Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная штамповая 27Х2Н2М1Ф

Сталь инструментальная штамповая марки 27Х2Н2М1Ф: описание, свойства и применение

 

Сталь 27Х2Н2М1Ф – это высококачественная инструментальная штамповая сталь, широко применяемая для изготовления деталей, подвергающихся высоким ударным нагрузкам, износу и работающих при повышенных температурах. Эта сталь отличается высокой прочностью, твердостью, вязкостью и теплостойкостью, что делает её незаменимой во многих отраслях промышленности.

Основные Свойства и Характеристики

Сталь 27Х2Н2М1Ф обладает следующими ключевыми свойствами:

• Высокая прочность и твердость: Обеспечивают стойкость к деформации и разрушению при высоких нагрузках.
• Ударная вязкость: Предотвращает хрупкое разрушение при ударных воздействиях.
• Теплостойкость: Сохраняет свои механические свойства при повышенных температурах, что позволяет использовать сталь для изготовления горячедеформирующего инструмента.
• Износостойкость: Обеспечивает длительный срок службы инструмента при интенсивном трении и износе.
• Прокаливаемость: Позволяет получать равномерную твердость по сечению деталей.
• Устойчивость к отпускной хрупкости: Предотвращает снижение вязкости после отпуска.
• Шлифуемость: Хорошо поддается шлифовке, что важно для изготовления инструмента с высокой точностью размеров и чистотой поверхности.
• Обрабатываемость резанием: Достаточно хорошо обрабатывается резанием в отожженном состоянии.

 

Химический Состав

 

Химический состав стали 27Х2Н2М1Ф строго регламентируется и определяет её свойства.

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0.25 - 0.32
Кремний (Si)	0.10 - 0.40
Марганец (Mn)	0.20 - 0.50
Никель (Ni)	1.40 - 1.80
Хром (Cr)	1.30 - 1.70
Молибден (Mo)	0.30 - 0.50
Ванадий (V)	0.08 - 0.15
Медь (Cu)	≤ 0.30
Сера (S)	≤ 0.025
Фосфор (P)	≤ 0.030

 

Расшифровка Обозначения

 

Обозначение стали 27Х2Н2М1Ф расшифровывается следующим образом:

• 27: Среднее содержание углерода в сотых долях процента (0.27%).
• Х2: Содержание хрома около 2% (фактически 1.30 - 1.70%).
• Н2: Содержание никеля около 2% (фактически 1.40 - 1.80%).
• М1: Содержание молибдена около 1% (фактически 0.30 - 0.50%).
• Ф: Наличие ванадия. Цифра после буквы Ф отсутствует, что означает содержание ванадия менее 1.5%.

 

Механические Свойства

 

Механические свойства стали 27Х2Н2М1Ф зависят от режима термической обработки. Приведем примерные значения для различных состояний:

Свойство	Значение (закалка + отпуск)	Значение (отжиг)
Предел прочности (временное сопротивление), МПа	1200 - 1400	780
Предел текучести, МПа	1000 - 1200	490
Относительное удлинение, %	10 - 15	20
Относительное сужение, %	40 - 50	50
Ударная вязкость, Дж/см²	30 - 50	80
Твердость, HRC	50 - 55 (после закалки и отпуска)	≤ 241 HB

 

Физические Свойства

 

Свойство	Значение
Плотность, кг/м³	7850
Модуль упругости, ГПа	210
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°С)	29 (при 20°С)
Удельная теплоемкость, Дж/(кг·°С)	460 (при 20°С)
Температура ковки, °С	1150 - 850
Температура критических точек, °С	Ac1 = 725, Ac3 = 770, Ms = 280
Коэффициент линейного расширения, 1/°С	11.8 * 10⁻⁶ (20-100°С), 13.5 * 10⁻⁶ (20-600°С)
Электрическое сопротивление, мкОм·м	0.24 (при 20°С)

 

Сферы Применения

 

Сталь 27Х2Н2М1Ф благодаря своим уникальным свойствам находит широкое применение в различных отраслях промышленности:

• Кузнечно-прессовое производство: Изготовление штампов для горячей деформации металлов (штампы для объемной штамповки, вырубные и прошивные штампы), пресс-форм для литья под давлением цветных сплавов.
• Машиностроение: Производство тяжелонагруженных деталей машин и механизмов, таких как валы, шестерни, оси, штоки.
• Автомобилестроение: Изготовление деталей двигателей, трансмиссий и других узлов, работающих в условиях высоких нагрузок и температур.
• Авиационная промышленность: Производство деталей, требующих высокой прочности и износостойкости.
• Инструментальное производство: Изготовление режущего инструмента (метчики, плашки, фрезы) для обработки высокопрочных материалов.
• Нефтегазовая промышленность: Производство бурового инструмента и оборудования, работающего в сложных условиях.
• Производство подшипников: изготовление колец и тел качения.

