Стальная полоса 4Х4ВМФС: быстрорежущий инструментальный прокат
Стальная полоса 4Х4ВМФС — горячекатаный или кованый сортовой прокат из вольфрамомолибденовой быстрорежущей стали, легированной ванадием и кобальтом. Марка относится к классу теплостойких инструментальных сталей с рабочей температурой резания до 620 C. Полоса поставляется в виде прямоугольного профиля с отношением ширины к толщине от 2:1 до 6:1, что отличает её от квадрата и круга того же сечения.
Химический состав и структура
Основу легирующего комплекса формируют карбидообразующие элементы. Углерод — 1,00–1,10 %, вольфрам — 3,80–4,40 %, молибден — 2,80–3,30 %, ванадий — 1,40–1,70 %, кобальт — 4,00–5,00 %, хром — 3,80–4,30 %. Кобальт повышает вторичную твёрдость и красностойкость, ванадий увеличивает износостойкость за счёт карбидов MC. Структура после закалки — мартенсит с равномерно распределёнными карбидами M6C и MC; карбидная неоднородность по ГОСТ 19265 не должна превышать 3 балла.
Механические и технологические свойства
Твёрдость после закалки и трёхкратного отпуска — 64–66 HRC. Предел прочности при изгибе — не менее 3200 МПа, ударная вязкость — 0,25–0,35 МДж/м. Теплостойкость (красностойкость) — 620–630 C, что на 40–60 C выше, чем у стали Р6М5. Шлифуемость умеренная из-за высокого содержания ванадия; полируемость ограничена карбидной фазой. Прокаливаемость обеспечивает сквозную закалку в сечениях до 40 мм при охлаждении в масле.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Ед. изм. | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость | 64–66 | HRC | ед. | ГОСТ 19265 |
| Теплостойкость | 620–630 | испытание на красностойкость | C | ТУ 14-1- |
| Предел прочности | 3200 | изгиб | МПа | ГОСТ 14019 |
| Ударная вязкость | 0,25–0,35 | KCU | МДж/м | ГОСТ 9454 |
| Карбидная неоднородность | 3 | металлография | балл | ГОСТ 19265 |
Сортамент и размеры
- Толщина полосы — 4–40 мм, ширина — 20–200 мм.
- Длина мерная — 2–6 м, немерная — до 4 м.
- Кованая полоса — с припуском на механическую обработку до 3 мм на сторону.
- Калиброванная полоса — с полем допуска h11–h12.
- Состояние поставки — отожжённое, твёрдость не более 255 HB.
Термообработка
Закалка проводится ступенчато: нагрев до 1210–1230 C в соляной ванне, подстуживание до 500–550 C, охлаждение в масле или расплаве солей. Отпуск — трёхкратный при 540–570 C с выдержкой 1 ч на каждые 20 мм сечения. Между отпусками рекомендуется охлаждение до комнатной температуры для полноты превращения остаточного аустенита. Азотирование в газовой среде при 520–540 C повышает поверхностную твёрдость до 1100–1200 HV.
Применение
- Режущий инструмент: фрезы, метчики, развёртки, протяжки, червячные модульные фрезы.
- Инструмент для обработки жаропрочных сплавов на никелевой основе и титановых сплавов ВТ6, ВТ22.
- Ножи для гильотинных ножниц холодной резки листа толщиной до 12 мм.
- Пуансоны и матрицы вырубных штампов в автоматических прессах-автоматах.
- Долбяки и шеверы для зубообрабатывающих станков с ЧПУ.
- Инструмент для холодной высадки крепежа на двухударных автоматах.
Вопросы и ответы
Чем полоса 4Х4ВМФС отличается от полосы Р6М5?
Сталь 4Х4ВМФС содержит кобальт и повышенный ванадий, что даёт теплостойкость 620–630 C против 600–610 C у Р6М5 и большую износостойкость при обработке труднообрабатываемых сплавов. Взамен снижается шлифуемость и возрастает склонность к обезуглероживанию при нагреве.
Какой режим закалки обеспечивает максимальную красностойкость?
Нагрев до 1210–1230 C с последующим трёхкратным отпуском при 540–570 C. Каждый отпуск — не менее 1 ч, с полным охлаждением между циклами. Отклонение температуры закалки вниз на 20 C снижает вторичную твёрдость на 1,5–2 HRC.
Допускается ли сварка полосы 4Х4ВМФС?
Сварка не рекомендуется из-за высокого содержания карбидообразующих элементов и склонности к образованию горячих трещин. При необходимости соединения применяют пайку твёрдыми припоями на основе меди или механическое крепление в державке инструмента.
Какая твёрдость в состоянии поставки?
Полоса поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью не более 255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием на токарных и фрезерных станках при изготовлении заготовок инструмента до финишной термообработки.
