Инструментальный лист 5ХВ2СФ в Минске

Инструментальный лист 5ХВ2СФ: характеристики, термообработка и применение

Инструментальный лист 5ХВ2СФ — горячекатаная или кованая листовая продукция из штамповой стали повышенной теплостойкости, легированной хромом, вольфрамом, кремнием и ванадием. Марка относится к группе штамповых сталей для горячего деформирования и применяется преимущественно для изготовления молотовых и прессовых штампов, работающих при температурах контактной поверхности до 600–650 C. Лист поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью не более 255 HB, что обеспечивает механическую обработку резанием до финишной термической обработки.

Химический состав и структура

Сталь 5ХВ2СФ содержит углерод в пределах 0,50–0,60 %, что формирует карбидную фазу после закалки и обеспечивает вторичную твёрдость при отпуске. Легирующий комплекс работает следующим образом:

• хром 1,20–1,60 % — повышает прокаливаемость и устойчивость мартенсита при отпуске;
• вольфрам 1,80–2,40 % — образует карбиды WC и WC, тормозящие разупрочнение при нагреве;
• кремний 0,60–1,00 % — увеличивает теплостойкость и сопротивление термической усталости;
• ванадий 0,15–0,30 % — измельчает зерно и повышает вязкость разрушения;
• марганец и никель — остаточные, в пределах нормы для штамповых сталей.

Структура отожжённого листа — зернистый перлит с равномерно распределёнными карбидами. После закалки от 1020–1060 C в масле и трёхкратного отпуска при 560–600 C формируется мартенсит отпуска с дисперсными карбидами, что даёт сочетание твёрдости 44–49 HRC и ударной вязкости KCU не ниже 25 Дж/см.

Сортамент и геометрические параметры

Лист 5ХВ2СФ выпускается толщиной от 8 до 160 мм в зависимости от способа производства. Горячекатаный лист — 8–60 мм, кованый лист и плита — 60–160 мм. Ширина листа составляет 1000–2200 мм, длина — 2000–6000 мм. Предельные отклонения по толщине соответствуют требованиям ГОСТ 19903 для нормальной и повышенной точности прокатки.

Термообработка листа

Технологический цикл термической обработки листа 5ХВ2СФ включает предварительную и окончательную ступени. Предварительная термообработка — отжиг при 840–860 C с медленным охлаждением до 500 C и последующим охлаждением на воздухе; твёрдость после отжига не превышает 255 HB. Окончательная термообработка выполняется после механической обработки заготовки штампов:

• закалка от 1020–1060 C, охлаждение в масле или ступенчатое в расплаве солей;
• первый отпуск при 580–620 C, выдержка 2–3 ч;
• второй отпуск при 560–600 C для снятия остаточных напряжений;
• третий отпуск при 540–580 C для стабилизации структуры и размеров;
• контроль твёрдости — 44–49 HRC в зависимости от назначения штампа.

Для крупногабаритных штампов из листа толщиной свыше 100 мм применяется изотермическая закалка, снижающая градиент напряжений и риск образования трещин. Нагрев под закалку ведётся в защитной атмосфере или с обмазкой, предотвращающей обезуглероживание поверхности.

Области применения

Лист 5ХВ2СФ используется в кузнечно-прессовом производстве и смежных отраслях, где требуется стойкость инструмента при циклическом нагреве и высоких контактных нагрузках:

• молотовые штампы для горячей объёмной штамповки на паровоздушных и пневматических молотах;
• штампы кривошипных горячештамповочных прессов усилием 16–100 МН;
• матрицы и пуансоны для прессования алюминиевых и медных профилей;
• инструмент для горячей гибки и высадки в метизном производстве;
• детали пресс-форм для литья под давлением алюминиевых сплавов;
• ножницы горячей резки и вкладыши для прокатных станов.

В металлургических цехах лист применяется для изготовления сменного инструмента прокатных клетей, работающего при температурах 500–650 C. В авиастроении и энергомашиностроении из листа 5ХВ2СФ изготавливают штамповую оснастку для формообразования деталей из жаропрочных сплавов.

Механические свойства после термообработки

После закалки и отпуска при 580 C сталь 5ХВ2СФ обеспечивает предел прочности 1450–1600 МПа, предел текучести 1250–1400 МПа, относительное удлинение 8–12 %, ударную вязкость KCU 25–35 Дж/см. Теплостойкость — сохранение твёрдости не ниже 40 HRC при нагреве до 620 C в течение 4 ч. Красностойкость обеспечивается карбидами вольфрама и ванадия, которые препятствуют коагуляции карбидной фазы.

Вопросы и ответы