Поковки 4Х5В2ФС в Минске


Поковки 4Х5В2ФС — штамповые стали для горячего деформирования

Поковки 4Х5В2ФС — это кузнечные заготовки из теплостойкой штамповой стали с повышенным содержанием вольфрама и кремния. Материал относится к группе сталей для горячей обработки металлов давлением и применяется для изготовления инструмента, работающего в условиях интенсивного теплового и механического нагружения. Химический состав по ГОСТ 5950 регламентирует содержание углерода в пределах 0,37–0,44%, хрома — 4,5–5,5%, вольфрама — 1,6–2,2%, ванадия — 0,6–1,0% и кремния — 0,8–1,2%.

Ключевая особенность поковок 4Х5В2ФС — сохранение твёрдости и сопротивления разупрочнению при нагреве рабочих поверхностей до 550–600 C. Вольфрам формирует устойчивые карбиды, замедляющие коагуляцию при циклическом нагреве, а кремний повышает порог отпускной хрупкости и улучшает прокаливаемость. По теплостойкости материал превосходит стали типа 4Х5МФС, однако уступает им по вязкости при одинаковой твёрдости, что необходимо учитывать при выборе режимов термической обработки.

Технологические параметры изготовления

Поковки 4Х5В2ФС производятся методом свободной ковки или штамповки на гидравлических и молотовых агрегатах. Температурный интервал ковки составляет 1100–950 C с обязательным медленным охлаждением в тёплом песке или колодце для предотвращения флокенообразования. После ковки заготовки подвергаются изотермическому отжигу при 820–840 C с выдержкой и последующим ступенчатым охлаждением до твёрдости 207–255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием.

Окончательная термическая обработка включает закалку от 1050–1080 C в масле или расплаве солей с подстуживанием до 850–900 C. Отпуск проводится двукратно при 540–580 C для достижения твёрдости 44–48 HRC. Для ответственных поковок применяется тройной отпуск, снижающий остаточные напряжения и стабилизирующий структуру.

Механические свойства после термообработки

ПараметрЗначениеУсловия испытанияМетодикаПримечание
Твёрдость44–48 HRCПосле закалки и двукратного отпускаГОСТ 9013Рабочий диапазон
Предел прочности1600–1800 МПаПри 20 CГОСТ 1497Продольные образцы
Ударная вязкость30–40 Дж/смKCU при 20 CГОСТ 9454После отпуска 580 C
Теплостойкость550–600 CДлительный нагревОценка по падению твёрдостиСохранение 40 HRC

Применение поковок 4Х5В2ФС

Заготовки используются для производства инструмента горячего деформирования, эксплуатируемого при циклических теплосменах и высоких удельных давлениях. Основные потребители — предприятия машиностроения, выпускающие крепёж, метизы и детали методом горячей объёмной штамповки.

  • Вставки и пуансоны молотовых штампов для горячей штамповки поковок из конструкционных и легированных сталей
  • Выталкиватели, матрицы и формообразующие элементы кривошипных горячештамповочных прессов
  • Инструмент для выдавливания и прошивки при температуре деформируемой заготовки 900–1150 C
  • Ножи и ножевые вставки горячей резки сортового проката
  • Детали штамповой оснастки горизонтально-ковочных машин

Поковки 4Х5В2ФС поставляются в виде круглых, квадратных или прямоугольных сечений с припусками на механическую обработку по ГОСТ 7829. Допускаемые отклонения размеров и качество поверхности регламентируются группой точности, согласованной при заказе. Контроль макроструктуры и отсутствия усадочных дефектов проводится ультразвуковым методом по согласованной программе.

Вопросы и ответы

Чем отличается 4Х5В2ФС от стали 4Х5МФС?

Поковки 4Х5В2ФС содержат вольфрам вместо молибдена, что обеспечивает более высокую теплостойкость при нагреве до 600 C, но снижает ударную вязкость. Сталь 4Х5МФС предпочтительнее при ударных нагрузках и требованиях к трещиностойкости.

Какая температура закалки оптимальна для поковок 4Х5В2ФС?

Оптимальный интервал закалки — 1050–1080 C с подстуживанием на воздухе до 850–900 C перед охлаждением в масле. Превышение температуры ведёт к росту зерна и снижению вязкости, занижение — к неполному растворению карбидов вольфрама.

Какой отпуск назначают после закалки?

Применяется двукратный или тройной отпуск при 540–580 C с выдержкой не менее 2 часов на каждый цикл. Охлаждение после отпуска — на воздухе. Твёрдость после такой обработки составляет 44–48 HRC.

Какие дефекты возможны в поковках 4Х5В2ФС?

Основные дефекты — флокены при нарушении режима охлаждения после ковки, карбидная ликвация в центральной зоне крупных сечений и поверхностные заковы. Контроль проводится УЗК и травлением макрошлифов.