагрузкам, снижает порог хладноломкости, стабилизирует аустенит это предотвращает хрупкое разрушение штампов при циклических нагрузках.
М — добавка молибдена (0,15-0,30%).Образует мелкодисперсные карбиды он Подавляет отпускную хрупкость, повышает термостойкость, увеличивает сопротивление ползучести.
⚗️ Химический состав (ГОСТ 5950-2000)
| Элемент | Содержание, % |
|---|---|
| Углерод (C) | 0,50 – 0,60 |
| Кремний (Si) | 0,10 – 0,40 |
| Марганец (Mn) | 0,50 – 0,80 |
| Хром (Cr) | 0,50 – 0,80 |
| Никель (Ni) | 1,40 – 1,80 |
| Молибден (Mo) | 0,15 – 0,30 |
| Сера (S) | ≤ 0,030 |
| Фосфор (P) | ≤ 0,030 |
| Медь (Cu) | ≤ 0,30 |
🔧 Механические свойства (после термообработки)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Твердость (HRC) | 44 – 48 |
| Предел прочности σв, МПа | 1500 – 1800 |
| Предел текучести σ0,2, МПа | 1300 – 1600 |
| Ударная вязкость KCU, Дж/см² | 30 – 50 |
📊 Отожженная: 207-241 HB | После закалки: 50-54 HRC
📊 Твердость стали 5ХНМ (HRC, HB)
| Состояние | Твердость |
|---|---|
| Отожженная | 207 – 241 HB |
| После закалки (840-860°C, масло) | 50 – 54 HRC |
| После отпуска (450-550°C) — рабочая | 40 – 48 HRC |
| После нормализации | 302 – 375 HB |
🔥 Физические свойства
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Плотность, кг/м³ | 7800 |
| Температура плавления, °C | 1420 – 1460 |
| Коэф. линейного расширения α·10⁶, 1/°C (20-100°C) | 12,6 |
Критические точки: Ac₁ = 730°C, Ac₃ = 780°C, Ar₃ = 680°C, Ar₁ = 610°C, Ms = 220°C.
🛠️ Технологические свойства
⚠️ Свариваемость: не применяется для сварных конструкций ✂️ Обрабатываемость: удовлетворительная
- Обрабатываемость резанием: В отожженном состоянии при HB 286, Kυ тв.спл. = 0,6, Kυ б.ст. = 0,3.
- Температура ковки: Начала 1240°C, конца 750°C. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-350 мм — в яме.
- Склонность к отпускной хрупкости: не склонна
- Флокеночувствительность: чувствительна
🔥 Термообработка стали 5ХНМ
- Отжиг: 780-800°C, охлаждение с печью (30-50°C/час). Твердость 207-241 HB.
- Закалка: 840-860°C (масло). Выдержка 1 час на 25 мм сечения.
- Отпуск: 450-550°C (2-3 часа, 2-3 цикла). Рабочая твердость 40-48 HRC.
⚙️ Режимы термообработки (температура, время, среда)
| Вид обработки | Температура, °C | Охлаждающая среда | Выдержка |
|---|---|---|---|
| Отжиг | 780 – 800 | С печью (30-50°C/час) | 2-4 часа |
| Закалка | 840 – 860 | Масло | 1 час на 25 мм сечения |
| Отпуск | 450 – 550 | Воздух | 2-3 часа (2-3 раза) |
🏗️ Области применения стали 5ХНМ
- ✅ Штампы для горячей штамповки (молотовые, прессовые)
- ✅ Пресс-формы для литья под давлением легких цветных сплавов
- ✅ Инструмент для горячей обработки металлов
- ✅ Кузнечные штампы паровоздушных и пневматических молотов
- ✅ Матрицы вырубных штампов
- ✅ Блоки матриц для вставок горизонтально-ковочных машин
👍👍 Преимущества и недостатки
✅ Преимущества
- Высокая теплостойкость (до 500°C)
- Хорошая сопротивляемость термическим ударам
- Оптимальное сочетание прочности и вязкости
- Устойчивость к образованию трещин
- Исключительная стойкость к ударным нагрузкам
❌ Недостатки
- Ограниченная теплостойкость (до 500°C)
- Высокая стоимость (из-за содержания никеля)
- Сложность обработки в закаленном состоянии
- Требовательность к режимам термообработки
- Не применяется для сварных конструкций
🌍 Аналоги стали 5ХНМ и сравнение
Российские аналоги: 5ХНВ, 5ХГМ, 4ХМФС, 5ХНВС. Зарубежные аналоги: DIN 1.2713 (Германия), AISI L6 (США), EN 55NiCrMoV7, GB 5CrNiMo (Китай).
| Параметр | 5ХНМ | 4Х5МФС | 3Х2В8Ф | 5ХНВ | 5ХГМ |
|---|---|---|---|---|---|
| Основные легирующие | Cr, Ni, Mo | Cr, Mo, V, Si | Cr, W, V | Cr, Ni, W | Cr, Mn, Mo |
| Твердость HRC | 44-48 | 50-54 | 48-52 | 45-49 | 42-46 |
| Теплостойкость, °C | до 500 | до 600 | до 650 | до 500 | до 500 |
| Ударная вязкость | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ | ★★★★☆ |
| Стоимость | Высокая | Средняя | Очень высокая | Высокая | Средняя |
Вывод: Сталь 5ХНМ — оптимальный выбор для тяжелых условий горячей ковки, где требуются высокая ударная вязкость и стойкость к термоусталости. Для менее нагруженных операций можно использовать 5ХГМ, для более высокотемпературных — 4Х5МФС или 3Х2В8Ф.
📄 Нормативные документы (ГОСТ на сталь 5ХНМ)
💰 Цены на сталь 5ХНМ (средние по РФ)
| Форма поставки | Цена за кг (руб) |
|---|---|
| Круг Ø20-60 мм | 180 – 250 |
| Поковка | 200 – 280 |
| Лист | 190 – 260 |
| Квадрат | 185 – 255 |
Цены указаны ориентировочно. Возможны сезонные колебания.
❓ Часто задаваемые вопросы о стали 5ХНМ
📦 Продукция из стали 5ХНМ
✔️ Резка в размер, доставка по РФ, сертификаты.
✅ ООО «СТАРТЕКС» — поставка стали 5ХНМ по всей России с сертификатами. В наличии круг, поковка, лист, квадрат. Резка в размер, доставка авто и Ж/Д.