Металлические отливки 90Х4М4Ф2В6Л в Минске


Металлические отливки из стали 90Х4М4Ф2В6Л: литой инструментальный сплав для горячего деформирования

Металлические отливки 90Х4М4Ф2В6Л — это фасонные изделия из легированной инструментальной стали мартенситного класса, получаемые литьём по выплавляемым моделям или в керамические формы. Марка 90Х4М4Ф2В6Л расшифровывается как: 0,9 % углерода, до 4 % хрома, до 4 % молибдена, до 2 % ванадия, до 6 % вольфрама, литейная. Такое сочетание карбидообразующих элементов обеспечивает высокую теплостойкость (красностойкость) и сопротивление абразивному износу при рабочих температурах до 620 C.

В отличие от деформируемого проката, литые заготовки из 90Х4М4Ф2В6Л позволяют получать геометрически сложные полости, каналы охлаждения и рёбра жёсткости без механической обработки. Структура литого металла — дендритная, с карбидной сеткой по границам зёрен; для повышения ударной вязкости применяют гомогенизирующий отжиг при 1120–1150 C и последующую закалку с отпуском.

Технические характеристики литых заготовок

ПараметрЗначениеУсловияМетод контроляЕд. изм.
Твёрдость после закалки и отпуска52–58отпуск 540–580 CГОСТ 9013HRC
Предел прочности при изгибе 220020 CГОСТ 20019МПа
Ударная вязкость KCU 1220 CГОСТ 9454Дж/см
Теплостойкость (красностойкость)620сохранение HRC 45ГОСТ 5950C
Минимальная толщина стенки отливки8–12ЛВМвизуально-измерительныймм
Шероховатость поверхностиRa 6,3–12,5после литьяГОСТ 2789мкм

Области применения литых деталей

  • Штампы горячей объёмной штамповки на кривошипных горячештамповочных прессах усилием 16–100 МН.
  • Матрицы и пуансоны прошивных и высадочных автоматов в метизном производстве.
  • Ножи горячей резки сортового проката на станах 320–600.
  • Износостойкие вставки направляющих валков прокатных клетей.
  • Детали арматуры высокотемпературных трубопроводов и задвижек энергетических установок.
  • Кокили и пресс-формы для литья под давлением медных и алюминиевых сплавов.

Технологические особенности литья и термообработки

Заливка расплава ведётся при 1480–1520 C в предварительно прокалённые керамические оболочки. Скорость кристаллизации регулируют температурой формы, что влияет на дисперсность карбидной фазы. После отрезки литниковой системы отливки подвергают отжигу по режиму: нагрев до 860–880 C, выдержка 4–6 ч, охлаждение с печью до 500 C. Окончательная термическая обработка включает закалку от 1180–1220 C в масле или расплаве солей и двух- или трёхкратный отпуск при 540–580 C.

Для повышения стойкости инструмента применяют азотирование в газовой среде при 520–540 C, что формирует поверхностный слой твёрдостью 950–1100 HV глубиной 0,2–0,4 мм. Литой металл склонен к образованию усадочной пористости, поэтому для ответственных деталей проводят горячее изостатическое прессование при 1150 C и давлении 100–150 МПа.

Контроль качества и дефектоскопия

  • Визуальный и измерительный контроль геометрии по чертежу отливки.
  • Ультразвуковая дефектоскопия на наличие внутренних раковин и трещин.
  • Рентгенографический контроль критических сечений.
  • Спектральный анализ химического состава каждой плавки.
  • Замер твёрдости по Роквеллу на образцах-свидетелях.
  • Металлографический анализ карбидной неоднородности.

Вопросы и ответы

Чем литая сталь 90Х4М4Ф2В6Л отличается от деформируемого аналога?

Литая структура имеет дендритное строение и карбидную сетку, что снижает ударную вязкость по сравнению с кованым металлом, но позволяет получать сложную геометрию с внутренними полостями без механической обработки.

Какой максимальный рабочий ресурс штампов из 90Х4М4Ф2В6Л?

При штамповке углеродистых конструкционных сталей стойкость составляет 8–15 тыс. поковок до перешлифовки; для легированных сталей ресурс снижается до 3–6 тыс. поковок.

Возможна ли сварка литых деталей из этой стали?

Сварка ограниченно применима из-за склонности к образованию холодных трещин. Требуется предварительный подогрев до 400–450 C и последующая термообработка, что в ряде случаев экономически нецелесообразно.

Какой вид термообработки обеспечивает максимальную теплостойкость?

Закалка от 1180–1220 C с трёхкратным отпуском при 560–580 C формирует вторичную твёрдость за счёт выделения карбидов вольфрама и ванадия, обеспечивая работоспособность до 620 C.