Штамповая полоса 4Х5МФС в Минске


Штамповая полоса 4Х5МФС: характеристики и применение

Штамповая полоса 4Х5МФС — горячекатаный или кованый сортовой прокат прямоугольного сечения из инструментальной теплостойкой стали марки 4Х5МФС (аналог DIN 1.2344, AISI H13). Полоса поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью 217–241 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и последующую закалку до 47–52 HRC. Химический состав регламентирован ГОСТ 5950: углерод 0,32–0,45 %, хром 4,5–5,5 %, молибден 1,2–1,5 %, ванадий 0,3–0,5 %, кремний 0,8–1,2 %. Такое легирование формирует стойкость к разупрочнению при нагреве до 600–620 C и сопротивление термической усталости при циклическом контакте с горячим металлом.

Сортамент и состояние поставки

Полоса выпускается толщиной 10–100 мм и шириной 40–250 мм, длина прутков — 2–6 м. Кромки могут быть обрезными или необрезными, допуски по толщине соответствуют ГОСТ 2590 или ТУ производителя. Перед механической обработкой рекомендуется нормализация или изотермический отжиг для снятия напряжений после ковки.

ПараметрЗначениеУсловиеМетод контроляПримечание
Твёрдость поставки217–241 HBотожжённое состояниеГОСТ 9012обеспечивает обработку резанием
Температура закалки1020–1050 Cнагрев под закалкутермопара печинагрев в две ступени
Температура отпуска560–620 Cдвух- или трёхкратныйтермопаратвёрдость 47–52 HRC
Теплостойкостьдо 620 Cдлительная эксплуатацияиспытание на разупрочнениесохранение кромки штампа
Ударная вязкость 25 Дж/смпосле отпускаГОСТ 9454образцы с надрезом

Термообработка и механические свойства

Закалка проводится с температуры 1020–1050 C в масле или в вакуумной печи с газовым охлаждением. Отпуск при 560–620 C обеспечивает вторичное твердение за счёт выделения карбидов ванадия и молибдена. После трёхкратного отпуска достигается твёрдость 47–52 HRC при ударной вязкости не ниже 25 Дж/см. Для повышения стойкости применяют азотирование или нитроцементацию поверхностного слоя на глубину 0,2–0,4 мм.

Области применения

  • Молотовые и прессовые штампы для горячей объёмной штамповки на кривошипных прессах усилием 1000–4000 тс.
  • Пресс-формы литья под давлением алюминиевых и цинковых сплавов на машинах с усилием запирания 250–1200 тс.
  • Инструмент для прошивки и высадки в линиях горячей прокатки труб.
  • Ножи горячей резки сортового проката на участках непрерывной разливки.
  • Детали выталкивающих систем и знаки пресс-форм, работающие при циклическом тепловом ударе.

Обрабатываемость и эксплуатационные ограничения

В отожжённом состоянии полоса обрабатывается твердосплавным инструментом на скоростях резания 80–120 м/мин. После закалки обработка возможна только шлифованием или электроэрозионной обработкой. Сталь склонна к образованию трещин при нагреве со скоростью выше 100 C/ч, поэтому в крупных штампах применяют ступенчатый нагрев. Эксплуатация при температурах выше 650 C приводит к интенсивному разупрочнению и потере геометрии рабочей кромки.

Вопросы и ответы

Какой аналог стали 4Х5МФС зарубежного производства?

Ближайшие аналоги — DIN 1.2344 (X40CrMoV5-1) и AISI H13. Они близки по составу и теплостойкости, но могут отличаться содержанием кремния и допусками по твёрдости поставки.

До какой твёрдости закаливается штамповая полоса 4Х5МФС?

После закалки с 1020–1050 C и отпуска при 560–620 C достигается 47–52 HRC. Более высокий отпуск снижает твёрдость, но повышает ударную вязкость.

Можно ли сваривать полосу 4Х5МФС?

Сварка возможна с предварительным подогревом до 350–400 C и последующей термообработкой. Без подогрева высок риск образования холодных трещин в зоне термического влияния.

Для каких штампов применяется эта сталь?

Прежде всего для горячештамповочного инструмента: молотовых и прессовых штампов, пресс-форм литья под давлением, прошивного инструмента прокатных линий.