Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная штамповая 4Х2НМФ

Сталь инструментальная штамповая марки 4Х2НМФ: описание, свойства и применение

Сталь 4Х2НМФ – это высококачественная инструментальная штамповая сталь, широко используемая в различных отраслях промышленности благодаря своим уникальным свойствам и характеристикам. Эта сталь обладает повышенной прочностью, износостойкостью и теплостойкостью, что делает ее идеальным материалом для изготовления инструментов, работающих в условиях высоких температур и значительных нагрузок.

Свойства стали 4Х2НМФ

Сталь 4Х2НМФ обладает следующими ключевыми свойствами:

• Высокая прочность: Обеспечивает устойчивость к деформациям и разрушению под воздействием значительных нагрузок.
• Износостойкость: Позволяет инструментам сохранять свои режущие и формообразующие свойства в течение длительного времени, даже при интенсивной эксплуатации.
• Теплостойкость: Сохраняет прочность и твердость при высоких температурах, что особенно важно для горячей обработки металлов.
• Прокаливаемость: Обеспечивает равномерную твердость по всему сечению изделия после термической обработки.
• Умеренная вязкость: Предотвращает хрупкое разрушение инструментов при ударных нагрузках.
• Устойчивость к отпуску: Сохраняет твердость при нагреве в процессе эксплуатации.

Эти свойства делают сталь 4Х2НМФ незаменимым материалом для изготовления штампов, пресс-форм и других инструментов, используемых в кузнечно-прессовом производстве, литье под давлением и других технологических процессах.

Химический состав стали 4Х2НМФ

Химический состав стали 4Х2НМФ определяет ее свойства и характеристики. Основные элементы и их процентное содержание указаны в таблице ниже:

Элемент	Процентное содержание (%)
Углерод (C)	0.35 - 0.45
Хром (Cr)	1.8 - 2.2
Никель (Ni)	1.3 - 1.7
Молибден (Mo)	0.3 - 0.5
Ванадий (V)	0.15 - 0.30
Марганец (Mn)	≤ 0.4
Кремний (Si)	≤ 0.4
Сера (S)	≤ 0.030
Фосфор (P)	≤ 0.030
Медь (Cu)	≤ 0.30
Железо (Fe)	Остальное

Расшифровка обозначений символов:

• 4: указывает на содержание углерода в сотых долях процента (в данном случае, около 0.4%).
• Х: указывает на наличие хрома (Cr) в стали.
• 2: указывает на приблизительное содержание хрома в процентах (около 2%).
• Н: указывает на наличие никеля (Ni) в стали.
• М: указывает на наличие молибдена (Mo) в стали.
• Ф: указывает на наличие ванадия (V) в стали.

Механические свойства стали 4Х2НМФ

Механические свойства стали 4Х2НМФ определяют ее способность сопротивляться деформациям и разрушению под воздействием механических нагрузок. Эти свойства зависят от термической обработки и состояния поставки стали. Ниже приведены типичные значения механических свойств для стали 4Х2НМФ после закалки и отпуска:

• Предел прочности (σв): 1200 - 1400 МПа
• Предел текучести (σт): 1000 - 1200 МПа
• Относительное удлинение (δ): 8 - 12%
• Относительное сужение (ψ): 30 - 40%
• Ударная вязкость (KCU): 20 - 40 Дж/см²
• Твердость (HRC): 50 - 55 HRC

Физические свойства стали 4Х2НМФ

Физические свойства стали 4Х2НМФ важны для понимания ее поведения при различных температурах и условиях эксплуатации. Ниже приведены некоторые из основных физических свойств:

• Плотность: 7800 кг/м³
• Модуль упругости: 210 ГПа
• Коэффициент линейного расширения: 11.5 - 12.5 x 10⁻⁶ /°C (в диапазоне 20-100°C)
• Теплопроводность: 25 - 30 Вт/(м·°C)
• Удельная теплоемкость: 460 Дж/(кг·°C)
• Электросопротивление: 0.2 - 0.3 Ом·мм²/м

Сферы применения стали 4Х2НМФ

Сталь 4Х2НМФ широко применяется в различных отраслях промышленности для изготовления инструментов, работающих в условиях высоких температур и значительных нагрузок. Основные сферы применения:

