Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная штамповая 4Х5МФ1С

Сталь инструментальная штамповая марки 4Х5МФ1С: описание, свойства и применение

Сталь 4Х5МФ1С – это высоколегированная инструментальная штамповая сталь, обладающая уникальным сочетанием высокой прочности, износостойкости, теплостойкости и прокаливаемости. Благодаря своим свойствам, она широко применяется в различных отраслях промышленности для изготовления инструментов, работающих в условиях высоких температур и значительных механических нагрузок.

Основные свойства стали 4Х5МФ1С:

• Высокая прочность и твердость: Обеспечивают длительный срок службы инструмента и его способность выдерживать большие нагрузки без деформации.
• Износостойкость: Гарантирует сохранение размеров и формы инструмента в процессе эксплуатации, что особенно важно для штампов, используемых в серийном производстве.
• Теплостойкость: Позволяет инструменту сохранять свои свойства при повышенных температурах, возникающих при горячей деформации металла.
• Прокаливаемость: Обеспечивает равномерную твердость по всему сечению инструмента, что особенно важно для крупных штампов.
• Умеренная вязкость: Предотвращает хрупкое разрушение инструмента при ударных нагрузках.
• Стойкость к отпускной хрупкости: Позволяет проводить термообработку без риска снижения прочности и пластичности.

Химический состав стали 4Х5МФ1С (ГОСТ 5950-2000):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.35 - 0.45
Хром (Cr)	4.0 - 5.0
Марганец (Mn)	0.20 - 0.50
Кремний (Si)	0.80 - 1.20
Молибден (Mo)	0.90 - 1.20
Ванадий (V)	0.40 - 0.70
Сера (S)	≤ 0.030
Фосфор (P)	≤ 0.030
Никель (Ni)	≤ 0.35
Медь (Cu)	≤ 0.30

Расшифровка обозначения марки стали 4Х5МФ1С:

• 4 – указывает на содержание углерода в сотых долях процента, то есть 0,4%.
• Х – указывает на содержание хрома (Cr).
• 5 – указывает на примерное содержание хрома в процентах (около 5%).
• М – указывает на содержание молибдена (Mo).
• Ф – указывает на содержание ванадия (V).
• 1С – указывает на повышенное содержание кремния (Si), где "1" означает примерное содержание кремния в процентах (около 1%), а буква "С" указывает на то, что содержание кремния повышено по сравнению с базовым вариантом.

Механические свойства стали 4Х5МФ1С (после термообработки):

Свойство	Значение
Предел прочности (σв), МПа	1470 - 1770
Предел текучести (σт), МПа	1270 - 1570
Относительное удлинение (δ5), %	8 - 12
Относительное сужение (ψ), %	30 - 50
Ударная вязкость (KCU), Дж/см²	20 - 40
Твердость (HRCэ)	56 - 62

• σв – предел прочности при растяжении, характеризует сопротивление материала разрушению при одноосном растяжении.
• σт – предел текучести, характеризует напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться без заметного увеличения нагрузки.
• δ5 – относительное удлинение после разрыва, характеризует пластичность материала, то есть его способность деформироваться без разрушения.
• ψ – относительное сужение после разрыва, характеризует пластичность материала, измеряется как процентное уменьшение площади поперечного сечения образца в месте разрыва.
• KCU – ударная вязкость, характеризует сопротивление материала хрупкому разрушению при ударных нагрузках.
• HRCэ – твердость по Роквеллу, измеряется вдавливанием алмазного конуса или стального шарика в материал под определенной нагрузкой.

Физические свойства стали 4Х5МФ1С:

Свойство	Значение
Плотность, кг/м³	7740
Теплопроводность, Вт/(м·°С)	29 (при 20°С)
Удельная теплоемкость, Дж/(кг·°С)	460 (при 20°С)
Коэффициент линейного расширения, 1/°С	11.5 x 10^-6 (при 20-100°С)
Модуль упругости, ГПа	210
Электрическое сопротивление, мкОм·м	0.25 (при 20°С)

Сферы применения стали 4Х5МФ1С:

Сталь 4Х5МФ1С широко используется для изготовления:

• Штампов горячего деформирования: Пресс-формы для литья под давлением, ковочные штампы, матрицы для выдавливания и другие инструменты, используемые при обработке металлов давлением в нагретом состоянии.
• Инструмента для обработки металлов давлением: Пуансоны, высадочные матрицы, обжимные клещи и другой инструмент, работающий при высоких нагрузках и температурах.
• Режущего инструмента: Ножи для горячей резки металла, дисковые пилы для обработки горячего металла, зубила и другой инструмент, требующий высокой износостойкости и теплостойкости.
• Измерительного инструмента: Калибры, шаблоны и другой инструмент, требующий высокой стабильности размеров и формы при повышенных температурах.
• Деталей машин и механизмов: Валы, шестерни, подшипники и другие детали, работающие при высоких температурах и нагрузках.

