Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная штамповая 4Х2В5МФ

Сталь инструментальная штамповая марки 4Х2В5МФ: описание, свойства и применение

Сталь 4Х2В5МФ относится к группе инструментальных штамповых сталей горячего деформирования. Она обладает высокой прочностью, износостойкостью, теплостойкостью и сопротивлением отпускной хрупкости. Благодаря такому сочетанию свойств, сталь 4Х2В5МФ широко используется для изготовления штампов, работающих в условиях высоких температур и давлений, а также для других инструментов, подвергающихся интенсивному износу.

Химический состав стали 4Х2В5МФ

Химический состав стали 4Х2В5МФ регламентируется ГОСТ 5950-2000 "Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали. Общие технические условия".

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.35 - 0.45
Хром (Cr)	1.8 - 2.3
Вольфрам (W)	4.5 - 5.5
Ванадий (V)	0.8 - 1.2
Молибден (Mo)	0.2 - 0.5
Кремний (Si)	≤ 0.4
Марганец (Mn)	≤ 0.4
Никель (Ni)	≤ 0.35
Медь (Cu)	≤ 0.3
Сера (S)	≤ 0.03
Фосфор (P)	≤ 0.03

Расшифровка обозначения:

• 4 - указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0.4%).
• Х2 - указывает на содержание хрома около 2%.
• В5 - указывает на содержание вольфрама около 5%.
• М - указывает на содержание молибдена.
• Ф - указывает на содержание ванадия.

Механические свойства стали 4Х2В5МФ

Механические свойства стали 4Х2В5МФ зависят от режима термической обработки. Приведем типичные значения для стали, прошедшей закалку и отпуск:

Свойство	Значение	Условия испытания
Предел прочности (σв), МПа	1470 - 1760
Предел текучести (σт), МПа	1270 - 1570
Относительное удлинение (δ), %	8 - 12
Относительное сужение (ψ), %	25 - 40
Твердость по Роквеллу (HRC)	48 - 52
Ударная вязкость (KCU), Дж/см2	20 - 40

Важно: Приведенные значения являются ориентировочными и могут варьироваться в зависимости от конкретного режима термообработки, размера и формы заготовки.

Физические свойства стали 4Х2В5МФ

Свойство	Значение
Плотность (ρ), кг/м3	8100
Модуль упругости (E), ГПа	210
Коэффициент линейного расширения (α), 1/°C	11.5 * 10-6 (20-100°C)
Теплопроводность (λ), Вт/(м*°C)	29 (20°C)
Удельная теплоемкость (c), Дж/(кг*°C)	460 (20°C)
Температура ковки, °C	1150 - 850
Температура закалки, °C	1050 - 1080
Температура отпуска, °C	550 - 650

Области применения стали 4Х2В5МФ

Благодаря своим уникальным свойствам, сталь 4Х2В5МФ нашла широкое применение в различных отраслях промышленности:

• Кузнечно-прессовое производство:
  • Изготовление штампов горячего деформирования для обработки металлов давлением (высадка, штамповка, ковка).
  • Пресс-формы для литья под давлением цветных сплавов.
  • Инструмент для горячей обрезки и прошивки.
• Машиностроение:
  • Изготовление деталей, работающих при повышенных температурах и нагрузках (например, валы, шестерни).
  • Производство инструмента для обработки металлов (резцы, фрезы, сверла).
• Авиационная промышленность:
  • Изготовление деталей, подвергающихся воздействию высоких температур и агрессивных сред.
• Энергетика:
  • Производство деталей турбин и другого оборудования, работающего в условиях высоких температур.
• Автомобильная промышленность:
  • Изготовление инструмента для производства автомобильных деталей (штампы, пресс-формы).
• Производство крепежа:
  • Производство горячевысадочного инструмента для изготовления высокопрочного крепежа.

В целом, сталь 4Х2В5МФ является незаменимым материалом для изготовления инструмента, работающего в тяжелых условиях эксплуатации, где требуется высокая прочность, износостойкость и теплостойкость.

Виды металлопроката из стали 4Х2В5МФ

Сталь 4Х2В5МФ поставляется в виде различных видов металлопроката:

• Прутки: круглые, квадратные, шестигранные (ГОСТ 5950-2000, ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006, ГОСТ 2879-2006).
• Полосы: (ГОСТ 4405-75, ГОСТ 5950-2000).
• Поковки и штамповки: (ГОСТ 7829-70).
• Листы: (редко, по индивидуальному заказу).

Конкретный вид металлопроката выбирается в зависимости от требований к будущей детали и способа ее изготовления.

ГОСТы, регламентирующие сталь 4Х2В5МФ и металлопрокат из нее

На сталь 4Х2В5МФ и металлопрокат из нее распространяются следующие ГОСТы:

• ГОСТ 5950-2000 "Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали. Общие технические условия" - основной ГОСТ, регламентирующий химический состав, механические свойства и другие требования к стали 4Х2В5МФ в виде прутков и полос.
• ГОСТ 4405-75 "Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент" - определяет сортамент полос из инструментальной стали, включая 4Х2В5МФ.
• ГОСТ 2590-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент" - определяет сортамент круглых прутков.
• ГОСТ 2591-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент" - определяет сортамент квадратных прутков.
• ГОСТ 2879-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный шестигранный. Сортамент" - определяет сортамент шестигранных прутков.
• ГОСТ 7829-70 "Поковки из инструментальной и штамповой стали. Общие технические условия" - регламентирует требования к поковкам и штамповкам из инструментальной стали.
• ГОСТ 1435-99 "Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали. Общие технические условия" - непосредственно не относится к 4Х2В5МФ, но может использоваться как справочный документ при обработке и применении инструментальной стали в целом.

Операции в цехах, производящиеся с использованием материалов из стали 4Х2В5МФ

Сталь 4Х2В5МФ широко применяется в различных цехах, где требуются инструменты для обработки металлов:

• Кузнечный цех:
  • Изготовление штампов горячего деформирования для ковки, штамповки и высадки. Эти штампы подвергаются воздействию высоких температур и давлений, поэтому сталь 4Х2В5МФ является оптимальным материалом для их изготовления.
  • Производство инструмента для горячей обрезки и прошивки металла.
• Инструментальный цех:
  • Изготовление различного режущего инструмента: резцов, фрез, сверл, метчиков, плашек и т.д. Сталь 4Х2В5МФ обеспечивает высокую износостойкость и прочность инструмента.
  • Производство мерительного инструмента: калибров, шаблонов, и т.д.
  • Изготовление технологической оснастки: приспособлений, кондукторов, зажимных устройств.
• Механический цех:
  • Непосредственно в механическом цехе сталь 4Х2В5МФ используется для изготовления деталей станков и оборудования, работающих в условиях повышенных нагрузок и температур.
  • Инструмент, изготовленный из 4Х2В5МФ, используется для обработки различных деталей на станках (токарных, фрезерных, шлифовальных и т.д.).
• Литейный цех:
  • Изготовление пресс-форм для литья под давлением цветных сплавов.
  • Производство стержневых ящиков.
• Термический цех:
  • Инструмент из стали 4Х2В5МФ используется для закалки и отпуска деталей.
  • Применяется для изготовления оснастки для нагревательных печей (поддоны, корзины и т.д.).
• Ремонтный цех:
  • Восстановление изношенного инструмента из стали 4Х2В5МФ (наплавка, шлифовка).
  • Изготовление запасных частей для оборудования.

В каждом из этих цехов сталь 4Х2В5МФ обеспечивает высокую надежность и долговечность инструмента, что позволяет повысить производительность и снизить затраты на производство.