Эл. почта krsk@metexpro.ru
Марочник сталей

Сталь 9ХС

Сталь 9ХС - инструментальная легированная хромокремнистая сталь по ГОСТ 5950-2000, относящаяся к группе сталей повышенной прокаливаемости для режущего, резьбонарезного и мерительного инструмента. Основу легирования составляют хром и кремний при высоком содержании углерода: C 0,85-0,95%, Si 1,20-1,60%, Mn 0,30-0,60%, Cr 0,95-1,25%; никель, молибден, вольфрам, ванадий, титан и медь присутствуют как остаточные примеси и по ГОСТ ограничены не более 0,40%, 0,20%, 0,20%, 0,15%, 0,03% и 0,30% соответственно, содержание серы и фосфора - не более 0,030% каждого. Такой состав определяет назначение стали как материала для инструмента средних и достаточно крупных размеров.

Главное достоинство 9ХС - хорошая прокаливаемость и равномерная твёрдость по сечению. Хром повышает прокаливаемость и устойчивость к отпуску, образует карбиды, повышающие износостойкость режущей кромки. Кремний действует иначе: он не образует карбидов, а растворяясь в матрице, дополнительно увеличивает прокаливаемость и повышает устойчивость против отпуска, то есть рабочая кромка дольше сохраняет твёрдость при разогреве в процессе резания. Благодаря совместному действию этих элементов сердцевина крупного инструмента прокаливается так же надёжно, как и поверхностный слой, без заметного перепада твёрдости, а карбидная неоднородность у 9ХС ниже, чем у высокохромистых инструментальных сталей. Микроструктуру проката ГОСТ 5950-2000 нормирует прямо: для 9ХС диаметром или толщиной до 60 мм остатки карбидной сетки не должны превышать балл 3 (п. 4.1.4.2), а зернистый перлит допускается от 1 до 7 баллов (п. 4.2.11) против общей нормы от 1 до 6 для остальных марок группы.

Счёт за 15 минут
Договор поставки с ответственностью
Сертификат и паспорт качества к партии
Возврат при несоответствии ГОСТу
Поэтапная оплата для крупных
Реквизиты и ЕГРЮЛ открыто

01О стали 9ХС

После закалки в масле и низкого отпуска сталь приобретает рабочую твёрдость 62-64 HRC, в отожжённом состоянии, в котором сталь поставляется, твёрдость не превышает 241 HB. Отжиг проводят при 790-800 °C для смягчения структуры перед механической обработкой, закалку - при 840-860 °C с охлаждением в масле, низкий отпуск - при 150-200 °C для снятия закалочных напряжений при сохранении высокой твёрдости. Закалка в масле, а не в воде, снижает риск образования трещин и коробления инструмента сложной формы.

Свариваемость у 9ХС не нормируется: высокое содержание углерода (0,85-0,95%) в сочетании с легированием хромом и кремнием приводит к образованию хрупких закалочных структур и трещин в зоне термического влияния, поэтому сталь не применяется для сварных конструкций. Сталь не чувствительна к флокенообразованию при прокатке и ковке, но, как и другие хромокремнистые стали, склонна к отпускной хрупкости, поэтому режимы термообработки крупных заготовок выдерживают по установленным технологическим картам. В отожжённом состоянии сталь хорошо обрабатывается резанием, что упрощает изготовление инструмента сложной формы перед окончательной закалкой.

Теплостойкость 9ХС следует оценивать как умеренную: кремний обеспечивает несколько более высокую устойчивость против отпуска, чем у углеродистых инструментальных сталей, но это не быстрорежущая сталь, и для высокоскоростного резания с интенсивным разогревом кромки она не предназначена. Плотность стали составляет 7,83 г/см³, что используют при расчёте массы заготовок и инструмента. Ближайшие по составу отечественные марки - ХВГ и ХВСГ, также хромистые инструментальные стали повышенной прокаливаемости; точных зарубежных аналогов немного, известны немецкие 90CrSi и 150Cr14, но подбор соответствия требует проверки фактического химического состава.