 

Виды Металлопроката

 

Сталь 27Х2Н2М1Ф поставляется в виде различных видов металлопроката:

• Круг: Наиболее распространенный вид проката, используемый для изготовления деталей методом механической обработки.
• Квадрат: Используется для изготовления штампов и других деталей прямоугольной формы.
• Полоса: Применяется для изготовления плоских деталей и заготовок.
• Поковки: Используются для изготовления крупных и сложных деталей, требующих высокой прочности.
• Листовой прокат: применяется в качестве заготовки для дальнейшей обработки.

ГОСТы, Регламентирующие Марку Стали и Металлопрокат

 

• ГОСТ 5950-2000. Прутки, полосы и кованые заготовки из инструментальной стали. Общие технические условия. Данный ГОСТ определяет общие требования к качеству и поставке инструментальной стали, включая марку 27Х2Н2М1Ф.
• ГОСТ 2590-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. Данный ГОСТ определяет сортамент круглого проката из стали, включая 27Х2Н2М1Ф.
• ГОСТ 2591-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. Данный ГОСТ определяет сортамент квадратного проката из стали, включая 27Х2Н2М1Ф.
• ГОСТ 4405-75. Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент.
• ГОСТ 8479-70. Поковки из конструкционной и инструментальной стали. Общие технические условия. Данный ГОСТ определяет требования к качеству поковок из стали, включая 27Х2Н2М1Ф.
• Отраслевые стандарты и технические условия (ОСТ, ТУ), разработанные предприятиями-изготовителями, могут также содержать требования к стали 27Х2Н2М1Ф, учитывающие специфические особенности производства и применения.
•  

Операции в Цехах с Использованием Материалов из Стали 27Х2Н2М1Ф

 

В различных цехах предприятий с использованием стали 27Х2Н2М1Ф производятся следующие операции:

• Металлургическое производство:
  • Выплавка стали: Процесс выплавки стали заданного химического состава в электропечах или конвертерах.
  • Разливка стали: Формирование слитков или заготовок для дальнейшей обработки.
• Кузнечно-прессовое производство:
  • Ковка: Формирование заготовок путем пластической деформации нагретого металла под воздействием ударов или давления.
  • Штамповка: Получение деталей заданной формы и размеров с использованием штампов.
  • Термическая обработка: Улучшение механических свойств стали путем закалки, отпуска, нормализации и других видов обработки.
• Механическая обработка:
  • Токарная обработка: Обработка деталей вращением резца.
  • Фрезерная обработка: Обработка деталей вращающейся фрезой.
  • Шлифовка: Доводка деталей до требуемой точности размеров и чистоты поверхности.
  • Сверление: Создание отверстий в деталях.
  • Расточка: Увеличение диаметра существующих отверстий.
• Инструментальное производство:
  • Изготовление штампов: Процесс изготовления штампов для горячей и холодной штамповки, литья под давлением.
  • Изготовление режущего инструмента: Производство метчиков, плашек, фрез и другого режущего инструмента.
• Термический цех:
  • Закалка: Нагрев стали до определенной температуры с последующим быстрым охлаждением для получения высокой твердости.
  • Отпуск: Нагрев закаленной стали до более низкой температуры для снижения внутренних напряжений и повышения вязкости.
  • Нормализация: Нагрев стали до температуры выше температуры фазовых превращений с последующим охлаждением на воздухе для улучшения структуры.
  • Отжиг: Медленное нагревание и охлаждение стали для снятия внутренних напряжений и повышения обрабатываемости.

 

Заключение

 

Сталь 27Х2Н2М1Ф – это универсальная и надежная инструментальная штамповая сталь, обладающая комплексом ценных свойств. Благодаря своей высокой прочности, твердости, вязкости и теплостойкости, она широко используется в различных отраслях промышленности для изготовления деталей, работающих в условиях высоких нагрузок, температур и износа. Правильный выбор режима термической обработки и соблюдение технологических процессов позволяют максимально реализовать потенциал этой стали и обеспечить длительный срок службы изготовленных из неё изделий.