Стальной круг 4ХМФС — легированная горячекатаная заготовка для ответственных деталей
Стальной круг 4ХМФС — горячекатаный сортовой прокат круглого сечения из легированной конструкционной стали марки 4ХМФС. Материал относится к группе хромомолибденованадиевых сталей, легирование которых обеспечивает сочетание высокой прочности, вязкости и сопротивления усталостному разрушению. Круг 4ХМФС поставляется в прутках мерной и немерной длины, диаметром от 10 до 250 мм, в состоянии горячекатаном или термически обработанном (улучшенном, нормализованном).
Химический состав и металлургические особенности
Марка 4ХМФС относится к сталям с регламентированным содержанием углерода (0,37–0,45%), хрома (0,8–1,1%), молибдена (0,15–0,25%) и ванадия (0,1–0,18%). Кремний и марганец присутствуют в пределах 0,17–0,37% и 0,4–0,7% соответственно. Содержание серы и фосфора ограничено до 0,025% каждого элемента, что обеспечивает стабильность механических свойств по сечению проката.
Молибден повышает прокаливаемость и сопротивление отпускной хрупкости, ванадий формирует мелкодисперсные карбонитриды, тормозящие рост зерна при нагреве под закалку. Это позволяет получать стабильную структуру сорбита отпуска после термообработки с равномерным распределением твердости по сечению прутка.
Механические свойства после термообработки
Круг 4ХМФС поставляется в термообработанном состоянии с гарантированными характеристиками. После закалки и высокого отпуска материал демонстрирует предел текучести не менее 850 МПа, временное сопротивление разрыву — 980–1180 МПа, относительное удлинение — не менее 12%, ударную вязкость KCU — не менее 59 Дж/см. Твердость после улучшения составляет 269–302 HB.
Для деталей, работающих при повышенных температурах, предусмотрен режим отпуска при 580–620 C, обеспечивающий сохранение прочностных характеристик до 400 C. Прокат диаметром до 80 мм прокаливается насквозь в масле, что позволяет использовать его для изготовления крупногабаритных крепежных элементов и валов.
Технологические характеристики и обрабатываемость
Сталь 4ХМФС обладает удовлетворительной обрабатываемостью резанием в отожженном состоянии (твердость не более 241 HB). При механической обработке рекомендуется применение твердосплавного инструмента с покрытием и обильное охлаждение эмульсией. Материал допускает горячую объемную штамповку и ковку при нагреве до 1180 C с окончанием деформации не ниже 850 C.
Свариваемость стали ограниченная — требуется предварительный подогрев до 250–350 C и последующая термообработка сварного соединения. Для ответственных узлов предпочтительно применение резьбовых или прессовых соединений, исключающих нагрев выше точки Ac1.
Применение круга 4ХМФС
Основное назначение проката — изготовление высоконагруженных деталей машин и механизмов, работающих при статических, динамических и знакопеременных нагрузках:
- валы редукторов, шпиндели металлорежущих станков, оси транспортных средств;
- штоки гидроцилиндров, плунжеры насосов высокого давления;
- крепежные изделия повышенной прочности — шпильки, болты, гайки для фланцевых соединений;
- зубчатые колеса, червяки, втулки и другие детали трансмиссий;
- детали штамповой оснастки — пуансоны, матрицы, выталкиватели для холодной высадки.
В нефтегазовом машиностроении круг 4ХМФС применяется для изготовления элементов фонтанной арматуры, бурового инструмента и деталей насосно-компрессорного оборудования, работающих при давлении до 100 МПа и температуре до 350 C.
Сортамент и условия поставки
| Диаметр, мм | Состояние поставки | Твердость, HB | Предел текучести, МПа | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 10–25 | Горячекатаный, улучшенный | 269–302 | 850 | Крепеж, штифты, пальцы |
| 30–60 | Горячекатаный, нормализованный | 241–269 | 780 | Валы, штоки, оси |
| 70–120 | Горячекатаный, улучшенный | 269–302 | 850 | Шпиндели, шестерни |
| 130–250 | Горячекатаный, отожженный | 241 | — | Заготовки под ковку |
Прутки диаметром до 60 мм поставляются в мотках или бухтах, более крупные диаметры — в прутках длиной 2–6 м. Допускается поставка с обрезкой концов, удалением окалины или обточкой по требованию заказчика. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием химического состава и результатов испытаний механических свойств.
Вопросы и ответы
Чем отличается круг 4ХМФС от стали 40Х?
В отличие от стали 40Х, марка 4ХМФС дополнительно легирована молибденом и ванадием, что обеспечивает более высокую прокаливаемость, сопротивление отпускной хрупкости и стабильность свойств при нагреве до 400 C. Предел текучести после улучшения выше на 15–20%.
Какая термообработка рекомендуется для круга 4ХМФС?
Стандартный режим — закалка от 850–870 C в масле с последующим высоким отпуском при 580–620 C. Для достижения твердости 269–302 HB применяется отпуск при 600–620 C. Допускается изотермическая закалка для снижения деформаций.
Можно ли использовать круг 4ХМФС для сварных конструкций?
Свариваемость ограниченная. Допускается сварка с предварительным подогревом до 250–350 C, применением аустенитных электродов и последующей термообработкой. Для ответственных узлов рекомендуется избегать сварных соединений.
Какие диаметры круга 4ХМФС доступны для заказа?
Сортамент включает диаметры от 10 до 250 мм. Прутки до 60 мм могут поставляться в бухтах, более крупные — в прутках мерной длины. Возможна поставка с обточкой или шлифовкой по индивидуальным требованиям.
