Инструментальная полоса 4Х5МФ1С: характеристики и применение
Инструментальная полоса 4Х5МФ1С — горячекатаный или кованый сортовой прокат прямоугольного сечения из штамповой стали марки 4Х5МФ1С (аналог DIN 1.2344, AISI H13), поставляемый в виде полос с нормированной шириной и толщиной. Сталь относится к классу теплостойких штамповых сталей, легированных хромом, молибденом и ванадием, и предназначена для изготовления инструмента, работающего при температурах поверхности до 600 C.
Химический состав и структура
Марка 4Х5МФ1С содержит 0,32–0,42 % углерода, 4,5–5,5 % хрома, 1,2–1,5 % молибдена, 0,8–1,2 % ванадия, до 0,4 % кремния и до 0,4 % марганца. Такое легирование обеспечивает устойчивость мартенсита к отпуску и сопротивление термической усталости. Структура после закалки — мартенсит с остаточным аустенитом, после высокого отпуска — троостит отпуска с дисперсными карбидами VC, MoC и CrC.
Механические свойства полосы
Прокат поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью 217–255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и подготовку под закалку. После термической обработки достигаются следующие параметры:
- твёрдость после закалки и отпуска — 44–52 HRC
- предел прочности при растяжении — 1450–1650 МПа
- ударная вязкость KCU — не менее 25 Дж/см
- теплостойкость (сохранение твёрдости 42 HRC) — до 600 C
- прокаливаемость в масле — до 80 мм по сечению
Сортамент и допуски
Полоса выпускается толщиной 4–60 мм и шириной 20–200 мм. Предельные отклонения по толщине соответствуют ГОСТ 4405-75, кривизна не превышает 0,5 % длины. Кромки — обрезные или необрезные. Длина прутков — 2–6 м. Возможна поставка полосы в термообработанном (закалённом и отпущенном) состоянии с твёрдостью 44–48 HRC.
| Толщина, мм | Ширина, мм | Твёрдость, HB | Состояние | Длина, м |
|---|---|---|---|---|
| 6 | 40 | 217–255 | отожжённая | 2–4 |
| 12 | 60 | 217–255 | отожжённая | 2–6 |
| 20 | 80 | 44–48 HRC | закалённая | 2–4 |
| 30 | 100 | 217–255 | отожжённая | 2–6 |
| 50 | 160 | 217–255 | отожжённая | 2–4 |
Термическая обработка
Закалка проводится с температуры 1020–1050 C в масле или в соляных ваннах, отпуск — при 560–620 C в зависимости от требуемой твёрдости. Для полос толщиной свыше 40 мм рекомендуется ступенчатый нагрев для предотвращения коробления. Азотирование в газовой среде при 520–540 C повышает поверхностную твёрдость до 900–1100 HV и увеличивает стойкость инструмента против схватывания.
Области применения
- молотовые и прессовые штампы для горячей объёмной штамповки
- матрицы и пуансоны горизонтально-ковочных машин
- пресс-формы литья под давлением алюминиевых сплавов
- ножницы горячей резки сортового проката
- инструмент для прессования медных и латунных профилей
- детали выталкивающих систем и знаки пресс-форм
Вопросы и ответы
Какая твёрдость достигается после стандартной закалки и отпуска полосы 4Х5МФ1С?
После закалки с 1020–1050 C в масле и отпуска при 560–600 C твёрдость составляет 47–52 HRC. При отпуске 600–620 C — 44–47 HRC.
Чем полоса 4Х5МФ1С отличается от 5ХНМ?
4Х5МФ1С содержит молибден и ванадий, что обеспечивает теплостойкость до 600 C, тогда как 5ХНМ сохраняет твёрдость лишь до 400–450 C. 4Х5МФ1С применяется для более нагруженных штампов горячего деформирования.
Поставляется ли полоса 4Х5МФ1С в закалённом состоянии?
Да, возможна поставка в термообработанном состоянии с твёрдостью 44–48 HRC. Однако для изготовления сложного инструмента предпочтительна отожжённая полоса с последующей закалкой после механической обработки.
Какой максимальный размер сечения полосы обеспечивает сквозную прокаливаемость?
При закалке в масле сквозная прокаливаемость достигается при толщине до 80 мм. Для сечений свыше 80 мм рекомендуется закалка в горячей среде или ступенчатая закалка.