Виды металлопроката из стали 4Х5МФ1С:

Сталь 4Х5МФ1С поставляется в виде:

• Кругов: Используются для изготовления штампов, валов, осей и других деталей.
• Полосы: Используются для изготовления ножей, штампов и других плоских деталей.
• Квадратов: Используются для изготовления штампов, оправок и других деталей.
• Листов: Используются для изготовления штампов, корпусов и других крупных деталей.
• Поковок: Используются для изготовления сложных деталей, требующих высокой прочности и надежности.

ГОСТы, ссылающиеся на сталь 4Х5МФ1С или металлопрокат из нее:

• ГОСТ 5950-2000: Сталь сортовая инструментальная. Общие технические условия. (Определяет химический состав стали 4Х5МФ1С).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Определяет сортамент круглого проката из стали 4Х5МФ1С).
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (Определяет сортамент квадратного проката из стали 4Х5МФ1С).
• ГОСТ 4405-75: Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент. (Определяет сортамент полосового проката из стали 4Х5МФ1С).
• ГОСТ 7417-75: Круги стальные калиброванные. Сортамент. (Определяет сортамент калиброванного круглого проката из стали 4Х5МФ1С).
• ГОСТ 103-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент. (Определяет сортамент полосового проката из стали 4Х5МФ1С).
• ГОСТ 1133-71: Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент. (Определяет сортамент кованого круглого и квадратного проката из стали 4Х5МФ1С).
• Различные отраслевые стандарты и технические условия (ОСТ, ТУ), регламентирующие производство конкретных изделий из стали 4Х5МФ1С.

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 4Х5МФ1С:

• Кузнечно-прессовый цех: Горячая штамповка, ковка – изготовление заготовок для деталей методом пластической деформации нагретого металла с использованием штампов и прессов. Сталь 4Х5МФ1С применяется для изготовления самих штампов, используемых в этих операциях.
• Инструментальный цех: Изготовление и ремонт штампов, пресс-форм, режущего и измерительного инструмента. Сталь 4Х5МФ1С является основным материалом для изготовления этого инструмента. Операции включают:
  • Механическая обработка: Точение, фрезерование, шлифование, сверление – придание заготовке требуемой формы и размеров.
  • Термическая обработка: Закалка, отпуск – улучшение механических свойств стали (твердости, прочности, износостойкости).
  • Слесарные работы: Доводка, сборка, подгонка деталей инструмента.
• Литейный цех: Литье под давлением – изготовление деталей из цветных металлов и сплавов с использованием пресс-форм. Сталь 4Х5МФ1С используется для изготовления пресс-форм, работающих при высоких температурах.
• Металлургический цех: Производство сортового проката (круги, квадраты, полосы) из стали 4Х5МФ1С. Операции включают:
  • Плавка стали: Получение стали заданного химического состава в электропечах или конвертерах.
  • Разливка стали: Формирование заготовок (слябов, блюмов) для последующей прокатки.
  • Прокатка стали: Изменение формы и размеров заготовки путем прокатки на прокатных станах.
  • Термическая обработка: Улучшение структуры и свойств проката.
  • Контроль качества: Проверка соответствия проката требованиям стандартов.
• Цех горячей штамповки: Изготовление деталей методом горячей объемной штамповки, где сталь 4Х5МФ1С используется для изготовления штампового инструмента.

 

Сталь 4Х5МФ1С – это незаменимый материал для изготовления инструментов и деталей, работающих в условиях высоких температур и механических нагрузок. Ее уникальные свойства обеспечивают длительный срок службы и высокую надежность оборудования. Широкий спектр применения, разнообразие видов металлопроката и наличие соответствующих стандартов делают эту сталь востребованной в различных отраслях промышленности.