Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная штамповая 4Х3ВМФ

Сталь инструментальная штамповая марки 4Х3ВМФ: описание, свойства и применение

Сталь 4Х3ВМФ – это высококачественная инструментальная штамповая сталь, обладающая превосходным сочетанием прочности, износостойкости и вязкости. Благодаря своему уникальному химическому составу и специальной термической обработке, эта сталь идеально подходит для изготовления штампов сложной формы, работающих в условиях высоких динамических нагрузок и повышенных температур.

Основные свойства стали 4Х3ВМФ:

• Высокая прочность и твердость: Обеспечивают стойкость к деформации и разрушению при высоких нагрузках.
• Износостойкость: Позволяет инструментам из стали 4Х3ВМФ сохранять остроту режущей кромки и длительный срок службы.
• Вязкость: Предотвращает образование трещин и сколов при ударных нагрузках.
• Теплостойкость: Сохраняет свои свойства при повышенных температурах, что важно для горячей штамповки.
• Прокаливаемость: Обеспечивает равномерную твердость по всему сечению изделия.
• Минимальная деформация при термообработке: Позволяет получать детали с высокой точностью размеров.

Химический состав стали 4Х3ВМФ (ГОСТ 5950-2000):

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0.35 - 0.45
Хром (Cr)	3.00 - 3.50
Вольфрам (W)	2.50 - 3.00
Ванадий (V)	0.70 - 0.90
Марганец (Mn)	0.20 - 0.50
Кремний (Si)	0.20 - 0.50
Никель (Ni)	до 0.60
Медь (Cu)	до 0.30
Сера (S)	до 0.030
Фосфор (P)	до 0.030

Расшифровка обозначения:

• 4 – указывает на содержание углерода около 0,4% (умножается на 100).
• Х – указывает на содержание хрома.
• 3 – указывает на содержание хрома около 3%.
• В – указывает на содержание вольфрама.
• М – указывает на содержание молибдена (в данной марке стали он отсутствует, но традиционно указывается).
• Ф – указывает на содержание ванадия.

Механические свойства стали 4Х3ВМФ (после термообработки):

Свойство	Значение
Твердость, HRCэ	54-58
Предел прочности при растяжении, σв (МПа)	1770-2160
Предел текучести, σт (МПа)	1570-1960
Относительное удлинение, δ5 (%)	5-10
Относительное сужение, ψ (%)	10-20
Ударная вязкость, KCU (Дж/см2)	20-40

Значения механических свойств могут варьироваться в зависимости от режима термообработки и размеров заготовки.

Физические свойства стали 4Х3ВМФ:

Свойство	Значение
Плотность, ρ (кг/м3)	7750
Температура ковки, °С	1150-850
Температура критических точек, °С	Ac1 = 800, Ac3 = 850, Ms = 250
Коэффициент линейного расширения, α (10-6/°С)	11.5 (20-100°C)
Теплопроводность, λ (Вт/(м·°С))	29 (20°C)
Удельная теплоемкость, С (Дж/(кг·°С))	460 (20°C)
Модуль упругости, E (ГПа)	210

Области применения стали 4Х3ВМФ:

Сталь 4Х3ВМФ широко используется для изготовления:

• Штампов горячей деформации:
  • Для производства поковок из углеродистых и легированных сталей.
  • Для штамповки цветных металлов и сплавов.
  • Для изготовления деталей сложной формы с высокой точностью размеров.
• Пресс-форм для литья под давлением:
  • Для производства деталей из алюминиевых и цинковых сплавов.
  • Для изготовления изделий с высокой степенью детализации.
• Инструмента для обработки металлов давлением:
  • Для волочения, прессования и высадки.
  • Для изготовления резьбонакатных роликов.
• Вырубных и просечных штампов:
  • Для обработки листового металла.
• Измерительного инструмента:
  • Калибры, шаблоны, лекала.
• Деталей машин, работающих при повышенных температурах:
  • Клапаны двигателей внутреннего сгорания.
  • Детали турбин.
• Инструмент для обработки пластмасс и резины:
  • Пресс-формы для литья пластмасс.
  • Штампы для вырубки резиновых изделий.

Виды металлопроката из стали 4Х3ВМФ:

Сталь 4Х3ВМФ поставляется в виде:

• Кругов: Используются для изготовления деталей методом механической обработки.
• Полосы: Применяются для изготовления штампов и других плоских изделий.
• Квадратов: Используются для изготовления деталей сложной формы.
• Поковок: Изготавливаются по индивидуальным заказам для производства крупных деталей.
• Листов: Используются для изготовления крупногабаритных штампов и деталей.

