Стальной круг 3Х2Н2МВФ: горячекатаный сортовой прокат из теплостойкой штамповой стали
Стальной круг 3Х2Н2МВФ — сортовой прокат из теплостойкой штамповой стали мартенситного класса, легированной хромом, никелем, молибденом, вольфрамом и ванадием. Марка применяется для изготовления инструмента горячего деформирования, работающего при температурах 550–620 C в условиях циклических термомеханических нагрузок. Круг поставляется в горячекатаном, кованом или термически обработанном состоянии, диаметром от 20 до 200 мм, с нормированием макроструктуры и твёрдости.
Химический состав и структура
Среднемассовый состав марки 3Х2Н2МВФ обеспечивает сочетание теплостойкости и ударной вязкости. Углерод — 0,30–0,40 %; хром — 2,0–3,0 %; никель — 1,5–2,5 %; молибден — 0,6–1,0 %; вольфрам — 0,6–1,0 %; ванадий — 0,1–0,3 %. Никель повышает прокаливаемость и вязкость разрушения, вольфрам и молибден формируют карбидную фазу, устойчивую к коагуляции при нагреве. Структура после отжига — зернистый перлит с карбидной неоднородностью не выше 2 балла по ГОСТ 5950.
Механические свойства
Свойства круга определяются режимом термической обработки. После закалки с 1000–1050 C в масле и отпуска при 560–620 C достигаются следующие характеристики:
- твёрдость — 44–48 HRC при отпуске 600 C;
- предел прочности в — 1600–1850 МПа;
- ударная вязкость KCU — 25–40 Дж/см;
- теплостойкость — сохранение 42 HRC после выдержки 4 ч при 620 C;
- прокаливаемость — сквозная до диаметра 80 мм в масле.
Сортамент и точность проката
Круг 3Х2Н2МВФ выпускается по ГОСТ 2590 и ГОСТ 5950. Точность прокатки — В1, В2, Б1. Кривизна не более 0,5 % длины. Обезуглероженный слой — не более 1,5 % диаметра на сторону. Поставка с нормированием твёрдости в состоянии поставки (НВ 217–255) или без термообработки. Возможна обточка и шлифовка под размер с допуском h11–h9.
| Диаметр, мм | Допуск, мм | Твёрдость поставки, НВ | Состояние | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 40 | +0,4 / –0,7 | 217–255 | горячекатаный | молотовые штампы |
| 80 | +0,5 / –0,9 | 217–255 | отожжённый | пресс-формы ГД |
| 120 | +0,6 / –1,1 | 229–269 | кованый | штампы ГКМ |
| 160 | +0,8 / –1,3 | 229–269 | кованый | подкладные плиты |
Технологические особенности
Круг 3Х2Н2МВФ обрабатывается резанием в отожжённом состоянии при скорости 18–25 м/мин твердосплавным инструментом. Склонность к образованию трещин при закалке требует ступенчатого нагрева: 650 C — выдержка, 850 C — промежуточная, 1020 C — аустенитизация. Отпуск проводится двукратный с промежуточным охлаждением до 20–40 C для стабилизации остаточного аустенита. Свариваемость ограниченная, требуется подогрев 300–400 C.
Области применения
- штампы горячей объёмной штамповки на кривошипных прессах усилием 10–40 МН;
- молотовые штампы для поковок из углеродистых и легированных сталей;
- пресс-формы для литья под давлением алюминиевых сплавов АК12, АК9;
- инструмент прошивных и раскатных станов в трубопрокатном производстве;
- пуансоны и матрицы для горячей высадки крепежа на автоматах;
- детали арматуры высокого давления в энергетическом машиностроении.
Вопросы и ответы
Какой режим термообработки обеспечивает максимальную теплостойкость круга 3Х2Н2МВФ?
Закалка с 1020–1050 C в масле, двукратный отпуск при 600–620 C по 2 ч. Твёрдость — 44–46 HRC, сохранение работоспособности до 620 C.
Чем круг 3Х2Н2МВФ отличается от 4Х5МФС?
Марка 3Х2Н2МВФ содержит никель и вольфрам, что повышает прокаливаемость и вязкость при сопоставимой теплостойкости. 4Х5МФС имеет более высокое содержание хрома и молибдена, но меньшую ударную вязкость в крупных сечениях.
До какого диаметра обеспечивается сквозная прокаливаемость?
При закалке в масле — до 80 мм. Для сечений свыше 100 мм рекомендуется закалка в расплаве солей или ступенчатая закалка.
Поставляется ли круг 3Х2Н2МВФ со шлифованной поверхностью?
Да, выпускается шлифованный круг с допуском h9–h11 и шероховатостью Ra 1,25–0,63 мкм для изготовления направляющих колонок и точных пуансонов.
