Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная штамповая 3Х2В8Ф

Сталь инструментальная штамповая марки 3Х2В8Ф: описание, свойства и применение

Сталь 3Х2В8Ф – это высоколегированная инструментальная штамповая сталь, предназначенная для изготовления штампов горячего деформирования, работающих при высоких температурах и циклических нагрузках. Она обладает высокой прочностью, износостойкостью, жаропрочностью и теплостойкостью, что делает её незаменимой в различных отраслях промышленности.

 

Свойства стали 3Х2В8Ф:

• Высокая прочность: Сталь 3Х2В8Ф способна выдерживать значительные нагрузки при высоких температурах, что критически важно для штампов горячего деформирования.
• Износостойкость: Благодаря легированию хромом, вольфрамом и ванадием, сталь обладает высокой устойчивостью к абразивному износу, что увеличивает срок службы инструмента.
• Жаропрочность: Сталь сохраняет свои механические свойства при высоких температурах, что позволяет использовать её для изготовления инструментов, работающих с нагретыми заготовками.
• Теплостойкость: Сталь устойчива к образованию окалины и сохраняет структуру при длительном воздействии высоких температур.
• Хорошая прокаливаемость: Обеспечивает равномерную твердость по сечению изделия после термической обработки.
• Умеренная обрабатываемость резанием: Требует применения твердосплавного инструмента и соблюдения режимов резания.
• Свариваемость: Ограниченно свариваемая, требует предварительного подогрева и последующей термообработки.

 

Расшифровка обозначения стали 3Х2В8Ф:

 

• 3: Среднее содержание углерода в сотых долях процента, то есть 0,3%.
• Х: Хром (Cr), около 2%.
• В: Вольфрам (W), около 8%.
• Ф: Ванадий (V), около 1%.

 

Химический состав стали 3Х2В8Ф (ГОСТ 5950-2000):

 

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.25 - 0.35
Кремний (Si)	≤ 0.60
Марганец (Mn)	≤ 0.60
Никель (Ni)	≤ 0.60
Хром (Cr)	1.8 - 2.2
Вольфрам (W)	7.5 - 8.5
Ванадий (V)	0.8 - 1.2
Молибден (Mo)	≤ 0.50
Медь (Cu)	≤ 0.30
Фосфор (P)	≤ 0.030
Сера (S)	≤ 0.030

 

Механические свойства стали 3Х2В8Ф:

Механические свойства стали 3Х2В8Ф зависят от режима термической обработки. Ниже приведены типичные значения после закалки и отпуска:

 

Свойство	Значение	Условия
Твердость, HRC	48-52	Закалка с 1050-1080°C, отпуск при 600-650°C
Предел прочности при растяжении, σв, МПа	1300-1500	Образец после закалки и отпуска
Предел текучести, σт, МПа	1000-1200	Образец после закалки и отпуска
Относительное удлинение, δ, %	5-10	Образец после закалки и отпуска
Относительное сужение, ψ, %	10-20	Образец после закалки и отпуска
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2	15-30	Образец после закалки и отпуска

 

Физические свойства стали 3Х2В8Ф:

Свойство	Значение
Плотность, ρ, кг/м3	8200
Модуль упругости, E, ГПа	210
Коэффициент линейного расширения, α, 10-6/°C	11.5 (при 20-100°C)
Теплопроводность, λ, Вт/(м·°C)	25
Удельная теплоемкость, c, Дж/(кг·°C)	460
Электрическое сопротивление, ρ, мкОм·м	0.6

 

Области применения стали 3Х2В8Ф:

Сталь 3Х2В8Ф широко используется для изготовления:

• Штампов горячего деформирования: Для обработки цветных металлов и сплавов, а также стали при высоких температурах (ковки, штамповки, прессования).
• Пресс-форм: Для литья под давлением цветных сплавов.
• Инструмента для высадки на горячую: Пуансоны, матрицы, чеканочные штампы.
• Инструмента для обработки металлов давлением: Для изготовления поковок сложной формы.
• Деталей машин, работающих при повышенных температурах: Втулки, валы, шестерни (после соответствующей термообработки).
• Инструмента для производства крепежа: Матрицы для горячей высадки болтов и гаек.
• Ножей для горячей резки металла.

