Инструментальная полоса 4ХМНФС: характеристики и применение
Инструментальная полоса 4ХМНФС — горячекатаный или кованый сортовой прокат прямоугольного сечения из штамповой стали марки 4ХМНФС (аналог по ГОСТ 5950), предназначенный для изготовления режущего и деформирующего инструмента, работающего при умеренных ударных нагрузках. Химический состав стали: углерод 0,35–0,45 %, хром 0,8–1,2 %, молибден 0,15–0,30 %, никель 0,4–0,8 %, ванадий 0,05–0,15 %. Такое легирование обеспечивает сочетание прокаливаемости, вязкости и теплостойкости, необходимое для молотовых штампов, ножей горячей резки и инструмента прессов.
Сортамент и технические параметры
Полоса поставляется в термообработанном (отожжённом) состоянии с твёрдостью 217–255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и подготовку под закалку. Точность прокатки — по ГОСТ 2590 и ГОСТ 4405, кривизна не более 0,5 % длины. После закалки в масле (840–860 C) и отпуска при 560–620 C достигается твёрдость 42–48 HRC при сохранении ударной вязкости KCU не ниже 25 Дж/см.
| Параметр | Значение | Условие | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость поставки | 217–255 HB | отожжённое состояние | ГОСТ 9012 | по всей длине |
| Твёрдость после закалки | 42–48 HRC | закалка 850 C, отпуск 600 C | ГОСТ 9013 | сечение до 60 мм |
| Предел текучести | 835 МПа | закалка + высокий отпуск | ГОСТ 1497 | образцы вдоль проката |
| Ударная вязкость | 25 Дж/см | 20 C | ГОСТ 9454 | KCU |
| Теплостойкость | до 400 C | длительная эксплуатация | — | без разупрочнения |
Технологические особенности
Сталь 4ХМНФС склонна к образованию обезуглероженного слоя при нагреве под закалку, поэтому нагрев ведут в защитной атмосфере или с обмазкой. Прокаливаемость — сквозная в сечениях до 80 мм при охлаждении в масле. Обрабатываемость резанием в отожжённом состоянии удовлетворительная; после закалки — только шлифование и электроэрозионная обработка. Свариваемость ограниченная: требуется подогрев 300–350 C и последующая термообработка.
Области применения
- Молотовые штампы для горячей объёмной штамповки на кривошипных прессах усилием 10–25 МН.
- Ножи для горячей резки сортового проката на станах 450–850.
- Инструмент вырубных и обрезных прессов в автомобилестроении.
- Пуансоны и матрицы для деформации жаропрочных сплавов.
- Детали ударного инструмента горно-обогатительного оборудования.
Термообработка и режимы
Закалка проводится с температуры 840–860 C в масле; отпуск — 560–620 C с выдержкой 2 ч на каждые 25 мм сечения. Для повышения стойкости применяют изотермическую закалку в соляных ваннах при 300–350 C. Повторный нагрев под закалку допускается не более двух раз во избежание роста зерна.
Вопросы и ответы
Какой аналог стали 4ХМНФС за рубежом?
Ближайшие зарубежные аналоги — сталь 55NiCrMoV7 по DIN и L6 по AISI, однако полного соответствия по составу нет: 4ХМНФС содержит ванадий и повышенное содержание никеля.
До какой температуры сохраняется твёрдость 4ХМНФС?
При длительной работе твёрдость сохраняется до 400 C; кратковременно допускается нагрев до 450 C без существенного разупрочнения.
Можно ли сваривать полосу 4ХМНФС?
Сварка возможна с предварительным подогревом 300–350 C, использованием аустенитных электродов и последующей закалкой с отпуском.
Какая твёрдость полосы в состоянии поставки?
Полоса поставляется отожжённой с твёрдостью 217–255 HB, что обеспечивает механическую обработку до финишной термообработки.
