Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная штамповая 5Х3В3МФС 

Сталь инструментальная штамповая марки 5Х3В3МФС : описание, свойства и применение

Сталь 5Х3В3МФС – это высоколегированная инструментальная штамповая сталь, обладающая уникальным сочетанием свойств, что делает её незаменимой во многих отраслях промышленности. Её высокая прочность, износостойкость, красностойкость и устойчивость к термической усталости позволяют изготавливать из неё инструменты, работающие в условиях высоких температур и циклических нагрузок.

Основные характеристики:

• Высокая прочность: Обеспечивает устойчивость к деформации и разрушению при высоких нагрузках.
• Износостойкость: Продлевает срок службы инструмента, снижает затраты на его замену.
• Красностойкость: Сохраняет твердость и прочность при высоких температурах, что позволяет использовать сталь для горячей обработки металлов.
• Устойчивость к термической усталости: Предотвращает образование трещин и разрушение инструмента при циклических изменениях температуры.
• Прокаливаемость: Обеспечивает равномерную твердость по всему сечению изделия после термообработки.
• Незначительная деформация при закалке: Позволяет получать изделия с высокой точностью размеров.
• Относительно невысокая стоимость: Делает сталь 5Х3В3МФС экономически выгодной для широкого спектра применений.

Расшифровка обозначения стали 5Х3В3МФС:

• 5: Указывает на содержание углерода в сотых долях процента, то есть около 0,5%.
• Х: Обозначает наличие хрома (Cr) как легирующего элемента.
• 3: Указывает на примерное содержание хрома в процентах (около 3%).
• В: Обозначает наличие вольфрама (W) как легирующего элемента.
• 3: Указывает на примерное содержание вольфрама в процентах (около 3%).
• М: Обозначает наличие молибдена (Mo) как легирующего элемента.
• Ф: Обозначает наличие ванадия (V) как легирующего элемента.
• С: Обозначает наличие кремния (Si) как легирующего элемента.

Химический состав стали 5Х3В3МФС (ГОСТ 5950-2000):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.45 - 0.55
Кремний (Si)	0.80 - 1.20
Марганец (Mn)	0.20 - 0.50
Хром (Cr)	2.80 - 3.30
Никель (Ni)	до 0.60
Вольфрам (W)	2.80 - 3.30
Молибден (Mo)	0.80 - 1.20
Ванадий (V)	0.20 - 0.50
Медь (Cu)	до 0.30
Сера (S)	до 0.030
Фосфор (P)	до 0.030

Механические свойства стали 5Х3В3МФС (после термообработки):

• Твердость (HRC): 54-58 (в зависимости от режима термообработки)
• Предел прочности при растяжении (σв, МПа): 1470 - 1760
• Предел текучести (σт, МПа): 1270 - 1570
• Относительное удлинение (δ5, %): 5 - 10
• Относительное сужение (ψ, %): 15 - 30
• Ударная вязкость (KCU, Дж/см²): 20 - 40

Физические свойства стали 5Х3В3МФС:

• Плотность (ρ, кг/м³): 7800
• Температура Кюри (°C): 250
• Удельная теплоемкость (c, Дж/(кг·K)): 460 при 20°C
• Теплопроводность (λ, Вт/(м·K)): 29 при 20°C
• Коэффициент линейного расширения (α, 10⁻⁶/°C): 11.5 (20-100°C)
• Модуль упругости (E, ГПа): 210

Области применения стали 5Х3В3МФС:

Сталь 5Х3В3МФС широко используется для изготовления инструментов, работающих в условиях высоких температур, давлений и циклических нагрузок. Основные области применения:

• Горячее деформирование:
  • Пресс-формы для литья под давлением цветных сплавов (алюминиевых, цинковых, магниевых).
  • Штампы для горячей штамповки (в том числе штампы для производства поковок сложной формы).
  • Инструмент для горячей высадки.
  • Дорны для горячей прошивки труб.
  • Экструзионные матрицы.
• Холодное деформирование:
  • Вырубные и пробивные штампы.
  • Формовочные штампы.
  • Калибры.
  • Ролики для профилирования.
• Другие применения:
  • Ножи для горячей резки металла.
  • Пуансоны.
  • Измерительный инструмент.
  • Детали машин, работающие при высоких температурах и знакопеременных нагрузках.

Виды металлопроката из стали 5Х3В3МФС:

Сталь 5Х3В3МФС поставляется в различных видах металлопроката, в зависимости от требований к конечному изделию:

• Круг: Наиболее распространенный вид проката, используемый для изготовления осей, валов, штампов, пуансонов и других деталей.
• Квадрат: Используется для изготовления штампов, плашек и других инструментов.
• Полоса: Применяется для изготовления ножей, пружин и других плоских деталей.
• Лист: Используется для изготовления крупных штампов и других деталей.
• Поковки: Используются для изготовления деталей сложной формы, требующих высокой прочности и износостойкости.
• Сортовой прокат: Различные профили, используемые для специальных целей.

