Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная легированная 5ХВ2СФ

Сталь инструментальная легированная 5ХВ2СФ: описание, свойства, применение

Сталь 5ХВ2СФ – это инструментальная легированная сталь, предназначенная для изготовления режущего, деформирующего и измерительного инструмента, работающего при повышенных температурах и испытывающего значительные ударные нагрузки. Она обладает высокой прочностью, износостойкостью, теплостойкостью и хорошей прокаливаемостью. Благодаря своему сбалансированному химическому составу и специальной термической обработке, сталь 5ХВ2СФ обеспечивает длительный срок службы инструмента в условиях интенсивной эксплуатации.

Обозначение и расшифровка символов:

Маркировка стали 5ХВ2СФ расшифровывается следующим образом:

• 5 – содержание углерода в сотых долях процента, то есть около 0,5%.
• Х – хром, легирующий элемент, улучшающий прокаливаемость, повышающий твердость и износостойкость.
• В – вольфрам, увеличивающий теплостойкость и красностойкость (способность сохранять твердость при высоких температурах).
• 2 – содержание вольфрама приблизительно 2%.
• С – кремний, повышающий прочность и упругость.
• Ф – ванадий, измельчающий зерно и увеличивающий прочность и износостойкость.

Химический состав стали 5ХВ2СФ (ГОСТ 5950-2000):

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0.45 - 0.55
Кремний (Si)	0.40 - 0.70
Марганец (Mn)	0.20 - 0.50
Хром (Cr)	0.80 - 1.10
Вольфрам (W)	1.80 - 2.20
Ванадий (V)	0.15 - 0.30
Никель (Ni)	до 0.40
Медь (Cu)	до 0.30
Фосфор (P)	до 0.030
Сера (S)	до 0.030

Механические свойства стали 5ХВ2СФ:

Механические свойства стали 5ХВ2СФ зависят от режима термической обработки. Приведем примерные значения для стали, прошедшей закалку и отпуск:

Свойство	Значение
Твердость (HRCэ)	58-62
Предел прочности при растяжении (σв, МПа)	1800-2200
Предел текучести (σт, МПа)	1600-2000
Относительное удлинение при разрыве (δ5, %)	5-10
Относительное сужение (ψ, %)	10-20
Ударная вязкость (KCU, Дж/см2)	15-30

Физические свойства стали 5ХВ2СФ:

Свойство	Значение
Плотность (ρ, кг/м3)	7800
Модуль упругости (E, ГПа)	210
Коэффициент теплопроводности (λ, Вт/(м·К))	29
Удельная теплоемкость (С, Дж/(кг·К))	460
Коэффициент линейного расширения (α, 1/°C)	11.5 x 10^-6 (при 20-100°C)
Температура ковки (°C)	Начало 1150, конец 850
Температура критических точек (°C)	Ac1 = 770, Ac3 = 830, Ar1 = 700, Ar3 = 770

Применение стали 5ХВ2СФ:

Сталь 5ХВ2СФ широко применяется для изготовления инструмента, работающего в условиях повышенных температур, высоких нагрузок и требующего высокой износостойкости. Основные области применения:

• Инструмент для обработки металлов давлением:
  • Пресс-формы для горячего деформирования.
  • Штампы для горячей штамповки.
  • Матрицы для выдавливания.
  • Инструмент для высадки крепежа.
• Режущий инструмент:
  • Метчики, плашки для нарезания резьбы.
  • Развертки, зенковки.
  • Протяжки.
  • Фрезы для обработки жаропрочных сплавов.
• Измерительный инструмент:
  • Калибры.
  • Шаблоны.
  • Концевые меры длины.
• Инструмент для деревообработки:
  • Ножи для фуговальных и рейсмусовых станков.
  • Фрезы для деревообработки.
• Другие области:
  • Детали, работающие при высоких температурах и нагрузках.
  • Ролики и вкладыши подшипников.

Виды металлопроката из стали 5ХВ2СФ:

Сталь 5ХВ2СФ поставляется в различных видах металлопроката, в зависимости от требований к конечному изделию:

• Круг: наиболее распространенный вид проката, используется для изготовления различных деталей и заготовок.
• Полоса: применяется для изготовления плоских деталей, штампов и ножей.
• Квадрат: используется для изготовления крепежных элементов и других деталей квадратной формы.
• Лист: применяется для изготовления штампов, матриц и других плоских изделий.
• Поковки: заготовки, полученные методом ковки, используются для изготовления деталей сложной формы, требующих высокой прочности.