02Расшифровка обозначения 9ХС

Цифра «9» в начале обозначения показывает среднее содержание углерода около 0,9% (фактически 0,85-0,95%) - для инструментальных легированных сталей по ГОСТ 5950-2000 содержание углерода принято указывать в десятых долях процента одной цифрой, в отличие от конструкционных сталей, где цифра означает сотые доли. «Х» - легирование хромом на уровне около 1% (фактически 0,95-1,25%): хром повышает прокаливаемость и устойчивость к отпуску, образует карбиды, повышающие износостойкость. «С» - легирование кремнием на уровне около 1,5% (фактически 1,20-1,60%): кремний дополнительно увеличивает прокаливаемость и повышает устойчивость против отпуска, то есть режущая кромка дольше сохраняет твёрдость при разогреве в работе. Ближайшие по составу и назначению марки - ХВГ и ХВСГ, также хромистые инструментальные стали повышенной прокаливаемости.

03Химический состав стали 9ХС

ПоказательЗначение
C (углерод)0,85-0,95
Si (кремний)1,20-1,60
Mn (марганец)0,30-0,60
Cr (хром)0,95-1,25
Ni (никель)≤0,40
Mo (молибден)≤0,20
W (вольфрам)≤0,20
V (ванадий)≤0,15
Ti (титан)≤0,03
Cu (медь)≤0,30
S (сера)≤0,030
P (фосфор)≤0,030

04Механические свойства стали 9ХС

Состояниеσв, МПаσт, МПаδ5, %ψ, %KCU, Дж/см²Твёрдость
Отожжённое (поставка)790445265439≤241 HB
Закалка 840-860 °C в масле (образцы, ГОСТ 5950-2000, табл. 4)не менее 63 HRCэ (62 HRC)
После закалки и низкого отпуска62-64 HRC (по справочным данным)

05Физические свойства 9ХС

Плотность (20 °C)7,83 г/см³ (7830 кг/м³)
Модуль упругости E (20 °C)1,90·10⁵ МПа (190 ГПа)
Удельная теплоёмкость C (20 °C)400 Дж/(кг·°C)

06Термообработка 9ХС: режимы закалки и отпуска

Отжиг790-800 °C (режим по справочным данным) - смягчение структуры для механической обработки; твёрдость после отжига по таблице 3 ГОСТ 5950-2000 не более 241 HB (диаметр отпечатка не менее 3,9 мм)
Закалка840-860 °C, охлаждение в масле - режим закалки образцов по таблице 4 ГОСТ 5950-2000, которая требует после него твёрдость не менее 63 HRCэ (62 HRC); формирует мартенситную структуру
Низкий отпуск150-200 °C - рабочее состояние режущего, резьбонарезного и мерительного инструмента, твёрдость 62-64 HRC, по справочным данным
Критические точкиAc1 = 770 °C, Ac3 = 870 °C (по справочным данным)

07Технологические свойства 9ХС: прокаливаемость, теплостойкость

Режимы термообработки, сварки и резания марки 9ХС - что важно технологу.

Прокаливаемость и равномерность твёрдостиХорошая прокаливаемость благодаря хрому и кремнию, равномерная твёрдость по сечению - пригодна для инструмента более крупных размеров, чем углеродистые стали
ТвёрдостьПосле закалки и низкого отпуска 62-64 HRC; в отожжённом состоянии (поставка) не более 241 HB
ТеплостойкостьУмеренная - кремний повышает устойчивость против отпуска по сравнению с углеродистыми сталями, но это не быстрорежущая сталь
ОбрабатываемостьВ отожжённом состоянии хорошо обрабатывается резанием; закалку проводят в масле
СвариваемостьНе применяется для сварных конструкций - высокое содержание углерода (0,85-0,95%) вызывает образование хрупких закалочных структур и трещин в зоне термического влияния
НазначениеРежущий, резьбонарезной и мерительный инструмент, холодные штампы

08Применение стали 9ХС

Где применяется сталь 9ХС на производстве.

