Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная штамповая 3Х2Н2МВФ

Сталь инструментальная штамповая марки 3Х2Н2МВФ: описание, свойства и применение

Сталь 3Х2Н2МВФ – высококачественная инструментальная штамповая сталь, широко применяемая в различных отраслях промышленности для изготовления деталей, работающих в условиях высоких ударных нагрузок и температур. Благодаря своему легированному составу, сталь обладает высокой прочностью, износостойкостью, теплостойкостью и хорошей прокаливаемостью. Это делает её идеальным материалом для производства штампов горячего деформирования, пресс-форм для литья под давлением и других инструментов, подверженных интенсивным нагрузкам.

 

Основные характеристики и свойства стали 3Х2Н2МВФ:

 

• Высокая прочность и износостойкость: Обеспечивается высоким содержанием углерода и легирующих элементов, таких как хром, никель, молибден, вольфрам и ванадий.
• Теплостойкость: Сталь сохраняет свои механические свойства при повышенных температурах, что позволяет использовать её для горячей деформации металлов.
• Прокаливаемость: Глубокая прокаливаемость позволяет получать равномерную твердость по всему сечению деталей, что особенно важно для крупногабаритных изделий.
• Ударная вязкость: Сочетание прочности и вязкости обеспечивает устойчивость к разрушению при ударных нагрузках.
• Стабильность размеров при термообработке: Минимизирует деформации и изменения размеров деталей после закалки и отпуска.

 

Химический состав стали 3Х2Н2МВФ (ГОСТ 5950-2000):

 

Элемент	Массовая доля, %
Углерод (C)	0.28 - 0.35
Хром (Cr)	2.00 - 2.30
Никель (Ni)	1.80 - 2.20
Молибден (Mo)	0.30 - 0.50
Вольфрам (W)	0.70 - 1.00
Ванадий (V)	0.15 - 0.30
Кремний (Si)	≤ 0.50
Марганец (Mn)	≤ 0.50
Сера (S)	≤ 0.030
Фосфор (P)	≤ 0.030
Медь (Cu)	≤ 0.30

 

Расшифровка обозначения стали 3Х2Н2МВФ:

• 3 – указывает на содержание углерода в сотых долях процента (0.3% C).
• Х2 – указывает на содержание хрома в процентах (около 2% Cr).
• Н2 – указывает на содержание никеля в процентах (около 2% Ni).
• М – указывает на наличие молибдена (Mo).
• В – указывает на наличие вольфрама (W).
• Ф – указывает на наличие ванадия (V).

 

Механические свойства стали 3Х2Н2МВФ (ГОСТ 5950-2000, после термообработки):

 

• Предел прочности (σв): 1470 - 1770 МПа (в зависимости от режима термообработки)
• Предел текучести (σт): 1270 - 1570 МПа (в зависимости от режима термообработки)
• Относительное удлинение (δ): 8 - 12 %
• Относительное сужение (ψ): 30 - 40 %
• Ударная вязкость (KCU): 20 - 40 Дж/см²
• Твердость (HRCэ): 48 - 56 HRCэ (после закалки и отпуска)

 

Физические свойства стали 3Х2Н2МВФ:

 

• Плотность: 7800 кг/м³
• Температура ковки: Начало 1150 °C, конец 850 °C.
• Температура критических точек: Ac1 = 720 °C, Ac3 = 780 °C, Ar1 = 700 °C, Ar3 = 740 °C.

 

• Коэффициент линейного расширения:

 

• • (20-100°C) - 11.8 * 10^6 /°C
  • (20-200°C) - 12.3 * 10^6 /°C
  • (20-300°C) - 12.8 * 10^6 /°C
  • (20-400°C) - 13.1 * 10^6 /°C
  • (20-500°C) - 13.4 * 10^6 /°C
  • (20-600°C) - 13.6 * 10^6 /°C
  • (20-700°C) - 13.8 * 10^6 /°C

 

• Теплопроводность: (20°C) 24.3 Вт/(м*°C)
• Удельная теплоемкость: (20°C) 460 Дж/(кг*°C)
• Модуль упругости: 210 ГПа

 

Области применения стали 3Х2Н2МВФ:

 

Сталь 3Х2Н2МВФ широко используется для изготовления:

• Штампов горячего деформирования:
  • Для прессования и ковки цветных металлов и сталей.
  • Для изготовления поковок сложной формы.
  • Штампы для производства крепежа (болтов, гаек)
• Пресс-форм для литья под давлением:
  • Для литья алюминиевых, цинковых и магниевых сплавов.
  • Формы для производства сложных деталей с высокой точностью.
• Инструмента для обработки металлов давлением:
  • Матрицы и пуансоны для холодной высадки.
  • Инструмент для волочения проволоки и прутков.
• Измерительный инструмент:
  • Калибры, шаблоны, лекала.
• Детали машин и механизмов:
  • Валы, шестерни, оси, работающие при высоких нагрузках и температурах.
  • Плунжеры насосов.
• Другие виды инструмента:
  • Ножи для горячей резки металла.
  • Инструмент для обработки пластмасс.

