Стальной квадрат 4Х5В2ФС в Минске

Стальной квадрат 4Х5В2ФС — горячекатаный пруток для штампового инструмента

Стальной квадрат 4Х5В2ФС — горячекатаный сортовой прокат квадратного сечения, изготавливаемый из теплостойкой штамповой стали с кремнием и ванадием. Материал относится к группе сталей для горячего деформирования и сохраняет работоспособность при нагреве до 550–600 C, что достигается легированием хромом, вольфрамом, ванадием и кремнием. Квадрат 4Х5В2ФС поставляется в прутках мерной или немерной длины, преимущественно в горячекатаном или кованом состоянии с последующей термической обработкой — отжигом на зернистый перлит.

Химический состав и механические характеристики

Химический состав стали 4Х5В2ФС регламентируется ГОСТ 5950 и включает основные легирующие элементы, обеспечивающие комплекс прочностных и теплостойких свойств:

• углерод — 0,37–0,44 %, формирующий мартенситную структуру после закалки;
• хром — 4,5–5,5 %, повышающий прокаливаемость и окалиностойкость;
• вольфрам — 1,6–2,2 %, упрочняющий ферритную матрицу и замедляющий разупрочнение при нагреве;
• ванадий — 0,6–0,9 %, образующий стойкие карбиды V4C3, препятствующие росту зерна;
• кремний — 0,8–1,2 %, повышающий сопротивление отпуску и окалиностойкость.

После закалки от 1060–1080 C и двукратного отпуска при 560–580 C сталь 4Х5В2ФС приобретает твёрдость 44–48 HRC, предел прочности на растяжение — 1400–1600 МПа, ударную вязкость KCU — не менее 30 Дж/см. Материал сохраняет твёрдость не ниже 40 HRC после выдержки при 550 C в течение 4 часов, что подтверждает его теплостойкость на уровне стали 5ХНМ, но с повышенной износостойкостью.

Размерный ряд и допуски

Квадрат 4Х5В2ФС выпускается со стороной квадрата от 8 до 200 мм. Наиболее востребованные размеры для инструментального производства — 10 10, 12 12, 16 16, 20 20, 25 25, 40 40, 50 50, 80 80 мм. Предельные отклонения по геометрии соответствуют классу точности Б или В по ГОСТ 2591, кривизна прутка не превышает 0,5 % от длины. Поставка возможна в прутках длиной 2–6 м, а также в бухтах для сечений до 14 мм при заказе калиброванного проката.

Применение в инструментальном производстве

Квадрат 4Х5В2ФС используется для изготовления инструмента горячего деформирования, работающего в условиях циклических теплосмен и значительных удельных давлений. Заготовки квадратного сечения обеспечивают оптимальный коэффициент использования металла при механической обработке фрезерованием и сверлением.

• молотовые и прессовые вставки штампов для горячей объёмной штамповки;
• выталкиватели, пуансоны и матрицы горизонтально-ковочных машин;
• формы для литья под давлением алюминиевых и цинковых сплавов;
• дорны и оправки для прошивки трубных заготовок на станах винтовой прокатки;
• ножи горячей резки металла и обрезные пуансоны при температуре до 600 C.

Благодаря повышенному содержанию кремния сталь 4Х5В2ФС превосходит сталь 4Х5МФС по окалиностойкости при нагреве в пламенных печах, что делает её предпочтительной для крупногабаритного инструмента, эксплуатируемого без интенсивного водяного охлаждения. Однако по прокаливаемости материал уступает сталям с молибденом, поэтому для поковок сечением свыше 100 мм рекомендуется проверка сквозной прокаливаемости на образцах конкретной плавки.

Технологические рекомендации по обработке

Механическая обработка квадрата 4Х5В2ФС выполняется в отожжённом состоянии при твёрдости не более 241 HB. Материал склонен к наклёпу, поэтому при черновом точении применяются твёрдосплавные пластины марок МС221 или Т5К10 со скоростью резания 40–60 м/мин. Окончательное шлифование после термической обработки проводится кругами на керамической связке с обильной подачей СОЖ для исключения прижогов.

Термическая обработка включает предварительный подогрев до 800–850 C, окончательный нагрев до 1060–1080 C с выдержкой 0,5–1 мин/мм сечения и охлаждение в масле. Отпуск выполняется двукратно при 560–580 C с выдержкой не менее 2 часов для снятия остаточных напряжений и стабилизации структуры. Для повышения поверхностной твёрдости до 52–54 HRC применяется азотирование при 520–540 C в течение 10–20 часов.

Вопросы и ответы