Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Таблицы
Широкие таблицы прокручиваются по горизонтали, первая колонка при этом остаётся на месте.
По таблицам 1 и 2 и пп. 3.2.1.1–3.2.1.6 ГОСТ 5950-2000. Сталь относится к группе I — для инструмента, обрабатывающего металлы и другие материалы в холодном состоянии.
К навигации по таблицам
В копиях редакции до поправки 2012 года твёрдость после закалки указана как «63 (62)». Для подгруппы б выполняют полный объём испытаний, для подгруппы а структурные характеристики не контролируют (раздел 3.1).
По п. 4.1.3.1 ГОСТ 5950-2000. Для калиброванного проката из сталей с кремнием более 0,5 % (в том числе 9ХС) — не более 2,0 % диаметра или толщины; на прутках со специальной отделкой поверхности обезуглероженный слой не допускается.
По рекомендуемому приложению А ГОСТ 5950-2000. Там же указано, что сталь ХГС не может заменить ХВГ, 9ХС и ХВСГФ при изготовлении режущего инструмента.
Состав 9SiCr — по справочным базам со ссылкой на GB/T 1299 (официальный текст не сверялся); состав 1.2108 — по данным поставщиков. Строгого аналога 9ХС в европейских и американских стандартах не найдено.
По пп. 1.2, 1.4 и 1.5 ГОСТ 2034-80 и приложению 3 ГОСТ 19265-73; температура сохранения твёрдости кромки 9ХС — по учебным материалам вуза (лекция «Нетеплостойкие стали»).
Режим ГОСТ — для проверки металла на образцах, а не обязательная технология изделия. Данные лекции и статьи — для ориентира; режим конкретного инструмента назначает технолог.
Справочные значения марочника сталей по перепечаткам, с печатным изданием не сверены. 9ХС — заэвтектоидная сталь, поэтому верхняя критическая точка соответствует растворению избыточных карбидов (Accm). Низкая точка Mн означает, что после закалки в структуре остаётся часть аустенита.
По ГОСТ 5950-2000, ГОСТ 19265-73, ГОСТ 2034-80; температура сохранения твёрдости кромки 9ХС — по учебным материалам.
Подробнее — на страницах Р6М5, Х12МФ, 95Х18, 40Х13.
Расчёт при плотности 7,85 г/см³ — значении, принятом в ГОСТ 2590-2006 для вычисления теоретической массы сортового проката. Масса по номинальным размерам, без учёта предельных отклонений и скруглений кромок.
Расчёт при плотности 7,85 г/см³ (ГОСТ 2590-2006): m = 7,85·t·b/1000 кг/м (t и b в мм).
9ХС — инструментальная легированная сталь с 0,85–0,95 % углерода, 1,20–1,60 % кремния и около 1 % хрома. Марка установлена ГОСТ 5950-2000 и относится к группе I — сталям для инструмента, обрабатывающего металлы в холодном состоянии. Стандарт рекомендует её для свёрл, развёрток, метчиков, плашек, гребёнок, фрез, машинных штемпелей и клейм для холодных работ.
Это нетеплостойкая сталь: после закалки с 840–860 °C в масле она даёт не менее 63 HRC, но сохраняет твёрдость кромки только до 225–250 °C. Поэтому инструмент из 9ХС работает на малых скоростях резания, а для высоких скоростей берут быстрорежущую Р6М5. Преимущества 9ХС — закалка в масле с малой деформацией и повышенная прокаливаемость, что важно для длинного и тонкого инструмента.
В справочниках встречаются ссылки на отменённый ГОСТ 5950-73 и твёрдость после закалки «63 (62) HRC» из редакции до поправки 2012 года. Действующая норма — не менее 63 HRC по ГОСТ 5950-2000.
По примечанию к таблице 1 ГОСТ 5950-2000 первая цифра марки — массовая доля углерода в десятых долях процента, буквы — легирующие элементы: Х — хром, С — кремний. Если после буквы нет цифры, элемента около 1 %; в отдельных случаях цифру не ставят при содержании до 1,8 %. Итого 9ХС — около 0,9 % углерода, около 1 % хрома и до 1,6 % кремния.