ГОСТы, регламентирующие сталь 5Х3В3МФС и металлопрокат из неё:

• ГОСТ 5950-2000: Сталь сортовая инструментальная легированная. Общие технические условия. (Определяет химический состав и общие требования к стали 5Х3В3МФС).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Для круглого проката из стали 5Х3В3МФС).
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (Для квадратного проката из стали 5Х3В3МФС).
• ГОСТ 4405-75: Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент. (Для полосового проката из стали 5Х3В3МФС).
• ГОСТ 1133-71: Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент. (Для кованого проката из стали 5Х3В3МФС).
• ГОСТ 7831-78: Заготовки осевые для подвижного состава железных дорог. (Может применяться для изготовления осей из стали 5Х3В3МФС).
• ГОСТ 8479-70: Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Общие технические условия. (Регламентирует требования к поковкам из стали 5Х3В3МФС).

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 5Х3В3МФС:

Сталь 5Х3В3МФС применяется в различных цехах, где требуется изготовление и использование инструмента, работающего в тяжелых условиях.

• Кузнечно-прессовый цех:
  • Горячая штамповка: Изготовление поковок сложной формы на штамповочных прессах с использованием штампов из стали 5Х3В3МФС.
  • Горячая высадка: Изготовление крепежных изделий и других деталей на высадочных автоматах с использованием инструмента из стали 5Х3В3МФС.
  • Свободная ковка: Формирование заготовок под последующую обработку.
• Инструментальный цех:
  • Изготовление штампов: Фрезерование, шлифование, электроэрозионная обработка для придания штампам необходимой формы и размеров.
  • Изготовление пресс-форм: Аналогично изготовлению штампов, но для литья под давлением.
  • Термообработка: Закалка и отпуск для придания инструменту требуемой твердости и износостойкости.
  • Контроль качества: Проверка размеров, твердости и других параметров инструмента.
• Литейный цех:
  • Литье под давлением: Изготовление отливок из цветных сплавов с использованием пресс-форм из стали 5Х3В3МФС.
• Механический цех:
  • Фрезерные работы: Обработка заготовок из стали 5Х3В3МФС для получения деталей сложной формы.
  • Токарные работы: Обработка круглых заготовок из стали 5Х3В3МФС.
  • Шлифовальные работы: Доводка поверхности инструмента и деталей до требуемой шероховатости.
  • Электроэрозионная обработка (ЭЭО): Изготовление сложных профилей и полостей в инструменте.
• Термический цех:
  • Закалка: Нагрев стали до аустенитного состояния и быстрое охлаждение для получения мартенситной структуры, обеспечивающей высокую твердость.
  • Отпуск: Нагрев закаленной стали до определенной температуры для снижения внутренних напряжений и повышения вязкости.
  • Отжиг: Нагрев стали до определенной температуры и медленное охлаждение для снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости.
  • Нормализация: Нагрев стали до определенной температуры и охлаждение на воздухе для улучшения структуры и механических свойств.

Особенности термообработки стали 5Х3В3МФС:

Правильная термообработка является ключевым фактором для достижения оптимальных свойств стали 5Х3В3МФС. Рекомендуемые режимы:

• Предварительный отжиг: Снятие внутренних напряжений после механической обработки.
• Закалка: Нагрев до температуры 1020-1050°C с охлаждением в масле или на воздухе.
• Отпуск: Проводится в два этапа при температурах 550-650°C для достижения оптимального сочетания твердости и вязкости.

Преимущества использования стали 5Х3В3МФС:

• Увеличение срока службы инструмента: Благодаря высокой износостойкости и красностойкости.
• Повышение производительности: За счет возможности работы инструмента при высоких температурах и нагрузках.
• Снижение затрат на обслуживание и ремонт: Благодаря высокой надежности и долговечности инструмента.
• Получение высококачественных изделий: Благодаря стабильности размеров и формы инструмента.
• Улучшение условий труда: За счет снижения уровня шума и вибрации при работе с инструментом.

 

Сталь инструментальная штамповая 5Х3В3МФС – это высококачественный материал, широко используемый в различных отраслях промышленности. Ее уникальные свойства позволяют изготавливать из неё инструмент, работающий в самых тяжелых условиях. Правильный выбор режима термообработки и соблюдение технологических процессов позволяют в полной мере реализовать потенциал этой стали и обеспечить высокую эффективность производства.