Стальная полоса 4Х5МФ1С: инструментальная теплостойкая сталь для штампового инструмента
Стальная полоса 4Х5МФ1С — сортовой прокат из штамповой инструментальной стали повышенной теплостойкости, поставляемый в виде полос прямоугольного сечения. Марка относится к группе теплостойких штамповых сталей (аналог DIN X40CrMoV5-1, AISI H11). Полоса изготавливается методом горячей прокатки или ковки с последующей термической обработкой и поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью не более 229 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и подготовку под закалку.
Химический состав и структура
Основу марки составляет хром 4,5–5,5 %, молибден 1,2–1,5 % и ванадий 0,3–0,5 % при содержании углерода 0,32–0,42 %. Такое легирование формирует карбидную фазу на базе Cr7C3, Mo2C и VC, обеспечивающую сопротивление разупрочнению при нагреве до 550–600 C. Кремний в пределах 0,8–1,2 % повышает устойчивость к отпуску и увеличивает прокаливаемость. Структура в отожжённом состоянии — зернистый перлит с равномерно распределёнными карбидами.
Механические свойства после термической обработки
| Режим обработки | Твёрдость | в, МПа | KCU, Дж/см | Теплостойкость |
|---|---|---|---|---|
| Отжиг | 229 HB | 650–750 | — | — |
| Закалка 1020–1040 C, масло | 54–56 HRC | 1900–2100 | 25–35 | до 550 C |
| Отпуск 560 C, 2 ч | 50–52 HRC | 1750–1850 | 35–45 | до 580 C |
| Отпуск 600 C, 2 ч | 46–48 HRC | 1600–1700 | 45–55 | до 600 C |
Сортамент и геометрические параметры
- Толщина полосы — 4–100 мм, ширина — 20–300 мм, длина — 2000–6000 мм.
- Предельные отклонения по толщине — по ГОСТ 4405 или ТУ производителя.
- Кривизна на 1 м длины — не более 3 мм для полос толщиной свыше 20 мм.
- Косина реза — не более 5 мм при ширине до 100 мм.
- Поверхность — без трещин, закатов, волосовин; допускается зачистка дефектов глубиной до 5 % толщины.
Технологические особенности
Полоса 4Х5МФ1С обрабатывается резанием в отожжённом состоянии на фрезерных и строгальных станках, а также электроэрозионным способом после закалки. При нагреве под закалку требуется предварительный подогрев до 650–800 C для предотвращения трещин. Деформация при закалке минимальна благодаря умеренной прокаливаемости. Свариваемость ограничена — сварка применяется только для ремонта с обязательным подогревом 300–400 C и последующей термообработкой.
Области применения
- Молотовые и прессовые штампы для горячей объёмной штамповки на КГШП и молотах.
- Ножи горячей резки сортового проката на станах горячей прокатки.
- Пресс-формы литья под давлением алюминиевых и цинковых сплавов.
- Инструмент для выдавливания и прошивки на гидравлических прессах.
- Детали узлов, работающих при циклическом нагреве до 600 C в металлургических печах.
- Пуансоны и матрицы для холодной и полугорячей штамповки.
Вопросы и ответы
Какова максимальная рабочая температура полосы 4Х5МФ1С?
Длительная эксплуатация возможна до 580–600 C при сохранении твёрдости не ниже 46 HRC. Кратковременный нагрев до 620 C допустим без необратимого разупрочнения.
Чем 4Х5МФ1С отличается от 5ХНМ?
4Х5МФ1С содержит хром, молибден и ванадий, что обеспечивает теплостойкость до 600 C против 350–400 C у 5ХНМ. Марка применяется для более нагруженных штампов горячей деформации.
Поставляется ли полоса в закалённом состоянии?
Стандартная поставка — отожжённая, твёрдость 229 HB. Закалка и отпуск выполняются потребителем после механической обработки под требуемую твёрдость 46–56 HRC.
Какие дефекты недопустимы на поверхности полосы?
Трещины, закаты, волосовины, плены и грубая окалина. Локальная зачистка допускается на глубину до 5 % номинальной толщины с плавными переходами.
