Стальной круг 7ХГ2ВМФ: инструментальная штамповая сталь для горячего деформирования
Стальной круг 7ХГ2ВМФ — сортовой прокат из инструментальной штамповой стали перлитного класса, легированной хромом, марганцем, вольфрамом и ванадием. Марка относится к группе сталей повышенной теплостойкости и предназначена преимущественно для изготовления молотовых и прессовых штампов горячего деформирования. Круг поставляется в горячекатаном, кованом или термически обработанном состоянии; типовые диаметры — 20–200 мм, длина прутков — 2–6 м. Стандартизация проката ведётся по ГОСТ 5950 и ГОСТ 2590, приёмка — по ГОСТ 7566.
Химический состав и структура
Средний химический состав марки 7ХГ2ВМФ, %: углерод — 0,65–0,75; кремний — 0,17–0,37; марганец — 1,50–2,00; хром — 0,90–1,20; вольфрам — 0,50–0,80; ванадий — 0,10–0,20; никель — не более 0,35; сера — не более 0,030; фосфор — не более 0,030. Повышенное содержание марганца расширяет мартенситный интервал и увеличивает прокаливаемость, вольфрам и ванадий формируют карбидную фазу, повышающую сопротивление разупрочнению при нагреве. Структура в отожжённом состоянии — зернистый перлит с карбидами; после закалки — мартенсит с остаточным аустенитом.
Механические и технологические свойства
После закалки с 830–860 C в масле и отпуска при 560–620 C достигаются следующие характеристики:
- твёрдость — 42–48 HRC;
- предел прочности — 1500–1750 МПа;
- ударная вязкость KCU — 25–40 Дж/см;
- теплостойкость — сохранение твёрдости не ниже 40 HRC при нагреве до 550 C;
- прокаливаемость — сквозная до 80–100 мм в масле.
Сталь обладает удовлетворительной обрабатываемостью резанием в отожжённом состоянии (HB 207–255) и склонностью к образованию карбидной сетки при перегреве, что требует строгого соблюдения температурных режимов нагрева под ковку и штамповку.
Сортамент и режимы поставки
| Диаметр, мм | Способ производства | Состояние поставки | Твёрдость, HB | Допуск, мм |
|---|---|---|---|---|
| 20–40 | горячекатаный | без термообработки | 255–302 | +0,4 / –0,8 |
| 45–80 | горячекатаный | отожжённый | 207–255 | +0,5 / –1,0 |
| 90–140 | кованый | отожжённый | 207–255 | +1,0 / –2,0 |
| 150–200 | кованый | отожжённый | 217–255 | +1,5 / –3,0 |
Термическая обработка
Ковка проводится в интервале 1150–850 C с медленным охлаждением в золе или песке. Отжиг — при 760–780 C с выдержкой и охлаждением со скоростью не более 30 C/ч до 500 C. Закалка — нагрев до 830–860 C, охлаждение в масле. Отпуск — 560–620 C, не менее двух раз, с промежуточным охлаждением до 20–25 C для стабилизации остаточного аустенита. Азотирование и низкотемпературная нитроцементация применяются для повышения износостойкости рабочих поверхностей ручьёв.
Области применения
- молотовые штампы для горячей объёмной штамповки поковок из углеродистых и низколегированных сталей;
- прессовые штампы кривошипных горячештамповочных прессов усилием 10–40 МН;
- инструмент горизонтально-ковочных машин при изготовлении поковок массой до 30 кг;
- штампы для высадки крепежа на холодновысадочных автоматах с подогревом заготовки;
- детали металлургического оборудования, работающие при контактных температурах до 550 C.
Вопросы и ответы
Чем сталь 7ХГ2ВМФ отличается от 5ХНМ?
Марка 7ХГ2ВМФ содержит вольфрам и ванадий, что обеспечивает более высокую теплостойкость и сопротивление разупрочнению при 500–550 C. Сталь 5ХНМ уступает по стойкости при интенсивном тепловом воздействии, но превосходит по ударной вязкости в крупных сечениях.
Какой диаметр круга прокаливается насквозь?
При закалке в масле сквозная прокаливаемость достигается в сечениях до 80–100 мм. Для диаметров свыше 120 мм рекомендуется применять ступенчатую закалку или изотермическую обработку для снижения градиента напряжений.
Допускается ли сварка круга 7ХГ2ВМФ?
Сварка не рекомендуется из-за высокого содержания углерода и склонности к образованию холодных трещин. При необходимости соединения применяют предварительный подогрев до 300–400 C, аустенитные электроды и последующую термообработку.
Какой режим отпуска обеспечивает максимальную стойкость штампов?
Двух- или трёхкратный отпуск при 580–620 C с выдержкой 2 ч на каждые 25 мм сечения и охлаждением до цеховой температуры между циклами. Это стабилизирует структуру и повышает разгаростойкость рабочих ручьёв.
