Стальной круг 4Х5МФС: горячештамповый инструментальный прокат
Стальной круг 4Х5МФС — сортовой прокат из штамповой стали мартенситного класса, легированной хромом, молибденом, ванадием и кремнием. Марка относится к группе теплостойких штамповых сталей и применяется преимущественно для изготовления инструмента горячего деформирования. Прокат поставляется в виде прутков круглого сечения диаметром от 12 до 250 мм, в термически обработанном или горячекатаном состоянии, с нормированием макро- и микроструктуры.
Химический состав и структура
Средний состав марки: углерод 0,32–0,42 %, кремний 0,8–1,2 %, хром 4,5–5,5 %, молибден 1,2–1,5 %, ванадий 0,3–0,5 %. Такое сочетание обеспечивает глубокую прокаливаемость и устойчивость мартенсита к отпуску при нагреве до 600–620 C. После закалки с 1020–1050 C в масле и двух- или трёхкратного отпуска при 560–620 C формируется структура троостита или сорбита отпуска с дисперсными карбидами VC и MoC.
Круг проходит ультразвуковой контроль по ГОСТ 21120, проверку на наличие флокенов и ликвационных зон. Твёрдость в состоянии поставки — 217–255 HB, после термической обработки — 44–50 HRC в зависимости от сечения.
Сортамент и технические параметры
| Диаметр, мм | Предельное отклонение | Кривизна на 1 м, мм | Твёрдость, HB | Состояние |
|---|---|---|---|---|
| 20–40 | +0,4 / –0,6 | 2,0 | 217–255 | горячекатаный |
| 60–90 | +0,6 / –1,0 | 3,0 | 229–255 | термообработанный |
| 120–160 | +1,0 / –1,5 | 4,0 | 241–269 | термообработанный |
| 180–250 | +1,5 / –2,0 | 5,0 | 255–285 | кованый |
Механические свойства после термообработки
- Предел прочности при растяжении — 1450–1650 МПа
- Предел текучести — 1250–1400 МПа
- Ударная вязкость KCU — 25–40 Дж/см
- Теплостойкость (сохранение 44 HRC) — до 620 C
- Прокаливаемость — сквозная до 100 мм в масле
Технологические особенности
Сталь 4Х5МФС обладает удовлетворительной обрабатываемостью резанием в отожжённом состоянии и склонностью к образованию карбидной сетки при перегреве. Нагрев под закалку ведут ступенчато: предварительный подогрев до 650 C и 850 C, затем аустенитизация при 1020–1050 C. Охлаждение — в масле или горячей среде с температурой 150–200 C. Отпуск проводят не менее двух раз с промежуточным охлаждением до 20–40 C для стабилизации остаточного аустенита.
Круг 4Х5МФС сваривается ограниченно: требуется подогрев до 350–400 C и последующая термообработка. Азотирование и борирование применяют для повышения износостойкости рабочих поверхностей.
Области применения
- Молотовые и прессовые штампы для горячей объёмной штамповки
- Матрицы и пуансоны горизонтально-ковочных машин
- Ножи горячей резки сортового проката на станах
- Пресс-формы литья под давлением алюминиевых сплавов
- Инструмент прошивных и раскатных станов трубопрокатного производства
- Детали узлов выталкивания и направляющих колонн штамповой оснастки
Вопросы и ответы
Какой режим термообработки обеспечивает максимальную теплостойкость круга 4Х5МФС?
Закалка с 1030–1050 C в масле, затем трёхкратный отпуск при 600–620 C по 1–2 ч. Это даёт твёрдость 44–47 HRC и сохранение свойств при нагреве до 620 C.
До какого диаметра прокаливаемость стали 4Х5МФС сквозная?
При охлаждении в масле сквозная прокаливаемость достигается до 100 мм. Для сечений свыше 120 мм рекомендуется охлаждение в расплаве солей или ступенчатая закалка.
Чем отличается круг 4Х5МФС от 4Х5МФ1С?
Марка 4Х5МФ1С содержит повышенное содержание молибдена (до 1,8 %) и дополнительно легирована кремнием, что увеличивает теплостойкость до 630 C и сопротивление разупрочнению при длительной эксплуатации.
Допускается ли сварка круга 4Х5МФС?
Сварка возможна с предварительным подогревом до 350–400 C, применением аустенитных электродов и последующей закалкой с отпуском. Без термообработки сварной шов склонен к образованию холодных трещин.