 

Виды металлопроката из стали 3Х2В8Ф:

Сталь 3Х2В8Ф поставляется в виде:

• Кругов: Наиболее распространенный вид проката, используется для изготовления штампов и других инструментов.
• Полосы: Применяется для изготовления плоских штампов и деталей.
• Квадратов: Используется для изготовления заготовок сложной формы.
• Поковок: Заготовки, максимально приближенные к форме готового изделия, что позволяет снизить отходы при обработке.

 

ГОСТы, регламентирующие сталь 3Х2В8Ф и металлопрокат из неё:

• ГОСТ 5950-2000: Сталь сортовая инструментальная. Общие технические условия. (Основной ГОСТ, определяющий химический состав, механические свойства и требования к качеству стали 3Х2В8Ф).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.
• ГОСТ 4405-75: Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент.
• ГОСТ 7829-70: Поковки из инструментальной и штамповой стали. Общие технические условия.
• ГОСТ 801-78: Сталь инструментальная. Общие технические условия.
• (Возможно наличие других отраслевых ГОСТов и ТУ, в зависимости от конкретного вида металлопроката и области применения).

 

Операции в цехах, производящих изделия из стали 3Х2В8Ф:

Изготовление изделий из стали 3Х2В8Ф включает следующие основные этапы:

1. Подготовка заготовки:
   • Резка: Разрезание проката на заготовки требуемой длины (ленточнопильные станки, абразивная резка).
   • Ковка/Штамповка (опционально): Формирование заготовки, максимально приближенной к форме готового изделия.
2. Механическая обработка:
   • Токарная обработка: Обработка наружных и внутренних поверхностей вращения (токарные станки с ЧПУ).
   • Фрезерная обработка: Создание плоских и фасонных поверхностей (фрезерные станки с ЧПУ).
   • Сверление: Получение отверстий заданного диаметра и глубины (сверлильные станки).
   • Шлифование: Достижение высокой точности размеров и шероховатости поверхности (шлифовальные станки).
   • Электроэрозионная обработка (ЭЭО): Получение сложных форм и полостей (ЭЭО станки). Особенно актуальна для формирования сложных штамповых полостей.
3. Термическая обработка:
   • Закалка: Нагрев до температуры аустенизации (1050-1080°C) с последующим быстрым охлаждением в масле или на воздухе.
   • Отпуск: Нагрев до температуры отпуска (600-650°C) для снятия внутренних напряжений и повышения вязкости. Подбор температуры отпуска зависит от требуемой твердости и других свойств.
   • Отжиг (перед механической обработкой): Для снятия напряжений после ковки/штамповки и улучшения обрабатываемости.
4. Контроль качества:
   • Измерение твердости: Контроль твердости после термической обработки (твердомеры).
   • Контроль размеров: Проверка соответствия размеров чертежу (штангенциркули, микрометры, координатно-измерительные машины).
   • Дефектоскопия: Выявление поверхностных и внутренних дефектов (магнитный контроль, ультразвуковой контроль).
5. Финишная обработка (опционально):
   • Полировка: Улучшение качества поверхности.
   • Нанесение покрытий: Для повышения износостойкости или коррозионной стойкости (например, азотирование, хромирование).

 

Особенности работы с сталью 3Х2В8Ф:

• Высокие требования к термообработке: Неправильный режим термической обработки может привести к снижению прочности и износостойкости.
• Необходимость использования твердосплавного инструмента: Для эффективной обработки резанием.
• Сложность сварки: Требуется предварительный подогрев и специальная технология.
• Важность контроля качества: Для выявления дефектов, которые могут привести к разрушению инструмента.

 

Сталь 3Х2В8Ф – это надежный и проверенный материал для изготовления инструментов, работающих в условиях высоких температур и нагрузок. Правильный выбор режима термической обработки и соблюдение технологических требований позволяют максимально реализовать её потенциал и обеспечить длительный срок службы инструмента.