Стальной круг 9Х2МФ — инструментальная штамповая сталь для холодного деформирования
Стальной круг 9Х2МФ — сортовой прокат круглого сечения из легированной инструментальной стали повышенной прокаливаемости. Материал относится к группе штамповых сталей для холодной деформации и применяется для изготовления инструмента, работающего в условиях высоких контактных нагрузок, абразивного изнашивания и циклических термических воздействий. Круг 9Х2МФ поставляется в горячекатаном, кованом и калиброванном исполнении, преимущественно в состоянии с гарантированной прокаливаемостью и контролируемой структурой карбидной сетки.
Химический состав и металлургические особенности
Сталь 9Х2МФ легирована хромом, молибденом и ванадием при умеренном содержании углерода. Хром обеспечивает прокаливаемость и формирование карбидов Cr7C3, молибден повышает теплостойкость и сопротивление отпуску, ванадий образует мелкодисперсные карбиды VC, ограничивающие рост зерна при нагреве под закалку. Содержание серы и фосфора ограничено до 0,025 % каждого, что гарантирует стабильность механических свойств в крупных сечениях.
- Массовая доля углерода — 0,85–0,95 %
- Хром — 1,8–2,3 %
- Молибден — 0,3–0,6 %
- Ванадий — 0,1–0,25 %
- Марганец — 0,3–0,6 %, кремний — 0,25–0,5 %
Механические свойства после термической обработки
Оптимальный комплекс свойств достигается после закалки от 840–870 C с охлаждением в масле и последующего низкого отпуска при 150–200 C. Твёрдость после такой обработки составляет 58–62 HRC. Материал характеризуется высокой износостойкостью при сохранении достаточной вязкости для восприятия ударных нагрузок. Предел прочности при растяжении в термообработанном состоянии достигает 1700–1900 МПа, предел текучести — 1400–1600 МПа.
| Диаметр, мм | Состояние поставки | Твёрдость, HB | Предел прочности, МПа | Относительное удлинение, % |
|---|---|---|---|---|
| 10–40 | Горячекатаный, отожжённый | 217–255 | 740–880 | 12–14 |
| 42–90 | Горячекатаный, отожжённый | 207–241 | 690–830 | 11–13 |
| 95–200 | Кованый, отожжённый | 197–229 | 640–780 | 10–12 |
Технология обработки и термообработки
Круг 9Х2МФ хорошо обрабатывается резанием в отожжённом состоянии. Для снятия внутренних напряжений перед механической обработкой рекомендуется проводить стабилизирующий отжиг при 650–680 C. Закалка выполняется с выдержкой 20–30 минут после прогрева, охлаждение — в подогретом до 40–60 C масле. Для деталей сложной конфигурации применяется ступенчатая закалка с подстуживанием до 400–450 C. Отпуск подбирается в зависимости от требуемой твёрдости: низкий отпуск при 150–200 C даёт 58–62 HRC, средний при 300–350 C — 52–56 HRC.
Применение в промышленности
Стальной круг 9Х2МФ используется для изготовления инструмента холодного деформирования, работающего в условиях интенсивного абразивного изнашивания и значительных контактных напряжений. Материал востребован в машиностроении, метизной промышленности и производстве крепежа.
- Пуансоны и матрицы вырубных и пробивных штампов
- Ролики и валки профилегибочных станов
- Инструмент для холодной высадки крепёжных изделий
- Ножи для холодной резки проката
- Накатные плашки и ролики для резьбонакатных автоматов
- Калибры, оправки и втулки прессового инструмента
Преимущества и ограничения
Ключевое преимущество круга 9Х2МФ — сочетание высокой твёрдости и износостойкости с достаточной вязкостью для инструмента, воспринимающего ударные нагрузки. По сравнению с быстрорежущими сталями материал дешевле и проще в термообработке, при этом превосходит углеродистые инструментальные стали по прокаливаемости и теплостойкости. Ограничением является снижение твёрдости при нагреве рабочей кромки выше 250 C, что исключает применение для инструмента горячего деформирования. Для крупных сечений свыше 150 мм требуется контроль карбидной ликвации и сетки в центральной зоне.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость достигается после закалки круга 9Х2МФ?
После закалки от 840–870 C и низкого отпуска при 150–200 C твёрдость составляет 58–62 HRC. При отпуске 300–350 C твёрдость снижается до 52–56 HRC с повышением вязкости.
В каких диаметрах поставляется стальной круг 9Х2МФ?
Горячекатаный круг поставляется в диапазоне 10–90 мм, кованый — 95–200 мм. Возможна поставка калиброванного круга с допуском h9–h11 для автоматизированного производства.
Чем отличается 9Х2МФ от стали Х12МФ?
9Х2МФ содержит меньше хрома (1,8–2,3 % против 11–13 %) и углерода, что обеспечивает более высокую вязкость и меньшую склонность к карбидной ликвации. Х12МФ превосходит 9Х2МФ по износостойкости, но уступает по ударной вязкости.
Какая среда охлаждения применяется при закалке?
Основная среда — минеральное масло, подогретое до 40–60 C. Для тонких сечений до 20 мм допустима закалка в расплаве солей при 180–220 C с последующим отпуском.
