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.
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
| Показатель | Значение |
|---|---|
| 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
| Состояние | σв, МПа | σт, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см² | Твёрдость |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Отожжённое (поставка) | 790 | 445 | 26 | 54 | 39 | ≤241 HB |
| Закалка 840-860 °C в масле (образцы, ГОСТ 5950-2000, табл. 4) | не менее 63 HRCэ (62 HRC) | |||||
| После закалки и низкого отпуска | 62-64 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
| Отжиг | 790-800 °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) |
|---|---|
| Закалка | 840-860 °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 отпуск | 150-200 °C - рабочее состояние режущего, резьбонарезного и мерительного инструмента, твёрдость 62-64 HRC, по справочным данным |
| Критические точки | Ac1 = 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 твёрдости | Хорошая прокаливаемость благодаря хрому и кремнию, равномерная твёрдость по сечению - пригодна для инструмента более крупных размеров, чем углеродистые стали |
|---|---|
| Твёрдость | После закалки и низкого отпуска 62-64 HRC; в отожжённом состоянии (поставка) не более 241 HB |
| Теплостойкость | Умеренная - кремний повышает устойчивость против отпуска по сравнению с углеродистыми сталями, но это не быстрорежущая сталь |
| Обрабатываемость | В отожжённом состоянии хорошо обрабатывается резанием; закалку проводят в масле |
| Свариваемость | Не применяется для сварных конструкций - высокое содержание углерода (0,85-0,95%) вызывает образование хрупких закалочных структур и трещин в зоне термического влияния |
| Назначение | Режущий, резьбонарезной и мерительный инструмент, холодные штампы |
08Применение стали 9ХС
Где применяется сталь 9ХС на производстве.
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.
- ГОСТ 5950-2000. Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали (общие технические условия)Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали (общие технические условия)
11Частые вопросы по стали 9ХС
Почему в стали 9ХС кремний важен так же, как хром?
Какая твёрдость у 9ХС после закалки и в состоянии поставки?
Почему 9ХС не применяют для сварных конструкций?
Чем 9ХС лучше углеродистых инструментальных сталей У8 и У10?
Чем 9ХС отличается от быстрорежущей стали Р6М5?
Можно ли применять 9ХС для высокоскоростного резания?
12Купить прокат из стали 9ХС со склада
- Круг 60 9ХС 104 990 ₽/т в наличии · ближайший склад: Москва, доставка
- Круг 9ХС 16 105 000 ₽/т в наличии · ближайший склад: Челябинск, доставка
- Квадрат 9ХС 194 250 ₽/т в наличии · ближайший склад: Челябинск, доставка
- Круг 9ХС 18 84 000 ₽/т в наличии · ближайший склад: Челябинск, доставка
- Круг 9ХС 60 157 500 ₽/т в наличии · ближайший склад: Челябинск, доставка
- Круг 9ХС 70 157 500 ₽/т в наличии · ближайший склад: Челябинск, доставка
- Круг 9ХС 100 157 500 ₽/т в наличии · ближайший склад: Челябинск, доставка
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.