Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная валковая 60ХСМФ

Сталь инструментальная валковая марки 60ХСМФ: описание, свойства и применение

Сталь 60ХСМФ – это высококачественная инструментальная валковая сталь, предназначенная для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях высоких нагрузок, износа и термических воздействий. Благодаря своему легированному составу, она обладает превосходными прочностными характеристиками, высокой износостойкостью, хорошей прокаливаемостью и устойчивостью к отпускной хрупкости. Эта сталь широко используется в различных отраслях промышленности для производства валков, штампов и других инструментов, требующих высокой надежности и долговечности.

Основные свойства стали 60ХСМФ:

• Высокая прочность и твердость: Обеспечивается оптимальным сочетанием углерода и легирующих элементов.
• Высокая износостойкость: Карбиды хрома и молибдена в структуре стали обеспечивают сопротивление абразивному износу.
• Хорошая прокаливаемость: Позволяет получать высокую твердость в толстых сечениях.
• Устойчивость к отпускной хрупкости: Предотвращает снижение ударной вязкости после отпуска.
• Хорошая обрабатываемость: Легко поддается механической обработке в отожженном состоянии.
• Хорошая коррозионная стойкость: Хром в составе стали повышает её устойчивость к коррозии в различных средах.
• Высокая теплостойкость: Сохраняет свои свойства при повышенных температурах.
• Малая склонность к обезуглероживанию при нагреве: Облегчает процесс термической обработки.

Химический состав стали 60ХСМФ (ГОСТ 4728-2010):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.55 - 0.65
Кремний (Si)	0.90 - 1.20
Марганец (Mn)	0.40 - 0.70
Хром (Cr)	0.90 - 1.20
Молибден (Mo)	0.15 - 0.25
Ванадий (V)	0.15 - 0.30
Никель (Ni)	до 0.40
Медь (Cu)	до 0.30
Сера (S)	до 0.030
Фосфор (P)	до 0.030

Расшифровка обозначения стали 60ХСМФ:

• 60 – указывает на содержание углерода в сотых долях процента (0,60%).
• Х – указывает на наличие хрома (Cr).
• С – указывает на наличие кремния (Si).
• М – указывает на наличие молибдена (Mo).
• Ф – указывает на наличие ванадия (V).

Цифры после букв указывают на примерное содержание легирующего элемента в процентах. Если цифра отсутствует, содержание элемента составляет около 1%.

Механические свойства стали 60ХСМФ (зависят от режима термообработки):

Свойство	Значение
Предел прочности (временное сопротивление), σв, МПа	880 - 1270 (в зависимости от режима термообработки)
Предел текучести, σт, МПа	680 - 1080 (в зависимости от режима термообработки)
Относительное удлинение при разрыве, δ, %	8 - 14 (в зависимости от режима термообработки)
Относительное сужение, ψ, %	30 - 50 (в зависимости от режима термообработки)
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2	20 - 50 (в зависимости от режима термообработки)
Твердость по Бринеллю, HB	241 - 415 (в зависимости от режима термообработки, после отжига HB 241)
Твердость по Роквеллу, HRC	50 - 62 (после закалки и отпуска)

Физические свойства стали 60ХСМФ:

Свойство	Значение
Плотность, ρ, кг/м3	7850
Модуль упругости, E, ГПа	210
Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/(м·K)	29 - 33 (в зависимости от температуры)
Удельная теплоемкость, c, Дж/(кг·K)	460 - 480 (в зависимости от температуры)
Коэффициент линейного расширения, α, 1/°C	11 - 13 x 10-6 (в диапазоне температур 20 - 100 °C)
Температура ковки, °C	Начало 1150, конец 850
Критическая точка Ac1, °C	727
Критическая точка Ac3, °C	770
Критическая точка Ar1, °C	695
Критическая точка Ar3, °C	730

Термическая обработка стали 60ХСМФ:

Сталь 60ХСМФ подвергается различным видам термической обработки для достижения требуемых свойств:

• Отжиг: Снимает внутренние напряжения, улучшает обрабатываемость.
• Нормализация: Улучшает структуру стали, повышает прочность и твердость.
• Закалка: Нагрев до температуры 830-860°C, охлаждение в масле или воде. Обеспечивает максимальную твердость и износостойкость.
• Отпуск: Нагрев до температуры 200-600°C после закалки. Снимает внутренние напряжения, повышает ударную вязкость и снижает твердость до требуемого уровня. Выбор температуры отпуска зависит от требуемых механических свойств.