• Кузнечно-прессовое производство:
  • Горячие штампы для деформирования металла
  • Пресс-формы для литья под давлением цветных металлов
  • Инструмент для высадки на горячую
  • Пуансоны и матрицы для горячей штамповки
• Машиностроение:
  • Инструмент для обработки металлов резанием (резцы, фрезы, сверла)
  • Инструмент для обработки дерева
• Металлургия:
  • Валы и ролики для прокатных станов
  • Инструмент для волочения проволоки
• Производство пластмасс:
  • Пресс-формы для литья пластмасс под давлением
• Авиационная промышленность:
  • Детали, работающие при высоких температурах

Виды металлопроката из стали 4Х2НМФ

Сталь 4Х2НМФ поставляется в различных видах металлопроката, что позволяет использовать ее для изготовления широкого спектра изделий. Основные виды металлопроката:

• Круг: Используется для изготовления осей, валов, пуансонов, оправок и других деталей, работающих на кручение и изгиб.
• Поковка: Используется для изготовления крупных штампов, пресс-форм и других изделий сложной формы.
• Полоса: Используется для изготовления ножей, резцов, штампов и других плоских деталей.
• Квадрат: Используется для изготовления различных деталей общего назначения.

ГОСТы, ссылающиеся на сталь 4Х2НМФ или металлопрокат из нее

Сталь 4Х2НМФ и металлопрокат из нее соответствуют требованиям различных ГОСТов, которые регламентируют химический состав, механические свойства, размеры и другие параметры. Основные ГОСТы:

• ГОСТ 5950-2000: Прутки, полосы, кованые заготовки и поковки из инструментальной стали. Общие технические условия. (Указывает на сталь 4Х2НМФ в перечне марок стали)
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Может использоваться для изготовления кругов из стали 4Х2НМФ)
• ГОСТ 4405-75: Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент. (Может использоваться для изготовления полос из стали 4Х2НМФ)
• ГОСТ 1133-71: Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент. (Может использоваться для изготовления кованых кругов и квадратов из стали 4Х2НМФ)
• ГОСТ 7831-78: Штампы кузнечные. Общие технические требования. (Определяет требования к материалам штампов, включая сталь 4Х2НМФ)
• ГОСТ 801-78: Сталь подшипниковая. Технические условия. (Хотя это сталь подшипниковая, в нем можно найти общие принципы термической обработки и контроля качества, применимые и к инструментальным сталям, таким как 4Х2НМФ)
• Другие ГОСТы, определяющие требования к конкретным видам инструмента, изготавливаемого из стали 4Х2НМФ.

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 4Х2НМФ

Сталь 4Х2НМФ используется в различных операциях в цехах, где требуется высокая прочность, износостойкость и теплостойкость инструмента. Вот некоторые из основных операций:

• Кузнечно-прессовый цех:
  • Горячая штамповка: Изготовление деталей сложной формы из нагретой заготовки с использованием штампов из стали 4Х2НМФ.
  • Литье под давлением: Заполнение пресс-формы из стали 4Х2НМФ расплавленным металлом под высоким давлением для получения точных отливок.
  • Высадка на горячую: Формирование головок болтов, винтов и других крепежных элементов из нагретой заготовки с использованием инструмента из стали 4Х2НМФ.
• Инструментальный цех:
  • Изготовление штампов: Производство штампов для горячей и холодной штамповки из стали 4Х2НМФ.
  • Изготовление пресс-форм: Производство пресс-форм для литья пластмасс и цветных металлов под давлением из стали 4Х2НМФ.
  • Изготовление режущего инструмента: Производство резцов, фрез, сверл и других режущих инструментов из стали 4Х2НМФ.
• Механический цех:
  • Токарная обработка: Обработка деталей на токарных станках с использованием резцов из стали 4Х2НМФ.
  • Фрезерная обработка: Обработка деталей на фрезерных станках с использованием фрез из стали 4Х2НМФ.
  • Шлифовальная обработка: Финишная обработка деталей с использованием шлифовальных кругов, правленных инструментом из стали 4Х2НМФ.
• Термический цех:
  • Закалка: Нагрев стали 4Х2НМФ до высокой температуры с последующим быстрым охлаждением для повышения твердости и прочности.
  • Отпуск: Нагрев закаленной стали 4Х2НМФ до более низкой температуры для снятия внутренних напряжений и повышения вязкости.
  • Отжиг: Нагрев стали 4Х2НМФ до определенной температуры с последующим медленным охлаждением для снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости.

В заключение, сталь 4Х2НМФ – это универсальный материал, который благодаря своим высоким механическим и физическим свойствам, а также широкому спектру применения, играет важную роль в современной промышленности. Правильный выбор и использование стали 4Х2НМФ позволяет обеспечить высокую производительность и долговечность инструментов и оборудования.