Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная штамповая 3Х2МНФ

Сталь инструментальная штамповая марки 3Х2МНФ: описание, свойства и применение

Сталь 3Х2МНФ – это высококачественная инструментальная штамповая сталь, предназначенная для изготовления деталей, работающих в условиях повышенных температур и значительных ударных нагрузок. Она обладает оптимальным сочетанием прочности, вязкости, износостойкости и теплостойкости, что делает ее незаменимой в различных отраслях промышленности.

 

Свойства стали 3Х2МНФ:

 

• Высокая прочность: Обеспечивает стойкость к деформациям и разрушению под воздействием значительных нагрузок.
• Повышенная вязкость: Препятствует образованию и распространению трещин, что особенно важно при ударных нагрузках.
• Износостойкость: Обеспечивает длительный срок службы инструмента даже при интенсивном использовании.
• Теплостойкость: Сохраняет свои механические свойства при повышенных температурах, что позволяет использовать сталь для горячей деформации.
• Прокаливаемость: Обеспечивает равномерную твердость по сечению детали после термообработки.
• Умеренная деформируемость: Позволяет изготавливать детали сложной формы методом ковки и штамповки.
• Стойкость к отпускной хрупкости: Предотвращает снижение ударной вязкости при отпуске в определенном температурном диапазоне.

 

Химический состав стали 3Х2МНФ (ГОСТ 5950-2000):

 

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0.25 - 0.35
Хром (Cr)	2.80 - 3.30
Марганец (Mn)	0.30 - 0.60
Никель (Ni)	0.40 - 0.70
Кремний (Si)	0.20 - 0.50
Вольфрам (W)	0.20 - 0.40
Ванадий (V)	0.15 - 0.30
Фосфор (P)	≤ 0.030
Сера (S)	≤ 0.030
Медь (Cu)	≤ 0.30

 

Расшифровка обозначения стали 3Х2МНФ:

 

• 3: Указывает на содержание углерода в сотых долях процента (0.3% углерода).
• Х: Обозначает наличие хрома (Cr) в стали.
• 2: Указывает на приблизительное содержание хрома в процентах (около 3% хрома).
• М: Обозначает наличие молибдена (Mo) в стали.
• Н: Обозначает наличие никеля (Ni) в стали.
• Ф: Обозначает наличие ванадия (V) в стали.

 

Механические свойства стали 3Х2МНФ (после закалки и отпуска):

 

Свойство	Значение
Предел прочности (временное сопротивление), σв, МПа	1370 - 1570
Предел текучести, σт, МПа	1175 - 1375
Относительное удлинение, δ5, %	10 - 15
Относительное сужение, ψ, %	40 - 50
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2	20 - 40
Твердость, HRCэ	50 - 55

 

Указанные значения могут варьироваться в зависимости от режима термообработки и размера заготовки.

 

Физические свойства стали 3Х2МНФ:

 

Свойство	Значение
Плотность, ρ, кг/м3	7750 - 7850
Модуль упругости, E, ГПа	210
Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/(м·°С)	29 - 33 (при 20°C), уменьшается с повышением температуры
Коэффициент линейного расширения, α, 10-6/°С	11.5 - 12.5 (в диапазоне 20-100°C), увеличивается с повышением температуры
Удельная теплоемкость, С, Дж/(кг·°С)	460 - 480 (при 20°C), увеличивается с повышением температуры
Электрическое сопротивление, ρ, мкОм·м	0.2 - 0.3 (зависит от температуры и состояния)
Температура ковки, °С	Начало 1150, конец 850
Температура критических точек, °С	Ac1 = 740, Ac3 = 780, Ms = 270

 

Сферы применения стали 3Х2МНФ:

Сталь 3Х2МНФ широко используется для изготовления:

• Штампов горячей деформации:
  • Пресс-формы для литья под давлением цветных сплавов и стали.
  • Инструмент для горячей штамповки (высадочные, обрезные, прошивные штампы).
  • Ковочные штампы для обработки черных и цветных металлов.
  • Экструзионные матрицы.
• Инструмента для обработки металлов давлением:
  • Оправки.
  • Дорны.
  • Пуансоны.
  • Матрицы.
• Других деталей, работающих в условиях высоких температур и нагрузок:
  • Детали кузнечно-прессового оборудования.
  • Валы.
  • Шестерни.
  • Крепежные элементы.
• Инструмент для производства:
  • Алюминиевого профиля
  • Медных труб
  •  

Виды металлопроката из стали 3Х2МНФ:

 

Сталь 3Х2МНФ поставляется в виде:

• Кругов: Наиболее распространенный вид проката, используемый для изготовления различных деталей методом токарной обработки.
• Квадратов: Применяются для изготовления штампового инструмента и других деталей простой формы.
• Полосы: Используются для изготовления штампов, матриц и других плоских деталей.
• Поковок: Изготавливаются по индивидуальным заказам для деталей сложной формы.
• Сортовой прокат: Шестигранники, уголки, швеллеры и другие профили для специальных применений.
• Листовой прокат: Применяется для изготовления штампов и облицовочных элементов.