Сферы применения стали 60ХСМФ:

Сталь 60ХСМФ широко применяется в различных отраслях промышленности благодаря своим высоким эксплуатационным характеристикам. Основные области применения:

• Металлургия:
  • Изготовление прокатных валков для горячей и холодной прокатки. (черновые и чистовые валки)
  • Опорные валки.
  • Правильные валки.
  • Ролики правильных машин.
• Машиностроение:
  • Изготовление штампов для холодной и горячей штамповки.
  • Пуансоны и матрицы для прессов.
  • Оправки.
  • Инструмент для обработки металлов давлением.
• Инструментальное производство:
  • Изготовление резьбонакатных роликов.
  • Инструмент для калибровки.
  • Различный измерительный инструмент.
• Другие отрасли:
  • Детали, работающие в условиях повышенного износа и термических нагрузок.
  • Кулачки.
  • Шестерни.
  • Валы.
  • Оси.
  • Плунжеры.

Виды металлопроката из стали 60ХСМФ:

Сталь 60ХСМФ поставляется в различных видах металлопроката:

• Круг: Наиболее распространенный вид проката, используемый для изготовления валков, осей, валов и других деталей.
• Поковка: Используется для изготовления заготовок сложных форм, требующих высокой прочности.
• Плита: Используется для изготовления штампов, пуансонов и других крупногабаритных деталей.
• Полоса: Используется для изготовления различных инструментов и деталей.

ГОСТы, регламентирующие сталь 60ХСМФ и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 4728-2010. Прутки кованые и вальцованные из инструментальной стали. Общие технические условия. Данный ГОСТ определяет общие технические условия для кованых и вальцованных прутков из инструментальной стали, включая сталь 60ХСМФ. Он устанавливает требования к химическому составу, механическим свойствам, качеству поверхности, допускам и другим параметрам.
• ГОСТ 2590-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. Определяет сортамент горячекатаного круглого проката, который может быть изготовлен из стали 60ХСМФ.
• ГОСТ 103-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент. Определяет сортамент горячекатаного полосового проката, который может быть изготовлен из стали 60ХСМФ.
• ГОСТ 7417-75. Сталь калиброванная круглая. Сортамент. Определяет сортамент калиброванного круглого проката, который может быть изготовлен из стали 60ХСМФ.
• ГОСТ 8479-70. Поковки из конструкционной и инструментальной стали. Общие технические условия. Данный ГОСТ устанавливает общие технические условия для поковок из конструкционной и инструментальной стали, включая сталь 60ХСМФ. Он определяет требования к качеству поковок, механическим свойствам, допускам и другим параметрам.
• ГОСТ 5950-2000. Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали. Распространяется на горячекатаные, кованые, калиброванные, шлифованные прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали.
• Технические условия (ТУ): Заводы-изготовители могут разрабатывать собственные ТУ, которые конкретизируют требования к стали 60ХСМФ и металлопрокату из нее, в зависимости от конкретного применения и требований заказчика.

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 60ХСМФ:

В различных цехах металлургических и машиностроительных предприятий сталь 60ХСМФ используется на следующих этапах производства:

• Заготовительный цех:
  • Резка металла (ленточнопильная, газовая, плазменная) для получения заготовок требуемых размеров.
  • Рубка металла на гильотинах.
• Кузнечный цех:
  • Ковка заготовок сложной формы на молотах и прессах.
  • Штамповка заготовок в штампах.
• Термический цех:
  • Отжиг заготовок для снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости.
  • Закалка для повышения твердости и износостойкости.
  • Отпуск для достижения требуемого уровня твердости и ударной вязкости.
  • Нормализация для улучшения структуры стали.
• Механический цех:
  • Токарная обработка для придания детали требуемой формы и размеров.
  • Фрезерная обработка для изготовления плоскостей, пазов и других сложных элементов.
  • Шлифовальная обработка для получения высокой точности и чистоты поверхности.
  • Сверление отверстий.
  • Нарезание резьбы.
  • Расточка отверстий.
  • Зубонарезные работы (изготовление шестерен).
• Инструментальный цех:
  • Изготовление штампов, пуансонов, матриц и другого инструмента.
  • Заточка режущего инструмента.
• Прокатный цех:
  • Использование валков из стали 60ХСМФ для горячей и холодной прокатки металла.
• Ремонтный цех:
  • Восстановление изношенных деталей машин и оборудования, в том числе с использованием стали 60ХСМФ.

Преимущества использования стали 60ХСМФ:

• Высокая надежность и долговечность: Обеспечивает длительный срок службы инструментов и деталей.
• Снижение затрат на ремонт и обслуживание: Благодаря высокой износостойкости и прочности.
• Повышение производительности: За счет использования надежного и эффективного инструмента.
• Возможность работы в тяжелых условиях эксплуатации: Под высокими нагрузками и при повышенных температурах.

Заключение:

Сталь 60ХСМФ является незаменимым материалом для изготовления широкого спектра инструментов и деталей, работающих в условиях повышенных нагрузок и износа. Ее уникальные свойства позволяют обеспечивать высокую надежность и долговечность оборудования, что способствует повышению эффективности производства и снижению затрат. Правильный выбор режима термической обработки позволяет оптимизировать свойства стали 60ХСМФ для конкретных условий эксплуатации.