Инструментальный круг 4Х5В2ФС: штамповый инструмент горячего деформирования
Инструментальный круг 4Х5В2ФС — горячештамповая штамповая сталь, поставляемая в виде прутков круглого сечения. Марка относится к группе теплостойких штамповых сталей, легированных хромом, вольфрамом и ванадием. Химический состав регламентируется ГОСТ 5950. Круг применяется для изготовления инструмента, работающего при температурах контактной поверхности до 600–620 C в условиях циклических термомеханических нагрузок.
Химический состав и структура
Содержание углерода — 0,35–0,45 %. Хром — 4,5–5,5 %, вольфрам — 1,6–2,2 %, ванадий — 0,6–1,0 %, кремний — 0,8–1,2 %. Такое легирование обеспечивает устойчивость мартенсита к отпуску и сопротивление разупрочнению при нагреве. Структура после закалки и трёхкратного отпуска — мартенсит отпуска с равномерно распределёнными карбидами M23C6 и VC. Карбидная неоднородность по ГОСТ 5950 не должна превышать 3 балла для круга диаметром до 100 мм.
Механические свойства
После термической обработки по режиму: закалка от 1020–1050 C в масле, отпуск при 560–600 C — достигаются следующие характеристики:
- твёрдость — 44–48 HRC
- предел прочности при растяжении — 1500–1700 МПа
- ударная вязкость KCU — 25–35 Дж/см
- теплостойкость (сохранение 42 HRC после выдержки 4 ч при 620 C) — критический параметр
- предел выносливости при изгибе — 550–650 МПа
Сортамент и допуски
Круг поставляется диаметром от 20 до 200 мм. Для диаметров до 80 мм предельные отклонения соответствуют квалитету h11, свыше 80 мм — h12. Кривизна прутка — не более 0,5 % длины. Длина мерных прутков — 3–6 м. Твёрдость в состоянии поставки (после отжига) — 207–255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием на токарных и фрезерных станках с ЧПУ.
| Диаметр круга, мм | Допуск, мм | Твёрдость поставки, HB | Карбидная неоднородность, балл | Обезуглероженный слой, мм |
|---|---|---|---|---|
| 40 | –0,16 | 207–255 | 2 | 0,3 |
| 80 | –0,19 | 207–255 | 2 | 0,4 |
| 120 | –0,35 | 207–255 | 3 | 0,5 |
| 160 | –0,40 | 207–255 | 3 | 0,6 |
Технологические особенности
Сталь 4Х5В2ФС склонна к образованию трещин при нагреве под закалку. Рекомендуется ступенчатый нагрев: предварительный при 600–650 C, затем при 850–900 C, окончательный — 1020–1050 C. Охлаждение — в масле с температурой 40–80 C или в расплаве солей. Отпуск проводится не менее трёх раз с промежуточным охлаждением до 20–30 C для стабилизации остаточного аустенита. После каждого отпуска твёрдость контролируется по Роквеллу.
Области применения
- молотовые и прессовые штампы для горячей объёмной штамповки
- матрицы и пуансоны горизонтально-ковочных машин
- инструмент для прессования медных и алюминиевых сплавов
- ножницы горячей резки сортового проката
- детали вырубных штампов, работающих с нагревом до 500 C
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура инструмента из 4Х5В2ФС?
Длительная эксплуатация возможна до 600–620 C. Кратковременный нагрев до 650 C допустим без необратимого снижения твёрдости ниже 40 HRC.
Чем 4Х5В2ФС отличается от 4Х5МФС?
В 4Х5В2ФС вольфрам частично заменяет молибден, что повышает теплостойкость и сопротивление разупрочнению при циклическом нагреве, но снижает прокаливаемость крупных сечений.
Какой режим термообработки обеспечивает твёрдость 46 HRC?
Закалка от 1030 C в масле, трёхкратный отпуск при 580 C по 1 ч с охлаждением до цеха между отпусками.
Поставляется ли круг 4Х5В2ФС с припуском на обточку?
Да, для диаметров свыше 100 мм предусмотрен припуск 3–5 мм на сторону под последующую механическую обработку.
