Стальные поковки 4ХВ2С — характеристики и применение
Стальные поковки 4ХВ2С — это изделия, полученные методом горячей объемной штамповки или свободной ковки из инструментальной легированной стали марки 4ХВ2С. Данный материал относится к группе штамповых сталей с повышенной теплостойкостью и предназначен для изготовления инструмента, работающего в условиях ударных нагрузок и циклического нагрева. Поковки из 4ХВ2С поставляются в состоянии после отжига или высокого отпуска с гарантированной структурой и механическими свойствами, что позволяет использовать их для последующей механической обработки без дополнительной нормализации.
Химический состав и технологические свойства
Сталь 4ХВ2С легирована хромом (1,8–2,3%), вольфрамом (1,8–2,3%) и кремнием (0,9–1,2%). Такое сочетание легирующих элементов обеспечивает высокую прокаливаемость, устойчивость к разупрочнению при нагреве до 500–550 C и повышенную вязкость. Поковки из 4ХВ2С характеризуются умеренной склонностью к обезуглероживанию, что важно учитывать при назначении припусков на механическую обработку. Температурный интервал ковки составляет 1100–850 C, охлаждение после деформации — замедленное, в колодцах или термических печах, для исключения образования флокенов и закалочных трещин.
Механические характеристики после термообработки
Поковки 4ХВ2С поставляются с твердостью не более 255 HB. После закалки от 860–880 C в масле и отпуска при 450–500 C материал достигает твердости 44–48 HRC, что обеспечивает оптимальное сочетание износостойкости и сопротивления выкрашиванию режущей кромки. Ударная вязкость KCU после окончательной термообработки составляет не менее 30 Дж/см, что позволяет применять поковки для инструмента, испытывающего динамические нагрузки.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Состояние поставки | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Твердость | 255 HB | ГОСТ 9012 | Отожженное | Без поверхностных дефектов |
| Предел текучести | 850 МПа | ГОСТ 1497 | После закалки и отпуска | Образцы из поковки |
| Относительное удлинение | 12% | ГОСТ 1497 | После закалки и отпуска | Продольное направление |
| Ударная вязкость KCU | 30 Дж/см | ГОСТ 9454 | После закалки и отпуска | При +20 C |
| Теплостойкость | 500–550 C | Измерение твердости | После отпуска | Сохранение HRC 40 |
Номенклатура и геометрические параметры
Поковки 4ХВ2С изготавливаются в широком диапазоне конфигураций: круглого, квадратного и прямоугольного сечения, а также ступенчатые и фасонные заготовки по чертежам заказчика. Максимальная масса поковки достигает 1500 кг, минимальная — 5 кг. Допуски на размеры назначаются по ГОСТ 7829 или ГОСТ 7505 в зависимости от класса точности. Для поковок, предназначенных под холодную механическую обработку, предусмотрена обдирка поверхности или обточка с гарантированным удалением обезуглероженного слоя.
Применение поковок 4ХВ2С
Поковки из стали 4ХВ2С используются для производства инструмента, эксплуатируемого при умеренном нагреве рабочих поверхностей:
- молотковые штампы для горячей объемной штамповки мелких и средних поковок;
- вставки и пуансоны вырубных и формовочных штампов;
- матрицы для прессования цветных сплавов при температуре до 450 C;
- ножницы горячей резки и ножи для резки металлопроката;
- дорны, оправки и прошивни для кузнечно-прессового оборудования;
- корпуса пресс-форм для литья под давлением цинковых сплавов.
Благодаря стабильной прокаливаемости поковки 4ХВ2С применяются для изготовления инструмента с рабочими кромками толщиной до 60–80 мм без риска получения мягкой сердцевины. Материал также используется в узлах трения металлургического оборудования — направляющих планках, втулках и вкладышах, работающих при температурах до 400 C.
Контроль качества и условия поставки
Каждая партия поковок 4ХВ2С сопровождается сертификатом качества с указанием химического состава, результатов контроля твердости и данных ультразвукового контроля. По требованию заказчика проводится контроль макроструктуры на протравленных темплетах, а также определение механических свойств на образцах, вырезанных из тела поковки. Допускается поставка поковок с предварительно обработанной поверхностью — обточенных, шлифованных или фрезерованных, с обеспечением шероховатости Ra не более 6,3 мкм.
Вопросы и ответы
В каком состоянии поставляются поковки 4ХВ2С?
Поковки поставляются в отожженном состоянии с твердостью не более 255 HB. По согласованию возможна поставка после высокого отпуска или с предварительно обточенной поверхностью.
Какая максимальная масса поковки из стали 4ХВ2С?
Максимальная масса поковки составляет 1500 кг. Для более крупных заготовок рассматривается индивидуальная схема деформации с учетом возможностей кузнечно-прессового оборудования.
Какие дефекты не допускаются на поверхности поковок?
Недопустимы заковы, трещины, плены, волосовины и следы усадочной раковины. Глубина зачищенных дефектов не должна превышать 75% фактического припуска на механическую обработку.
Какой режим термообработки рекомендуется для поковок 4ХВ2С?
Закалка от 860–880 C в масле, отпуск при 450–500 C до твердости 44–48 HRC. Для инструмента, работающего с ударными нагрузками, отпуск проводится при 520–560 C.
