Сталь 5ХНМ: расшифровка, характеристики, ГОСТ 5950, твердость HRC, закалка | Справочник инженера

Сталь 5ХНМ 📘 Технический справочник

Штамповая сталь для горячего деформирования: расшифровка марки, ГОСТ 5950, химический состав, механические и технологические свойства, термообработка, применение, аналоги.

📖 Содержание: всё о стали 5ХНМ

1. Что такое сталь 5ХНМ?
2. Расшифровка марки
3. Химический состав (ГОСТ 5950)
4. Механические свойства
5. Твердость стали 5ХНМ (HRC, HB)
6. Физические свойства
7. Технологические свойства
8. Термообработка (отжиг, закалка, отпуск)
9. Режимы термообработки (температура, время, среда)
10. Области применения
11. Преимущества и недостатки
12. Аналоги и сравнение с 4Х5МФС, 3Х2В8Ф, 5ХНВ, 5ХГМ
13. Нормативные документы (ГОСТ, ТУ)
14. Цены на сталь 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 марки стали 5ХНМ

5 — содержание углерода ~0,5% (0,50-0,60%). Обеспечивает хорошее сочетание прочности и вязкости, формирует мартенситную структуру при закалке.

Х — наличие хрома (0,50-0,80%). Повышает прокаливаемость (глубину закалки), формирует карбиды, улучшает окалиностойкость при нагреве.

Н — содержание никеля (1,40-1,80%). Повышает вязкость и сопротивление ударным нагрузкам, снижает порог хладноломкости, стабилизирует аустенит.

М — добавка молибдена (0,15-0,30%). Подавляет отпускную хрупкость, повышает термостойкость, увеличивает сопротивление ползучести.

Соответствует ГОСТ 5950-2000 «Стали инструментальные штамповые».

Влияние легирующих элементов на свойства стали 5ХНМ

Углерод (C) 0,50-0,60%: Обеспечивает высокую твердость (до 52-56 HRC после термообработки), участвует в образовании карбидов с Cr и Mo.
Хром (Cr) 0,50-0,80%: 1% Cr позволяет сохранять твердость в массивных штампах, повышает прокаливаемость.
Никель (Ni) 1,40-1,80%: Предотвращает хрупкое разрушение штампов при циклических нагрузках, повышает вязкость.
Молибден (Mo) 0,15-0,30%: Образует мелкодисперсные карбиды Mo₂C, повышает термостойкость.

⚗️ Химический состав (ГОСТ 5950-2000)

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)

После закалки и отпуска

Характеристика	Значение
Твердость (HRC)	44 – 48
Предел прочности σ_в, МПа	1500 – 1800
Предел текучести σ_0,2, МПа	1300 – 1600
Ударная вязкость KCU, Дж/см²	30 – 50

В разных состояниях

Отожженная: 207 – 241 HB
После нормализации: 302 – 375 HB
После закалки: 50 – 54 HRC

📊 Твердость стали 5ХНМ (HRC, HB)

Отожженная: HB ≤ 241
После закалки (840-860°C, масло): 50 – 54 HRC
После отпуска (450-550°C): 40 – 48 HRC (рабочая твердость)
Режим окончательной термообработки (отпуск 400-480°C): 44-48 HRC
Режим окончательной термообработки (отпуск 500-550°C): 40-43 HRC

🔥 Физические свойства

Параметр	Значение
Плотность, кг/м³	7800
Температура плавления, °C	1420 – 1460
Коэф. линейного расширения α·10⁶, 1/°C	12,6 (20-100°C)

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 и σ_B = 900 МПа, K_{υ тв.спл.} = 0,6, K_{υ 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 обработкиТемпература, °CОхлаждающая средаВыдержкаОтжиг780 – 800С печью (30-50°C/час)2-4 часаЗакалка840 – 860Масло1 час на 25 мм сеченияОтпуск450 – 550Воздух2-3 часа (2-3 раза)

🏗️ Области применения стали 5ХНМ

Сталь 5ХНМ используется для изготовления инструмента, работающего в условиях высоких температур и ударных нагрузок:

✅ 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).

📊 Сравнение стали 5ХНМ с 4Х5МФС, 3Х2В8Ф, 5ХНВ и 5ХГМ

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
Основное применение	Ковочные штампы	Штампы горячей штамповки	Пресс-формы	Штампы средней нагруженности	Штампы ударного действия

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)

ГОСТ 5950-2000 — прокат из инструментальной штамповой стали

Основной стандарт. Регламентирует химический состав, механические свойства, правила приёмки. Сталь 5ХНМ поставляется в горячекатаном, калиброванном виде.

ГОСТ 5950-73 — действовавший ранее стандарт

Заменён на 5950-2000. Основные требования к стали 5ХНМ остались неизменными.

ГОСТ 2590-71 — прокат круглый горячекатаный

Стандарт на круглую 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.

Факторы, влияющие на стоимость: объём партии, форма поставки, состояние металла, регион поставки, дополнительная обработка.

❓ Часто задаваемые вопросы о стали 5ХНМ

Как расшифровывается марка стали 5ХНМ?

5 — 0,5% углерода, Х — хром, Н — никель, М — молибден. Штамповая сталь для горячего деформирования.

Какая твердость стали 5ХНМ?

После отпуска (рабочая) 40-48 HRC. После закалки 50-54 HRC. В отожженном состоянии HB ≤ 241.

Какая температура закалки стали 5ХНМ?

Закалка 840-860°C (масло). Отпуск 450-550°C (2-3 раза).

До какой температуры работает сталь 5ХНМ?

Рабочая температура до 500°C.

Где применяется сталь 5ХНМ?

Штампы горячей штамповки, пресс-формы для литья под давлением, кузнечные штампы, матрицы.

Какой ГОСТ на сталь 5ХНМ?

Основной ГОСТ 5950-2000 (ранее 5950-73).

✅ ООО «СТАРТЕКС» — поставка стали 5ХНМ по всей России с сертификатами. В наличии круг, поковка, лист, квадрат. Резка в размер, доставка авто и Ж/Д.