Поковки из стали 4Х5МФ1С: кованые заготовки для горячештамповой оснастки
Поковки 4Х5МФ1С — кованые заготовки из теплостойкой штамповой стали мартенситного класса, легированной хромом, молибденом и ванадием. Марка 4Х5МФ1С (аналог DIN 1.2343, AISI H11) относится к группе полутеплостойких штамповых сталей и предназначена для изготовления инструмента горячего деформирования. Ковка выполняется при температуре 1150–850 C с последующим замедленным охлаждением и отжигом на твёрдость 207–235 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и подготовку структуры под закалку.
Химический состав и структура кованой заготовки
Химический состав стали 4Х5МФ1С регламентирован ГОСТ 5950: углерод 0,32–0,40 %, хром 4,5–5,5 %, молибден 1,2–1,6 %, ванадий 0,3–0,5 %, кремний 0,8–1,2 %, марганец 0,2–0,5 %. После ковки и отжига структура представляет собой зернистый перлит с карбидной неоднородностью не выше 3 балла по ГОСТ 5950. Ванадий и молибден формируют карбиды MC и M6C, повышающие сопротивление отпуску и теплостойкость до 600–620 C.
Технические параметры поковок
| Параметр | Значение | Параметр | Значение | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Масса поковки | 0,5–2500 кг | Твёрдость после отжига | 207–235 HB | ГОСТ 9012 |
| Диаметр/сторона | 80–800 мм | Ударная вязкость KCU | 30 Дж/см | ГОСТ 9454 |
| Температура ковки | 1150–850 C | Теплостойкость | 600–620 C | ГОСТ 5950 |
| Степень укова | 4 | Макроструктура | без трещин и флокенов | ГОСТ 10243 |
| Твёрдость закалки | 50–54 HRC | Температура отпуска | 560–620 C | ГОСТ 5950 |
Термообработка и упрочнение
Закалка поковок 4Х5МФ1С проводится в масле или в расплаве солей с температуры 1020–1050 C. Двух- или трёхкратный отпуск при 560–620 C формирует вторичную твёрдость 47–52 HRC. Для крупных молотовых штампов применяют изотермическую закалку в соляных ваннах при 300–350 C, что снижает уровень остаточных напряжений и риск трещинообразования при эксплуатации. Азотирование поверхности на глубину 0,2–0,4 мм повышает стойкость рабочих гравюр.
Области применения
- Молотовые и прессовые штампы для горячей объёмной штамповки (ГШО) деталей из углеродистых и низколегированных сталей.
- Инструмент горизонтально-ковочных машин (ГКМ) и высадочных автоматов в метизном производстве.
- Матрицы и пуансоны прессов усилием 1000–10000 тс на кузнечных заводах.
- Ножи горячей резки проката на сортовых станах и МНЛЗ.
- Пресс-формы литья под давлением алюминиевых и медных сплавов.
- Валки прошивных станов и оправки трубопрокатных агрегатов.
Приёмо-сдаточный контроль
Поковки поставляются по ГОСТ 5950 и ГОСТ 8479 с контролем химического состава, макро- и микроструктуры, твёрдости и ударной вязкости. Ультразвуковая дефектоскопия по ГОСТ 24507 выявляет внутренние дефекты эквивалентом 3 мм. Допускается изготовление по ТУ заказчика с расширенным спектральным анализом и определением загрязнённости стали неметаллическими включениями по ГОСТ 1778.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость поковок 4Х5МФ1С в состоянии поставки?
После отжига твёрдость составляет 207–235 HB, что обеспечивает механическую обработку резанием. Окончательная твёрдость 47–52 HRC достигается после закалки и отпуска у потребителя.
Чем 4Х5МФ1С отличается от 5ХНМ?
Сталь 4Х5МФ1С содержит хром, молибден и ванадий, что даёт теплостойкость до 600–620 C против 350–400 C у 5ХНМ. Это позволяет применять её для штампов ГШО с интенсивным разогревом рабочих поверхностей.
Какой минимальный уков обеспечивается при ковке?
Степень укова составляет не менее 4, что обеспечивает заваривание внутренних дефектов литой структуры и получение плотного металла без пористости и рыхлости.
Проводится ли ультразвуковой контроль поковок?
Да, УЗК по ГОСТ 24507 обязателен для поковок ответственного назначения. Не допускаются дефекты с эквивалентной отражательной способностью более 3 мм.
