Стальная полоса 55Х6В3СМФ: инструментальный прокат повышенной теплостойкости
Стальная полоса 55Х6В3СМФ — горячекатаный или кованый сортовой прокат из инструментальной штамповой стали, легированной вольфрамом, кремнием, молибденом и ванадием. Марка относится к группе теплостойких штамповых сталей и применяется преимущественно для изготовления инструмента горячего деформирования. Полоса поставляется в виде прямоугольного профиля с нормируемой шириной и толщиной, что позволяет получать заготовки резанием без дополнительной продольной резки листа.
Химический состав и структура
Средний состав марки 55Х6В3СМФ: углерод — 0,50–0,60 %, хром — 5,5–6,5 %, вольфрам — 2,2–3,0 %, кремний — 0,6–1,0 %, молибден — 0,5–0,8 %, ванадий — 0,3–0,5 %. Такое сочетание обеспечивает устойчивость мартенсита отпуска к коагуляции карбидов при нагреве. В структуре после закалки и высокого отпуска присутствуют карбиды M6C, MC и M23C6, распределённые в легированной матрице.
- Углерод — 0,50–0,60 %: формирование вторичной твёрдости после отпуска.
- Хром — 5,5–6,5 %: прокаливаемость и стойкость к окалинообразованию.
- Вольфрам — 2,2–3,0 %: теплостойкость, сопротивление разупрочнению.
- Кремний — 0,6–1,0 %: твёрдость в отпуске, стойкость к схватыванию.
- Молибден — 0,5–0,8 %: вязкость при повышенных температурах.
- Ванадий — 0,3–0,5 %: дисперсионное упрочнение карбидами MC.
Механические свойства
После закалки с 1020–1060 C в масле и отпуска при 560–620 C полоса 55Х6В3СМФ достигает твёрдости 44–50 HRC с сохранением ударной вязкости KCU не ниже 20 Дж/см. Красностойкость — работоспособность при нагреве до 620–650 C без падения твёрдости ниже 40 HRC. Теплопроводность в диапазоне 20–600 C составляет 28–32 Вт/(мК), что учитывается при проектировании систем охлаждения штампов.
| Параметр | Значение | Условие | Метод контроля | Ед. изм. |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость после отпуска | 44–50 | закалка 1040 C, отпуск 580 C | ГОСТ 9013 | HRC |
| Предел прочности | 1650–1850 | 20 C | ГОСТ 1497 | МПа |
| Ударная вязкость | 20 | 20 C | ГОСТ 9454 | Дж/см |
| Красностойкость | 620–650 | сохранение 40 HRC | ГОСТ 5950 | C |
| Теплопроводность | 28–32 | 20–600 C | стационарный метод | Вт/(мК) |
Сортамент и допуски
Полоса 55Х6В3СМФ выпускается толщиной 8–60 мм и шириной 40–200 мм. Предельные отклонения по толщине — по ГОСТ 2590 или ГОСТ 4405, кривизна — не более 0,5 % длины. Поставка осуществляется в термически обработанном (отожжённом) состоянии с твёрдостью не выше 255 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием на фрезерных и строгальных станках. Кромки полосы — прокатные или обрезные с удалением заусенцев.
Термическая обработка и применение
Технологический маршрут изготовления инструмента из полосы включает предварительную механическую обработку, закалку с 1020–1060 C, отпуск в две ступени и финишное шлифование. Режимы нагрева под закалку требуют ступенчатой выдержки для выравнивания температуры по сечению полосы.
- Молотовые и прессовые штампы для горячей объёмной штамповки.
- Пуансоны и матрицы вырубных штампов горячего деформирования.
- Ножи горячей резки проката на сортовых станах.
- Инструмент пресс-форм литья под давлением алюминиевых сплавов.
- Опорные плиты и вставки штампов кузнечно-прессового оборудования.
- Детали прошивных и раскатных станов трубопрокатных агрегатов.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость достигается после стандартной термообработки полосы 55Х6В3СМФ?
После закалки с 1020–1060 C в масле и отпуска при 560–620 C твёрдость составляет 44–50 HRC. Двухступенчатый отпуск снижает остаточные напряжения и стабилизирует размеры инструмента.
До какой температуры сохраняется работоспособность инструмента из этой стали?
Красностойкость марки обеспечивает сохранение твёрдости не ниже 40 HRC при нагреве до 620–650 C, что допускает работу в штампах горячей штамповки с интенсивным теплосъёмом.
В каком состоянии поставляется полоса 55Х6В3СМФ?
Прокат поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью не более 255 HB для обеспечения обрабатываемости резанием. Перед эксплуатацией проводится закалка и отпуск по режимам, указанным в технологической карте.
Применяется ли сварка при изготовлении инструмента из полосы 55Х6В3СМФ?
Сварка данной марки ограничена из-за склонности к образованию холодных трещин в зоне термического влияния. При необходимости соединения применяют предварительный и сопутствующий подогрев до 300–400 C с последующей термообработкой.
