Инструментальная полоса 4Х5В2ФС в Минске

Инструментальная полоса 4Х5В2ФС — штамповая сталь для горячего деформирования

Инструментальная полоса 4Х5В2ФС — горячекатаный сортовой прокат прямоугольного сечения из легированной штамповой стали повышенной теплостойкости. Материал относится к группе сталей для горячей обработки металлов давлением и сохраняет работоспособность при нагреве до 550–600 C, что достигается легированием хромом, вольфрамом, ванадием и кремнием. Полоса поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью не более 241 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием на металлорежущих станках перед окончательной термической обработкой.

Химический состав и структура

Сталь 4Х5В2ФС — аналог зарубежной марки H12 (AISI). Основные легирующие элементы формируют карбидную фазу и упрочняют ферритную матрицу:

• углерод — 0,37–0,44 %, обеспечивает прокаливаемость и твёрдость после закалки;
• хром — 4,5–5,5 %, повышает теплостойкость и окалиностойкость;
• вольфрам — 1,6–2,4 %, образует стойкие карбиды, препятствующие разупрочнению при нагреве;
• ванадий — 0,6–1,0 %, измельчает зерно и повышает сопротивление отпуску;
• кремний — 0,6–1,0 %, упрочняет феррит и повышает температуру отпуска.

После закалки от 1050–1080 C в масле и трёхкратного отпуска при 560–580 C сталь приобретает твёрдость 48–52 HRC с сохранением ударной вязкости на уровне 30–40 Дж/см. Карбидная неоднородность в полосе контролируется по баллам шкалы ГОСТ 5950, что критично для тонких рабочих кромок инструмента.

Технологические параметры обработки

Полоса 4Х5В2ФС поставляется в термически обработанном состоянии (отжиг на зернистый перлит). Рекомендуемые режимы последующей обработки:

• предварительная механическая обработка — в отожжённом состоянии, твёрдость 207–241 HB;
• подогрев перед закалкой — ступенчатый, до 850 C с выдержкой для снятия внутренних напряжений;
• закалка — нагрев до 1050–1080 C, охлаждение в масле или расплаве солей;
• отпуск — двукратный или трёхкратный при 540–580 C с выдержкой не менее 2 часов;
• окончательная твёрдость — 48–52 HRC для молотовых штампов, до 54 HRC для прессового инструмента.

Склонность к обезуглероживанию требует припуска на механическую обработку не менее 1,5 мм на сторону при нагреве в камерных печах без защитной атмосферы. Для ответственных штампов рекомендуется нагрев в вакуумных печах или печах с контролируемой атмосферой.

Применение в промышленности

Инструментальная полоса 4Х5В2ФС предназначена для изготовления инструмента горячего деформирования, работающего в условиях циклических теплосмен и ударных нагрузок:

• молотовые штампы для объёмной штамповки поковок из конструкционных сталей;
• вставки прессовых штампов для горячей высадки крепежа;
• матрицы и пуансоны горизонтально-ковочных машин;
• ножи горячей резки и обрезные штампы;
• пресс-формы для литья алюминиевых и магниевых сплавов под давлением.

Рабочая температура поверхности инструмента при эксплуатации достигает 550–600 C. При превышении этого порога наблюдается интенсивное разупрочнение — снижение твёрдости ниже 45 HRC после 100 часов выдержки при 650 C. Для повышения стойкости применяется азотирование в тлеющем разряде при 520–560 C, формирующее диффузионный слой глубиной 0,2–0,4 мм.

Сортамент и механические свойства

Полоса поставляется толщиной 4–80 мм и шириной 20–250 мм. Допуски на размеры регламентируются ГОСТ 4405 и классом точности B. Кривизна полосы не превышает 4 мм на 1 метр длины. Механические свойства после полной термической обработки приведены в таблице.

Особенности заказа и входного контроля

При заказе инструментальной полосы 4Х5В2ФС необходимо указывать размеры сечения, длину (мерная, кратная или немерная), категорию качества поверхности и группу контроля. Полоса должна сопровождаться сертификатом качества с указанием плавочного химического состава и результатов испытаний на твёрдость. Входной контроль на предприятии включает проверку геометрических размеров, отсутствия расслоений и трещин методом цветной дефектоскопии, а также выборочный контроль твёрдости на торцах полосы.

Вопросы и ответы