ГОСТы, регламентирующие сталь 4Х3ВМФ и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 5950-2000: Сталь сортовая инструментальная. Общие технические условия. (Определяет химический состав и общие требования к качеству стали 4Х3ВМФ).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Определяет сортамент круглого проката).
• ГОСТ 4405-75: Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент. (Определяет сортамент полосового проката).
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (Определяет сортамент квадратного проката).
• ГОСТ 7831-78: Поковки из инструментальной стали. Общие технические условия. (Определяет требования к качеству поковок из инструментальной стали).
• ГОСТ 1435-99: Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали. Общие технические условия. (Распространяется на инструментальную нелегированную сталь, но может использоваться как справочный материал).
• ГОСТ 19265-73: Прутки и полосы из инструментальной легированной стали. Общие технические условия. (Распространяется на инструментальную легированную сталь, но может использоваться как справочный материал).

В зависимости от конкретного вида металлопроката и требований к качеству могут применяться другие ГОСТы и технические условия.

Операции в цехах, производящие с использованием стали 4Х3ВМФ:

Сталь 4Х3ВМФ используется в различных цехах металлообрабатывающих предприятий, где требуется изготовление инструмента и оснастки:

• Инструментальный цех:
  • Изготовление штампов: Фрезерование, шлифование, электроэрозионная обработка, термообработка (закалка, отпуск).
  • Изготовление пресс-форм: Фрезерование, шлифование, полировка, термообработка.
  • Изготовление режущего инструмента: Токарная обработка, фрезерование, шлифование, заточка.
• Кузнечный цех:
  • Горячая штамповка: Изготовление поковок штампов.
  • Свободная ковка: Изготовление заготовок для инструмента.
• Термический цех:
  • Закалка: Нагрев до температуры закалки с последующим охлаждением в масле или на воздухе для достижения высокой твердости.
  • Отпуск: Нагрев до температуры отпуска для снятия внутренних напряжений и повышения вязкости.
  • Отжиг: Нагрев для снятия напряжений после механической обработки.
• Механический цех:
  • Токарная обработка: Обработка вращением для придания формы цилиндрическим деталям.
  • Фрезерная обработка: Обработка фрезой для создания плоских и сложных поверхностей.
  • Шлифовальная обработка: Доводка поверхности до требуемой шероховатости и точности размеров.
  • Электроэрозионная обработка (ЭЭО): Создание сложных контуров и полостей с высокой точностью.
• Литейный цех:
  • Изготовление литейных форм: Использование стали 4Х3ВМФ для изготовления модельной оснастки.
• Цех металлоконструкций:
  • Изготовление сварных штампов: Изготовление сложных штампов путем сварки отдельных элементов из стали 4Х3ВМФ.

Технологические особенности обработки стали 4Х3ВМФ:

• Ковка: Ковку следует производить в интервале температур 1150-850°С.
• Термообработка: Режим термообработки зависит от требований к свойствам готового изделия. Обычно применяется закалка с температуры 1020-1050°С в масле или на воздухе и отпуск при температуре 500-650°С.
• Сварка: Сварка стали 4Х3ВМФ затруднена из-за высокого содержания легирующих элементов. Рекомендуется предварительный подогрев и последующая термообработка.
• Механическая обработка: Сталь 4Х3ВМФ обладает хорошей обрабатываемостью в отожженном состоянии. После термообработки обрабатываемость ухудшается.
• Шлифование: Шлифование следует производить с использованием абразивных кругов из карбида кремния или электрокорунда.

Преимущества использования стали 4Х3ВМФ:

• Увеличение срока службы инструмента: Благодаря высокой износостойкости и прочности.
• Повышение качества изготавливаемых деталей: Благодаря высокой точности размеров и стабильности свойств.
• Снижение затрат на ремонт и замену инструмента: Благодаря длительному сроку службы.
• Возможность изготовления деталей сложной формы: Благодаря хорошей обрабатываемости и прокаливаемости.

 

Сталь 4Х3ВМФ – это надежный и проверенный материал для изготовления инструмента, работающего в условиях высоких нагрузок и температур. Ее уникальные свойства обеспечивают высокую производительность и долговечность, что делает ее незаменимой в различных отраслях промышленности. Правильный выбор режима термообработки и соблюдение технологических рекомендаций позволяют в полной мере реализовать потенциал этой стали и получить инструмент с оптимальными характеристиками.