 

Виды металлопроката из стали 3Х2Н2МВФ:

 

Сталь 3Х2Н2МВФ поставляется в различных видах металлопроката, включая:

• Круг: Наиболее распространенный вид проката, используемый для изготовления деталей вращения, осей, валов, заготовок для штампов и пресс-форм.
• Квадрат: Используется для изготовления деталей прямоугольной формы, а также для заготовок.
• Полоса: Применяется для изготовления ножей, пружин, режущего инструмента.
• Лист: Используется для изготовления корпусных деталей, штампов, пресс-форм.
• Поковки: Используются для изготовления деталей сложной формы с высокими требованиями к прочности и надежности.

 

ГОСТы, регламентирующие сталь 3Х2Н2МВФ и металлопрокат из неё:

 

• ГОСТ 5950-2000 "Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали. Общие технические условия": Основной стандарт, определяющий химический состав, механические свойства, методы испытаний и другие требования к стали 3Х2Н2МВФ.
• ГОСТ 2590-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент": Определяет сортамент круглого проката из стали 3Х2Н2МВФ.
• ГОСТ 2591-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент": Определяет сортамент квадратного проката из стали 3Х2Н2МВФ.
• ГОСТ 4405-75 "Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент": Определяет сортамент полосового проката из стали 3Х2Н2МВФ.
• ГОСТ 7417-75 "Сталь калиброванная круглая. Сортамент": Определяет сортамент калиброванного круглого проката.
• ГОСТ 103-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент"
• ГОСТ 1133-71 "Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент"
• Другие ГОСТы, ТУ и отраслевые стандарты, регламентирующие требования к конкретным видам продукции из стали 3Х2Н2МВФ.

 

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 3Х2Н2МВФ:

 

Сталь 3Х2Н2МВФ находит широкое применение в различных цехах машиностроительных предприятий, где используются следующие операции:

• Кузнечно-прессовый цех: Изготовление поковок штампов, пресс-форм и других деталей методом горячей деформации.
• Механический цех:
  • Обработка заготовок на станках с ЧПУ (токарные, фрезерные, шлифовальные) для придания им окончательной формы и размеров.
  • Изготовление резьбовых соединений (нарезание резьбы на болтах, винтах).
  • Сверление отверстий.
• Термический цех:
  • Закалка для повышения твердости и прочности.
  • Отпуск для снятия внутренних напряжений и повышения вязкости.
  • Отжиг для улучшения обрабатываемости.
  • Нормализация для выравнивания структуры стали.
• Инструментальный цех: Изготовление и ремонт штампов, пресс-форм, режущего инструмента.
• Литейный цех: Изготовление пресс-форм для литья под давлением.
• Сварочный цех: Сварка деталей из стали 3Х2Н2МВФ (при необходимости).
• Цех металлоконструкций: Изготовление металлоконструкций, где требуется высокая прочность и износостойкость.

 

Особенности термической обработки стали 3Х2Н2МВФ:

 

Термическая обработка стали 3Х2Н2МВФ является важным этапом, определяющим её окончательные механические свойства. Основные этапы термообработки:

1. Закалка: Нагрев до температуры 1000-1050 °C с последующим охлаждением в масле или на воздухе.
2. Отпуск: Проводится для снятия внутренних напряжений и повышения вязкости. Температура отпуска выбирается в зависимости от требуемой твердости и составляет обычно 500-650 °C.
3. Отжиг: Применяется для снижения твердости и улучшения обрабатываемости.
4. Нормализация: Применяется для улучшения структуры.

Правильный выбор режимов термообработки позволяет получить оптимальное сочетание прочности, твердости и вязкости, обеспечивающее длительный срок службы инструмента.

 

Преимущества использования стали 3Х2Н2МВФ:

 

• Увеличенный срок службы инструмента: Высокая прочность и износостойкость обеспечивают длительную работу инструмента в условиях интенсивных нагрузок.
• Повышение качества продукции: Точность и стабильность размеров деталей, изготовленных с использованием стали 3Х2Н2МВФ, позволяют получать продукцию высокого качества.
• Снижение затрат на ремонт и замену инструмента: Длительный срок службы инструмента сокращает затраты на его ремонт и замену.
• Возможность изготовления сложных деталей: Хорошая прокаливаемость и обрабатываемость позволяют изготавливать детали сложной формы с высокой точностью.

 

Заключение:

Сталь 3Х2Н2МВФ – это высококачественная инструментальная штамповая сталь, обладающая уникальным сочетанием свойств, что делает её незаменимым материалом для изготовления инструмента и деталей, работающих в условиях высоких нагрузок и температур. Правильный выбор материала и соблюдение технологии термообработки позволяют получить оптимальные характеристики и обеспечить длительный срок службы изделий. Использование стали 3Х2Н2МВФ позволяет повысить качество продукции, снизить затраты на производство и обеспечить надежную работу оборудования.