Стальные поковки 4Х4ВМФС — характеристики и применение
Стальные поковки 4Х4ВМФС — это кузнечные заготовки из теплостойкой штамповой стали с содержанием хрома, ванадия, молибдена и кремния. Материал относится к группе полутеплостойких штамповых сталей и предназначен для изготовления инструмента, работающего при нагреве рабочих поверхностей до 550–600 C. Поковки 4Х4ВМФС поставляются в термообработанном состоянии — после отжига с твердостью не более 241 HB, что обеспечивает обрабатываемость резанием на металлорежущем оборудовании.
Химический состав стали 4Х4ВМФС регламентирован и включает углерод 0,37–0,44 %, хром 3,5–4,3 %, молибден 1,2–1,5 %, ванадий 0,6–0,9 %, кремний 0,6–1,0 %. Легирование обеспечивает высокую прокаливаемость в сечениях до 100 мм и устойчивость к разупрочнению при циклическом нагреве. После закалки от 1060–1100 C и двукратного отпуска при 540–580 C сталь приобретает твердость 44–48 HRC с сохранением ударной вязкости не менее 35 Дж/см.
Технологические параметры поковок
Ковка стали 4Х4ВМФС выполняется в интервале температур 1180–850 C. Нагрев под деформацию проводится ступенчато с предварительным подогревом до 800–850 C для снижения термических напряжений в слитке или заготовке. Охлаждение после ковки — замедленное, в колодцах или термических печах, для исключения флокенообразования и трещинообразования. Рекомендуемая степень укова для ответственных поковок — не менее 3:1, что обеспечивает проработку литой структуры и получение волокнистой макроструктуры.
Поковки из стали 4Х4ВМФС применяются для производства молотовых и прессовых штампов горячего деформирования, вставок и вкладышей штампов, ножей горячей резки, пуансонов и матриц горизонтально-ковочных машин. Инструмент из этой стали эксплуатируется при ударных нагрузках и умеренном разогреве рабочих кромок, что характерно для кузнечно-прессовых цехов машиностроительных предприятий.
Механические свойства после термообработки
| Параметр | Значение | Условия испытания | Методика | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Твердость после отжига | 241 HB | Состояние поставки | ГОСТ 9012 | Обрабатываемость резанием |
| Твердость после закалки | 44–48 HRC | Закалка 1060–1100 C, отпуск 540–580 C | ГОСТ 9013 | Двукратный отпуск |
| Предел прочности | 1400–1600 МПа | После термообработки | ГОСТ 1497 | Образцы вдоль волокна |
| Ударная вязкость | 35 Дж/см | KCU при 20 C | ГОСТ 9454 | После двукратного отпуска |
Особенности эксплуатации и контроля качества
Поковки 4Х4ВМФС подвергаются ультразвуковому контролю на отсутствие внутренних дефектов — трещин, расслоений, усадочной рыхлости. Контроль макроструктуры выполняется на темплетах, вырезаемых из прибыльной и донной части поковки. Допустимая глубина залегания дефектов устанавливается по согласованию с заказчиком и обычно не превышает 5 мм от номинальной поверхности.
Для инструмента, работающего в условиях интенсивного охлаждения водовоздушной смесью, рекомендуется дополнительное азотирование рабочих поверхностей при 520–560 C. Толщина диффузионного слоя составляет 0,2–0,4 мм при поверхностной твердости 900–1100 HV, что повышает износостойкость штампов при горячей штамповке алюминиевых и медных сплавов.
- Молотовые штампы паровоздушных и пневматических молотов
- Прессовые штампы кривошипных горячештамповочных прессов
- Вставки и вкладыши штампов для горизонтально-ковочных машин
- Ножи и ножницы горячей резки сортового проката
- Пуансоны и матрицы для высадки крепежных изделий
- Детали оснастки для штамповки лопаток газотурбинных двигателей
Поковки из стали 4Х4ВМФС поставляются в диапазоне масс от 50 до 5000 кг. Форма и размеры поковок определяются чертежами заказчика с учетом припусков на механическую обработку и допусков по ГОСТ 7829 или ГОСТ 7062. Для крупных поковок ответственного назначения применяется контроль механических свойств на образцах, вырезанных из технологического припуска, с фиксацией результатов в сертификате качества.
Вопросы и ответы
Какая температура нагрева допустима для поковок 4Х4ВМФС при ковке?
Нагрев под ковку выполняется до 1180 C с предварительным подогревом до 800–850 C. Конечная температура деформации — не ниже 850 C, после чего поковки охлаждаются замедленно для предотвращения трещинообразования.
Какая твердость обеспечивается после полной термообработки?
После закалки от 1060–1100 C и двукратного отпуска при 540–580 C твердость составляет 44–48 HRC. В состоянии поставки поковки имеют твердость не более 241 HB после отжига.
Для какого оборудования предназначены поковки 4Х4ВМФС?
Поковки используются для изготовления штампов молотов, кривошипных горячештамповочных прессов, горизонтально-ковочных машин, а также ножей горячей резки и высадочного инструмента.
Какие методы контроля применяются к поковкам?
Поковки проходят ультразвуковой контроль на внутренние дефекты, контроль макроструктуры на темплетах и проверку твердости. Для ответственных изделий выполняется контроль механических свойств на образцах из технологического припуска.