Кремний в 9ХС — не примесь, а легирующий элемент: он повышает прокаливаемость и устойчивость против отпуска, но одновременно усиливает склонность стали к обезуглероживанию при нагреве. Именно поэтому ГОСТ 5950-2000 нормирует для 9ХС глубину обезуглероженного слоя (таблица 3).
Нормы ГОСТ 5950-2000 приведены в таблице 1. Сера и фосфор ограничены 0,030 % каждого. Вольфрамом, молибденом, ванадием и титаном сталь не легирована — они допускаются только как остаточные примеси (W и Mo до 0,20 %, V до 0,15 %, Ti до 0,03 %), никель — до 0,40 %, медь — до 0,30 %.
Предельные отклонения в готовом прокате по таблице 2 стандарта: углерод ±0,02 %, кремний ±0,05 %, марганец ±0,02 %, хром ±0,02 % при содержании до 1,00 % и ±0,05 % свыше, сера и фосфор +0,005 %.
Точный аналог по составу — китайская 9SiCr по GB/T 1299: те же пределы углерода, кремния, марганца и хрома (таблица 5). Немецкая 90CrSi5 (1.2108) — сталь того же типа, но с другими пределами: кремния в ней меньше, марганца и хрома больше. Поэтому 1.2108 — ближайшая по типу легирования, а не тождественная марка.
Часто встречающиеся в сети «аналоги» O1, L6 и SKS51 к 9ХС не относятся: O1 легирована вольфрамом и марганцем, L6 — никелем и молибденом, у SKS51 иная система легирования. Для замены 9ХС импортной сталью подбирают марку по назначению и режиму термообработки, а не по таблицам соответствия.
Для режущего инструмента 9ХС поставляют отожжённой. Твёрдость проката под холодную механическую обработку (подгруппа б) — не более 241 HB, под горячую обработку давлением и волочение (подгруппа а) — не более 255 HB (таблица 2). Высокая твёрдость в отожжённом состоянии — известный недостаток 9ХС: её труднее обрабатывать резанием, чем углеродистые инструментальные стали.
Контрольная норма после термообработки: образцы, закалённые с 840–860 °C в масле без отпуска, должны иметь не менее 63 HRC. Прочность, пластичность и ударная вязкость стандартом не нормируются. Кривые зависимости твёрдости от температуры отпуска приведены в приложении В стандарта в виде графиков.
Для сталей с кремнием выше 0,5 % стандарт ограничивает обезуглероженный слой калиброванного проката 2 % диаметра, а для горячекатаного — от 0,35 мм для прутков 4–8 мм до 1,3 мм для прутков 70–100 мм (таблица 3). При изготовлении инструмента этот слой снимают: обезуглероженная поверхность не закалится на нужную твёрдость.
Режим контрольных образцов по ГОСТ 5950-2000 — 840–860 °C, охлаждение в масле. По учебным материалам, 9ХС закаливают в масле или ступенчато, получая 62–63 HRC; при ступенчатой закалке деформация инструмента незначительна. Закалка в масле вместо воды — главное технологическое преимущество 9ХС перед углеродистыми сталями У8–У12: меньше коробление и риск трещин, поэтому из неё делают длинный инструмент сложной формы (таблица 7).
Критические точки стали приведены в таблице 8 справочно. Температура закалки 840–860 °C лежит между Ac1 и Accm — для заэвтектоидной стали это неполная закалка, при которой часть избыточных карбидов сохраняется и даёт износостойкость. Общая картина превращений — на диаграмме железо–углерод.
После закалки назначают низкий отпуск: по учебным данным, 150–160 °C сохраняют 61–64 HRC. В исследовании Степанкина, Позднякова и Кукареко после закалки с 860 °C в масле и отпуска при 200 °C получено 730 HV (61,4 HRC) при 5 % остаточного аустенита; обработка холодом при −196 °C сразу после закалки повысила твёрдость до 770 HV (62,9 HRC) и снизила долю аустенита до 3 %. Для большинства инструмента обработка холодом не требуется.
