Инструментальная плита 5ХВ2С: характеристики и применение
Инструментальная плита 5ХВ2С — горячекатаный или кованый прокат из штамповой стали повышенной теплостойкости, поставляемый в виде пластин толщиной 20–200 мм с последующей механической обработкой. Марка 5ХВ2С относится к группе штамповых сталей для горячего деформирования и содержит 0,5 % углерода, до 1 % хрома, 2 % вольфрама и до 1 % кремния. Такое легирование обеспечивает устойчивость к разупрочнению при нагреве до 600–620 C и сохраняет твёрдость 42–47 HRC после закалки с 860–880 C в масле и отпуска при 560–600 C.
Плита 5ХВ2С применяется в условиях циклического термомеханического нагружения: молотовые и прессовые штампы, обрезные матрицы, пуансоны горячей штамповки, ножи для резки горячего металла. В отличие от штамповых сталей типа 4Х5МФС, вольфрамокремниевая композиция 5ХВ2С даёт более высокую теплостойкость при меньшей склонности к образованию разгарных трещин на рабочих поверхностях ручьёв.
Технические параметры плиты 5ХВ2С
| Параметр | Значение | Условия | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость после термообработки | 42–47 HRC | закалка 870 C, отпуск 580 C | ГОСТ 9013 | по сечению до 100 мм |
| Теплостойкость | до 620 C | длительная эксплуатация | испытание на разупрочнение | сохранение 40 HRC |
| Ударная вязкость KCU | 25 Дж/см | после отпуска | ГОСТ 9454 | образцы с надрезом |
| Толщина плиты | 20–200 мм | поставка | ГОСТ 2590 | припуск под фрезерование |
| Температура ковки | 1150–850 C | деформация | ГОСТ 5950 | конечная 850 C |
Химический состав и структура
Массовая доля элементов в стали 5ХВ2С регламентирована ГОСТ 5950: углерод 0,46–0,54 %, кремний 0,6–1,0 %, хром 0,6–1,0 %, вольфрам 1,8–2,4 %, марганец до 0,4 %, сера и фосфор не более 0,030 % каждый. Карбидная фаза представлена преимущественно карбидами вольфрама типа MC и MC, которые замедляют рост зерна при нагреве под закалку и повышают сопротивление пластической деформации при рабочих температурах.
Структура после закалки — мартенсит с включениями карбидов; после высокого отпуска — троостит отпуска с равномерно распределёнными карбидами. Плита проходит ультразвуковой контроль по ГОСТ 24507 на отсутствие внутренних дефектов: расслоений, флокенов, крупных неметаллических включений.
Области применения
- Молотовые штампы для горячей объёмной штамповки поковок из углеродистых и низколегированных сталей.
- Матрицы и пуансоны кривошипных прессов усилием 1000–4000 тс.
- Ножи гильотинных ножниц для резки горячего проката при 700–900 C.
- Обрезные матрицы и прошивные пуансоны в линиях горячей штамповки.
- Инструмент для прессования медных и алюминиевых сплавов.
- Корпуса пресс-форм литья под давлением алюминиевых сплавов.
Термообработка плиты 5ХВ2С
Закалка выполняется с 860–880 C в масле; для плит толщиной свыше 100 мм применяется ступенчатая закалка. Отпуск — двукратный при 560–600 C с выдержкой 2–4 ч, что обеспечивает стабилизацию размеров и снятие остаточных напряжений. Твёрдость после отпуска — 42–47 HRC. Для повышения разгаростойкости рекомендуется азотирование на глубину 0,2–0,4 мм или обработка поверхностей методом ионного азотирования.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость достигается у плиты 5ХВ2С после стандартной термообработки?
После закалки с 860–880 C в масле и двукратного отпуска при 560–600 C твёрдость составляет 42–47 HRC по всему сечению плит толщиной до 100 мм.
До какой температуры сохраняется работоспособность стали 5ХВ2С?
Сталь сохраняет твёрдость не ниже 40 HRC при длительном нагреве до 620 C, что позволяет использовать её в штампах горячей штамповки и ножах для резки горячего металла.
Чем плита 5ХВ2С отличается от 4Х5МФС?
5ХВ2С содержит вольфрам и кремний вместо молибдена и ванадия, что даёт более высокую теплостойкость и меньшую склонность к разгару, но уступает 4Х5МФС по прокаливаемости крупных сечений.
Проводится ли ультразвуковой контроль плиты 5ХВ2С?
Да, плита проходит УЗК по ГОСТ 24507 на отсутствие внутренних дефектов — расслоений, флокенов и крупных включений, что критично для штампового инструмента.
