Стальная полоса 3Х2МНФ — инструментальная штамповая сталь в полосовом прокате
Стальная полоса 3Х2МНФ — это горячекатаный или кованый сортовой прокат прямоугольного сечения из легированной инструментальной стали марки 3Х2МНФ (аналог — 3Х2МНФА). Материал относится к группе штамповых сталей повышенной вязкости, применяемых для изготовления инструмента холодного и полугорячего деформирования. Полоса поставляется в состоянии после отжига или высокого отпуска с твердостью не более 255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием на металлорежущих станках без предварительной термообработки.
Химический состав и структура
Сталь 3Х2МНФ легирована хромом (2,0–2,8 %), молибденом (0,4–0,6 %), марганцем (0,3–0,6 %) и никелем (0,4–0,7 %), с дополнительным микролегированием ванадием (0,15–0,25 %). Такое сочетание обеспечивает прокаливаемость в сечениях до 100 мм и формирование мелкозернистой структуры после закалки. Карбидная неоднородность в полосовом прокате контролируется по шкале ГОСТ 5950, что критично для режущих кромок инструмента.
Механические характеристики после термообработки
После закалки от 850–870 C в масле и отпуска при 180–220 C сталь 3Х2МНФ достигает твердости 52–56 HRC. Ударная вязкость KCU на образцах с надрезом составляет не менее 0,4 МДж/м, что существенно выше, чем у хромомолибденовых сталей типа 5ХНМ при сопоставимой твердости. Предел прочности при растяжении после низкого отпуска достигает 1600–1800 МПа.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условие | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Твердость поставки | 255 HB | По Бринеллю | После отжига | ГОСТ 5950 |
| Твердость после закалки | 52–56 HRC | По Роквеллу | Закалка 860 C, масло | ГОСТ 5950 |
| Ударная вязкость KCU | 0,4 МДж/м | Образец с надрезом | После отпуска 200 C | ГОСТ 9454 |
| Температура отпуска | 180–220 C | Печной контроль | Для твердости 52–56 HRC | Технологическая инструкция |
Размерный ряд и допуски
Полоса 3Х2МНФ изготавливается толщиной от 4 до 60 мм и шириной от 20 до 200 мм. Допуски на размеры регламентируются ГОСТ 103 для горячекатаного проката и ГОСТ 4405 для кованых полос. Серповидность не превышает 2 мм на 1 м длины, скручивание — не более 1 на 1 м. Мерность и кратность длины согласуется при заказе, типовые длины — 2–6 м.
Применение в инструментальном производстве
Полосовой прокат 3Х2МНФ используется для раскроя заготовок инструмента с минимальными припусками на механическую обработку. Основные направления применения:
- вырубные и формовочные штампы холодного деформирования для листового проката толщиной до 3 мм;
- пуансоны и матрицы для холодной объемной штамповки крепежа;
- ножи для гильотинных ножниц и вырубные штампы в машиностроении;
- инструмент для полугорячей штамповки при температурах до 400 C;
- калибровочные и чеканочные штампы в приборостроении.
Технологические особенности обработки
Полоса 3Х2МНФ в отожженном состоянии хорошо обрабатывается на фрезерных и токарных станках твердосплавным инструментом. При электроэрозионной обработке необходимо учитывать склонность к образованию обезуглероженного слоя — припуск на последующее шлифование должен составлять не менее 0,3 мм на сторону. Сварка деталей из 3Х2МНФ не рекомендуется из-за риска образования закалочных трещин в околошовной зоне; соединение элементов инструмента выполняется механическим креплением или пайкой твердыми припоями.
Контроль качества и сертификация
Каждая партия полосы 3Х2МНФ сопровождается сертификатом качества с указанием плавочного химического состава, результатов контроля твердости и макроструктуры. По требованию заказчика проводится ультразвуковой контроль на отсутствие внутренних дефектов по ГОСТ 24507. Допускается поставка полос с обрезкой кромок для обеспечения точной ширины при изготовлении инструментальных плит.
Вопросы и ответы
Чем отличается полоса 3Х2МНФ от стали 5ХНМ?
3Х2МНФ содержит молибден и ванадий, что обеспечивает более высокую прокаливаемость и сопротивление разупрочнению при нагреве до 400 C. При сопоставимой твердости ударная вязкость 3Х2МНФ выше, что снижает риск сколов режущих кромок при ударных нагрузках.
Какая термообработка рекомендуется для полосы 3Х2МНФ?
Закалка от 850–870 C с выдержкой 20–30 минут и охлаждением в масле, затем отпуск при 180–220 C для твердости 52–56 HRC. Для инструмента, работающего с ударными нагрузками, отпуск повышают до 300–350 C, снижая твердость до 48–52 HRC.
Какие толщины полосы 3Х2МНФ доступны для заказа?
Стандартный диапазон — от 4 до 60 мм по толщине и от 20 до 200 мм по ширине. Возможна поставка полос с допусками по ГОСТ 103 для горячекатаного проката или по ГОСТ 4405 для кованого.
Подвержена ли полоса 3Х2МНФ обезуглероживанию при нагреве?
Да, при нагреве под закалку без защитной атмосферы возможен обезуглероженный слой глубиной до 0,5 мм. Рекомендуется нагрев в соляных ваннах или печах с контролируемой атмосферой, либо последующее удаление слоя шлифованием.