При нагреве под закалку 9ХС обезуглероживается сильнее углеродистых сталей из-за кремния. Нагрев ведут в соляных ваннах, защитной атмосфере или с припуском на последующее шлифование; для тонких кромок это особенно важно.
Типичная ошибка при закалке 9ХС — недогрев или короткая выдержка: сталь не набирает твёрдость, и её пытаются «докалить» перегревом, что укрупняет зерно и даёт хрупкость. Второй источник брака — обезуглероженная поверхность, которую не сняли перед закалкой.
9ХС — нетеплостойкая сталь. По учебным материалам, её режущая кромка сохраняет твёрдость при нагреве до 225–250 °C, тогда как углеродистые стали теряют её уже около 200 °C. Красностойкости в понимании ГОСТ 19265-73 (сохранение 59 HRCэ после 4 ч при 620 °C) у неё нет, поэтому скорости резания для инструмента из 9ХС ограничены.
Отсюда и область применения: свёрла, развёртки, метчики и плашки для ручной и малоскоростной обработки, а также инструмент, который работает без заметного нагрева — клейма, штемпели, гребёнки.
Назначение по приложению А ГОСТ 5950-2000 — свёрла, развёртки, метчики, плашки, гребёнки, фрезы, машинные штемпели, клейма для холодных работ (таблица 4). ГОСТ 2034-80 допускает изготовление спиральных свёрл из 9ХС по заказу потребителя с твёрдостью рабочей части 62–64 HRCэ для диаметров до 5 мм и 62–65 HRCэ для больших — на единицу ниже, чем у свёрл из быстрорежущей стали (таблица 6).
Среди соседних марок ГОСТ 5950-2000 ХВГ выбирают для измерительного и режущего инструмента, где недопустимо коробление при закалке, ХВСГФ — для круглых плашек и развёрток, 11ХФ — для метчиков, закаливаемых в горячих средах. ХГС по стандарту не может заменить 9ХС для режущего инструмента.
В стандартах применение 9ХС для ножей не предусмотрено — это инструментальная сталь для свёрл и метчиков. Ножи из неё делают мастерские, опираясь на её свойства: после закалки в масле и низкого отпуска 61–64 HRC, высокая износостойкость за счёт углерода и карбидов, малая деформация при закалке.
Ограничения те же, что у любой углеродистой инструментальной стали. 9ХС не нержавеющая: хрома в ней около 1 %, клинок темнеет и ржавеет без ухода. Тонко сведённая кромка при 63 HRC хрупкая и крошится при ударах. Заявленную твёрдость клинка проверить по марке нельзя — её задаёт термообработка конкретной мастерской. Если нужен коррозионностойкий клинок, выбирают 95Х18 или 40Х13.
Это стали разных классов (таблица 9). Р6М5 — быстрорежущая: 6 % вольфрама, 5 % молибдена, 4 % хрома и 2 % ванадия, закалка с 1220 °C и многократный отпуск при 550 °C, красностойкость 620 °C. 9ХС — нетеплостойкая легированная сталь: кремний и хром, закалка с 840–860 °C, низкий отпуск, работа кромки до 225–250 °C.
Итог: 9ХС — для инструмента малых скоростей резания, клейм и штемпелей и для случаев, когда важны закалка в масле и малая деформация; Р6М5 — для любого инструмента, кромка которого нагревается при резании.
Выбор между инструментальными сталями ГОСТ 5950-2000 и ГОСТ 1435 делают по назначению (таблица 10). Углеродистые У8–У12 дешевле и лучше обрабатываются в отожжённом состоянии, но закаливаются в воде с узким интервалом температур, прокаливаются неглубоко (критический диаметр около 15 мм) и годятся для простого инструмента малого сечения. 9ХС закаливается в масле, прокаливается глубже и держит кромку до 225–250 °C против 200 °C у углеродистых.
ХВГ по приложению А ГОСТ 5950-2000 предназначена для измерительного и режущего инструмента с минимальным короблением при закалке — калибров и длинного режущего инструмента. Х12МФ — штамповая сталь высокой износостойкости для холодного деформирования, а не для режущего инструмента.
