Стальная полоса Х6Ф4М — инструментальная штамповая сталь повышенной износостойкости
Стальная полоса Х6Ф4М — это горячекатаный или кованый сортовой прокат из инструментальной легированной стали с высоким содержанием хрома, ванадия и молибдена. Материал относится к группе полутеплостойких штамповых сталей и предназначен для изготовления инструмента, работающего в условиях интенсивного абразивного изнашивания, ударных нагрузок и нагрева рабочих кромок до 250–300 C. Полоса Х6Ф4М поставляется в отожжённом состоянии с твёрдостью не более 241 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием и возможность последующей термической обработки.
Химический состав и структурные особенности
Легирование стали Х6Ф4М сбалансировано для формирования в структуре большого объёма первичных и вторичных карбидов. Хром (5,5–6,5%) обеспечивает прокаливаемость и карбидную неоднородность на допустимом уровне, ванадий (3,8–4,3%) образует высокотвёрдые карбиды VC, стойкие к коагуляции при нагреве, молибден (0,4–0,6%) повышает вязкость и сопротивление разупрочнению при отпуске. Углерод (1,2–1,4%) связан преимущественно в карбидную фазу, что определяет высокую абразивную износостойкость после закалки и низкого отпуска.
Базовый химический состав стали Х6Ф4М по ГОСТ 5950:
- Углерод — 1,20–1,40%
- Хром — 5,50–6,50%
- Ванадий — 3,80–4,30%
- Молибден — 0,40–0,60%
- Марганец — 0,15–0,45%
- Кремний — 0,15–0,40%
Механические свойства после термической обработки
Оптимальный комплекс свойств полосы Х6Ф4М достигается после закалки от 1050–1080 C в масле или расплаве соли и двухкратного отпуска при 520–540 C. Твёрдость после такой обработки составляет 58–62 HRC. Материал характеризуется повышенной теплостойкостью: при нагреве до 550 C сохраняется твёрдость не менее 55 HRC, что позволяет применять инструмент при умеренном разогреве рабочих поверхностей.
| Параметр | Значение | Единица измерения | Условия испытания | Нормативный документ |
|---|---|---|---|---|
| Твёрдость в отожжённом состоянии | 241 | HB | После отжига | ГОСТ 5950 |
| Твёрдость после закалки и отпуска | 58–62 | HRC | Закалка 1060 C, отпуск 530 C | ГОСТ 5950 |
| Теплостойкость | 55 | HRC | После нагрева до 550 C | Справочные данные |
| Предел прочности при изгибе | 2500–2800 | МПа | После закалки и отпуска | Справочные данные |
Технологические характеристики и обрабатываемость
Полоса Х6Ф4М в отожжённом состоянии хорошо поддаётся механической обработке: фрезерованию, строганию и сверлению твёрдосплавным инструментом. Шлифование закалённых заготовок выполняется кругами на электрокорунде или эльборовым инструментом с обильным охлаждением для предотвращения прижогов. Материал склонен к обезуглероживанию при нагреве под закалку, поэтому рекомендуется применять защитные атмосферы, вакуумные печи или упаковку в стальную стружку с чугунной крошкой.
Деформируемость в горячем состоянии ограничена: ковку и прокатку полосы ведут в интервале 1050–900 C с последующим медленным охлаждением в колодцах или песках для исключения флокенообразования и повышенной твёрдости. После ковки обязателен полный отжиг на зернистый перлит при 800–820 C.
Применение полосы Х6Ф4М
Из полосы Х6Ф4М изготавливают инструмент, работающий в условиях интенсивного абразивного износа при умеренных ударных нагрузках. Основные области применения:
- Ножи холодной резки металла толщиной до 8–10 мм
- Вырубные и пробивные штампы для листовой штамповки
- Инструмент для холодной высадки крепёжных изделий
- Ролики и валки профилегибочных станов
- Ножи для резки бумаги, картона и слоистых пластиков
- Детали штамповой оснастки прессов-автоматов
Полоса поставляется толщиной от 3 до 60 мм и шириной от 20 до 300 мм. Допуски на размеры и качество поверхности регламентируются ГОСТ 4405 и ГОСТ 103. Для инструментальных цехов, эксплуатирующих штамповое оборудование с интенсивным режимом работы, полоса Х6Ф4М является альтернативой сталям типа 6ХВ2С и 5ХНМ в случаях, когда определяющим фактором является абразивная износостойкость, а не ударная вязкость.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость достигается на полосе Х6Ф4М после полной термической обработки?
После закалки от 1050–1080 C и двухкратного отпуска при 520–540 C твёрдость составляет 58–62 HRC. При необходимости получения более высокой износостойкости применяют низкий отпуск при 180–200 C, что даёт твёрдость до 63–64 HRC, однако снижает вязкость.
Чем отличается Х6Ф4М от стали Х12МФ?
Х6Ф4М содержит меньше хрома (6% против 12%) и больше ванадия (4% против 0,8%). Это обеспечивает более высокую абразивную стойкость за счёт карбидов ванадия, но меньшую прокаливаемость. Х6Ф4М менее склонна к карбидной ликвации и лучше деформируется в горячем состоянии.
Какие требования к термической обработке полосы Х6Ф4М?
Нагрев под закалку следует вести ступенчато с предварительным подогревом до 600–650 C для снижения термических напряжений. Охлаждение — в масле или расплаве соли при 400–500 C. Обязателен двухкратный отпуск с промежуточным охлаждением до комнатной температуры для превращения остаточного аустенита.
Возможна ли сварка полосы Х6Ф4М?
Сварка стали Х6Ф4М не рекомендуется из-за высокого содержания углерода и склонности к образованию закалочных трещин в зоне термического влияния. Соединение деталей выполняется механическим креплением или пайкой твёрдыми припоями с предварительным обезжириванием.