 

ГОСТы, ссылающиеся на сталь 3Х2МНФ или металлопрокат из нее:

 

• ГОСТ 5950-2000. Сталь сортовая инструментальная. Общие технические условия. (Определяет химический состав и общие требования к стали 3Х2МНФ).
• ГОСТ 2590-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Определяет размеры и сортамент круглого проката).
• ГОСТ 2591-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (Определяет размеры и сортамент квадратного проката).
• ГОСТ 4405-75. Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент. (Определяет размеры и сортамент полосового проката).
• ГОСТ 7417-75. Круги стальные калиброванные. Сортамент. (Определяет размеры и сортамент калиброванного круглого проката).
• ГОСТ 8559-75. Квадраты стальные калиброванные. Сортамент. (Определяет размеры и сортамент калиброванного квадратного проката).
• ГОСТ 1133-71. Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент.
• ГОСТ 14959-2016. Прокат сортовой, полосовой и листовой из инструментальной стали. Общие технические условия.
• Отраслевые стандарты и технические условия, регламентирующие требования к конкретным видам инструмента и деталей, изготавливаемых из стали 3Х2МНФ.

 

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 3Х2МНФ:

 

Сталь 3Х2МНФ широко используется в различных цехах машиностроительных и металлургических предприятий, а также в инструментальном производстве. Вот основные операции, в которых применяются материалы из этой стали:

 

• Кузнечный цех:
  • Горячая штамповка: Изготовление поковок штампов и других деталей сложной формы на молотах и прессах.
  • Свободная ковка: Формирование заготовок для дальнейшей обработки.
• Термический цех:
  • Закалка: Нагрев стали до определенной температуры с последующим быстрым охлаждением для повышения твердости и прочности.
  • Отпуск: Нагрев закаленной стали до более низкой температуры для снижения внутренних напряжений и повышения вязкости.
  • Отжиг: Нагрев стали до определенной температуры с последующим медленным охлаждением для снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости.
  • Нормализация: Нагрев стали до определенной температуры с последующим охлаждением на воздухе для улучшения структуры и механических свойств.
• Механический цех:
  • Токарная обработка: Изготовление деталей вращения (валы, оси, втулки) на токарных станках.
  • Фрезерная обработка: Изготовление деталей сложной формы на фрезерных станках.
  • Шлифовальная обработка: Доводка поверхности деталей до требуемой точности и шероховатости на шлифовальных станках.
  • Сверление: Создание отверстий в деталях.
  • Резьбонарезание: Нарезание внутренней и внешней резьбы.
  • Электроэрозионная обработка (ЭЭО): Создание сложных контуров и полостей в деталях, особенно в штампах и пресс-формах.
• Инструментальный цех:
  • Изготовление штампов: Производство штампов для горячей и холодной деформации металлов.
  • Изготовление пресс-форм: Производство пресс-форм для литья под давлением.
  • Изготовление режущего инструмента: Производство резцов, фрез, сверл и других инструментов.
• Литейный цех (при изготовлении литьевых форм):
  • Изготовление стержневых ящиков
  • Изготовление модельной оснастки

 

Преимущества использования стали 3Х2МНФ:

 

• Длительный срок службы инструмента: Благодаря высокой износостойкости и прочности.
• Сокращение затрат на ремонт и замену инструмента: За счет высокой надежности и устойчивости к повреждениям.
• Повышение качества выпускаемой продукции: Благодаря высокой точности и стабильности размеров инструмента.
• Возможность работы в условиях высоких температур и нагрузок: Благодаря теплостойкости и прочности.
• Универсальность применения: Подходит для широкого спектра операций горячей и холодной деформации.

 

Заключение:

Сталь 3Х2МНФ является незаменимым материалом для изготовления инструмента, работающего в тяжелых условиях. Ее оптимальное сочетание свойств обеспечивает высокую производительность, надежность и долговечность. Правильный выбор режима термообработки и грамотная эксплуатация позволяют максимально реализовать потенциал этой стали и получить высококачественный инструмент для различных отраслей промышленности.