Механическую обработку выполняют в отожжённом состоянии; из-за твёрдости до 241 HB и кремния обрабатываемость 9ХС ниже, чем у углеродистых инструментальных сталей. Режимы под свой инструмент можно подобрать в тренажёре режимов резания с поправкой на твёрдость заготовки. После закалки инструмент шлифуют и затачивают с охлаждением: нагрев кромки выше температуры отпуска снижает твёрдость.
Интервал ковки 9ХС по справочным данным марочника — от 1180 до 800 °C (с печатным изданием не сверено); после ковки обязателен отжиг. Для сварных конструкций 9ХС не применяют: при 0,9 % углерода зона сварки получает хрупкую закалочную структуру.
9ХС не относится к коррозионностойким сталям: хрома в ней около 1 %, этого недостаточно для пассивной плёнки. Инструмент и заготовки хранят сухими, в масле или консервационной смазке; клинки из 9ХС темнеют и ржавеют при контакте с влагой и кислыми продуктами.
Сталь ферромагнитна в любом состоянии, как все углеродистые и низколегированные инструментальные стали, поэтому магнитом её нельзя отличить ни от У8, ни от ХВГ, ни от Р6М5.
Теоретическая масса в таблицах 11 и 12 рассчитана при плотности 7,85 г/см³ — значении, которое ГОСТ 2590-2006 принимает для вычисления массы 1 м сортового проката (примечание 1 к таблице 1). Нормативного значения плотности именно для 9ХС в стандартах нет.
Круг: m = 0,0061654·d², кг/м; квадрат: m = 0,00785·a², кг/м; шестигранник: m = 0,0067983·s², кг/м; полоса: m = 0,00785·t·b, кг/м (размеры в мм).
Пример. Круг 25 мм длиной 1 м: 0,0061654 × 25² ≈ 3,85 кг.
Режим контрольных образцов по ГОСТ 5950-2000 — нагрев до 840–860 °C и охлаждение в масле; затем низкий отпуск, по учебным данным 150–200 °C. Главное — точно выдержать температуру и снять обезуглероженный слой перед закалкой.
В состоянии поставки — не более 241 HB. После закалки с 840–860 °C в масле образцы по ГОСТ 5950-2000 должны иметь не менее 63 HRC; после низкого отпуска инструмент имеет 61–64 HRC.
По составу совпадает китайская 9SiCr (GB/T 1299). Немецкая 90CrSi5 (1.2108) — сталь того же типа с другими пределами кремния, марганца и хрома. O1, L6 и SKS51 аналогами не являются.
По ГОСТ 2034-80 основной материал свёрл — быстрорежущая сталь, 9ХС допускается по заказу. Для ручной дрели и малых скоростей 9ХС достаточно; при станочном сверлении с нагревом кромки нужна Р6М5, красностойкость которой по ГОСТ 19265-73 — 620 °C.
Стандартами такое применение не предусмотрено, но ножи из неё делают: после закалки в масле она даёт 61–64 HRC и хорошо держит кромку. Сталь ржавеет и при тонкой кромке хрупка; для коррозионностойкого клинка выбирают 95Х18 или 40Х13.
Из-за кремния (1,20–1,60 %), который ускоряет выгорание углерода с поверхности при нагреве. ГОСТ 5950-2000 нормирует глубину обезуглероженного слоя проката; перед закалкой его снимают, иначе кромка не закалится.
Да. Хрома в стали около 1 %, коррозионной стойкости она не имеет. Инструмент хранят сухим, в масле или консервационной смазке.
Для сварных конструкций сталь не применяют: при 0,9 % углерода зона сварки становится хрупкой и склонной к трещинам.
Статья носит ознакомительный характер и предназначена для технических специалистов. Нормы приведены по указанным стандартам; данные учебных материалов, научных статей и справочников отмечены в тексте и не являются нормами. Режимы термообработки инструмента назначает технолог с учётом его формы, сечения и назначения. Перед применением сверяйтесь с актуальными редакциями документов и сертификатами на конкретную продукцию. Автор и администрация сайта не несут ответственности за последствия использования информации без такой проверки.
ООО «Иннер Инжиниринг»