Свёрла и осевой инструмент
Изготовление свёрл и другого осевого инструмента средних размеров, где важна равномерная твёрдость по сечению и стойкость режущих кромок при умеренных скоростях резания.
Метчики, плашки и резьбонарезной инструмент
Производство метчиков и плашек для нарезания резьбы; хорошая прокаливаемость и твёрдость после закалки обеспечивают долговечность профиля резьбонарезных кромок.
Развёртки и гребёнки
Развёртки и резьбонарезные гребёнки, к которым предъявляются требования точности размеров и износостойкости рабочих поверхностей при чистовой обработке.
Машинные штемпели, клейма и мерительный инструмент
Машинные штемпели и клейма для холодных работ (прямо названы в приложении А ГОСТ 5950-2000), а также мерительный инструмент: высокая твёрдость и стабильность размеров обеспечивают сохранение точности и геометрии в процессе эксплуатации.

09Зарубежные аналоги

Аналог (EN / DIN / AISI)
90CrSi (DIN)
150Cr14 (DIN)

10Марка 9ХС в нормативных документах

Действующие стандарты, в которых марка упоминается напрямую или через эквивалент. Каждая ссылка - на справочную страницу ГОСТа.

11Частые вопросы по стали 9ХС

Почему в стали 9ХС кремний важен так же, как хром?
Хром (0,95-1,25%) повышает прокаливаемость и образует карбиды, повышающие износостойкость, но одного хрома для такой глубины прокаливаемости недостаточно. Кремний (1,20-1,60%) действует иначе: карбидов не образует, а растворяясь в матрице, дополнительно повышает прокаливаемость и, что особенно ценно для инструмента, устойчивость против отпуска - режущая кромка дольше сохраняет твёрдость при разогреве в работе. Совместное действие хрома и кремния и даёт 9ХС её характерное сочетание свойств.
Какая твёрдость у 9ХС после закалки и в состоянии поставки?
После закалки в масле и низкого отпуска твёрдость 9ХС составляет 62-64 HRC - это рабочее состояние режущего, резьбонарезного и мерительного инструмента. В отожжённом состоянии, в котором сталь поставляется и обрабатывается резанием перед термообработкой, твёрдость не превышает 241 HB.
Почему 9ХС не применяют для сварных конструкций?
Содержание углерода в 9ХС высокое - 0,85-0,95%, вдобавок сталь легирована хромом и кремнием. При сварке в зоне термического влияния такой состав приводит к образованию хрупких закалочных мартенситных структур и склонности к трещинам. Поэтому 9ХС, как и другие инструментальные стали, для сварных конструкций не применяется.
Чем 9ХС лучше углеродистых инструментальных сталей У8 и У10?
Хром и кремний дают 9ХС заметно более глубокую прокаливаемость, чем у нелегированных У8 и У10: инструмент из 9ХС прокаливается на большую глубину, получая равномерную твёрдость по всему сечению, тогда как у углеродистых сталей сердцевина крупного сечения прокаливается хуже поверхности. 9ХС также меньше коробится и менее склонна к перегреву при закалке, что снижает риск трещин и деформации инструмента сложной формы.
Чем 9ХС отличается от быстрорежущей стали Р6М5?
Принципиально теплостойкостью. Кремний в 9ХС даёт лишь умеренное повышение устойчивости против отпуска по сравнению с углеродистыми сталями, но это не быстрорежущая сталь: при разогреве режущей кромки её твёрдость снижается заметно быстрее, чем у Р6М5. Поэтому 9ХС применяют для инструмента, работающего при умеренных скоростях резания и невысоком тепловыделении, а Р6М5 - для скоростного резания с разогревом кромки.
Можно ли применять 9ХС для высокоскоростного резания?
Нет. Теплостойкость 9ХС умеренная, и при значительном разогреве рабочих кромок в процессе резания твёрдость снижается. Для высокоскоростного резания применяют быстрорежущие стали, а 9ХС рассчитана на инструмент, работающий при умеренных скоростях и тепловыделении.

12Купить прокат из стали 9ХС со склада

Заказать прокат из стали 9ХС - счёт за 15 минут

Пришлите чертёж, спецификацию или опишите задачу - менеджер подберёт позицию, посчитает массу и пришлёт счёт за 15 минут. Сертификат и паспорт качества на плавку - к каждой партии.

Заявка за 15 мин