ГОСТы, регламентирующие сталь 5ХВ2СФ и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 5950-2000 Сталь сортовая инструментальная легированная. Общие технические условия. (Основной стандарт, определяющий требования к стали 5ХВ2СФ).
• ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент.
• ГОСТ 2591-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент.
• ГОСТ 4405-75 Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент.
• ГОСТ 1133-71 Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент.
• ГОСТ 7417-75 Сталь калиброванная круглая. Сортамент.
• ГОСТ 8559-75 Сталь калиброванная квадратная. Сортамент.
• ГОСТ 103-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент.
• ГОСТ 1435-99 Прутки из нелегированной инструментальной стали. Общие технические условия. (Может применяться при поставке прутков из стали 5ХВ2СФ, хотя и ориентирован на нелегированные стали).
• ГОСТ 1051-73 Сталь калиброванная. Общие технические условия.
• ГОСТ 7566-91 Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение. (Общие требования к приемке и поставке металлопродукции).

Необходимо учитывать, что выбор конкретного ГОСТа зависит от формы поставки стали (круг, полоса, квадрат и т.д.) и требований к качеству поверхности (горячекатаная, калиброванная, кованая).

Операции в цехах, использующие материалы из стали 5ХВ2СФ:

Сталь 5ХВ2СФ находит широкое применение в различных цехах машиностроительных и металлообрабатывающих предприятий, а также в инструментальном производстве. Вот некоторые примеры операций, выполняемых с использованием инструмента и деталей из этой стали:

• Инструментальный цех:
  • Изготовление штампов для холодной и горячей штамповки: резка заготовок, ковка или механическая обработка для придания формы, термическая обработка (закалка и отпуск) для достижения требуемой твердости и износостойкости, шлифовка и полировка рабочих поверхностей.
  • Производство режущего инструмента (метчики, плашки, развертки, фрезы): токарная обработка для создания профиля, нарезание резьбы (для метчиков и плашек), шлифовка режущих кромок, нанесение износостойких покрытий (например, нитрида титана).
  • Изготовление измерительного инструмента (калибры, шаблоны): точная механическая обработка для обеспечения требуемых размеров и допусков, термическая обработка для стабилизации размеров, шлифовка и доводка рабочих поверхностей.
• Кузнечный цех:
  • Изготовление поковок для штампов и других деталей: нагрев заготовки до температуры ковки, деформирование под прессом или молотом, обрубка облоя, термическая обработка для снятия напряжений.
• Термический цех:
  • Закалка и отпуск инструмента и деталей из стали 5ХВ2СФ: нагрев до температуры закалки, охлаждение в масле или воде, отпуск для снижения хрупкости и повышения вязкости. Режимы термической обработки подбираются в зависимости от требуемых свойств и размеров изделия.
• Механический цех:
  • Токарная обработка: обработка заготовок на токарных станках для придания им требуемой формы и размеров.
  • Фрезерная обработка: обработка заготовок на фрезерных станках для создания сложных поверхностей и пазов.
  • Шлифовка: чистовая обработка поверхностей для достижения высокой точности размеров и шероховатости.
  • Сверление и растачивание: создание отверстий различного диаметра и точности.
• Прессовый цех:
  • Горячая штамповка: деформирование нагретой заготовки в штампе под давлением пресса. Штампы изготавливаются из стали 5ХВ2СФ для обеспечения стойкости к высоким температурам и нагрузкам.
  • Холодная штамповка: деформирование заготовки без нагрева. Инструмент из стали 5ХВ2СФ используется для вырубки, гибки и формовки листового металла.
• Ремонтный цех:
  • Восстановление изношенного инструмента: шлифовка, переточка режущих кромок, замена изношенных деталей.
• Деревообрабатывающее производство:
  • Заточка и правка ножей и фрез для деревообрабатывающих станков.

В каждом из этих цехов сталь 5ХВ2СФ играет важную роль в обеспечении высокой производительности и качества выпускаемой продукции. Правильный выбор режимов обработки и термообработки позволяет полностью реализовать потенциал этой стали и получить инструмент с оптимальным сочетанием прочности, износостойкости и теплостойкости.