Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная легированная 6Х3МФС

Сталь инструментальная легированная 6Х3МФС: описание, свойства, применение

Сталь 6Х3МФС – это высококачественная инструментальная легированная сталь, обладающая уникальным сочетанием высокой прочности, износостойкости, теплостойкости и вязкости. Эти свойства позволяют использовать ее для изготовления инструментов, работающих в условиях высоких температур, давлений и интенсивного износа.

Расшифровка обозначения стали 6Х3МФС:

• 6 – указывает на содержание углерода в сотых долях процента, то есть примерно 0,6% углерода.
• Х – обозначает наличие хрома (Cr) в составе стали. Цифра после буквы указывает на приблизительное процентное содержание элемента. В данном случае, около 3% хрома.
• М – обозначает наличие молибдена (Mo) в составе стали. Отсутствие цифры после буквы указывает на содержание элемента менее 1,5%.
• Ф – обозначает наличие ванадия (V) в составе стали. Отсутствие цифры после буквы указывает на содержание элемента менее 1,5%.
• С – обозначает наличие кремния (Si) в составе стали. Отсутствие цифры после буквы указывает на содержание элемента менее 1,5%.

Химический состав стали 6Х3МФС (ГОСТ 5950-2000):

Элемент	Содержание (%)
Углерод (C)	0.55 - 0.65
Кремний (Si)	0.50 - 0.80
Марганец (Mn)	0.20 - 0.50
Хром (Cr)	2.80 - 3.30
Никель (Ni)	до 0.35
Молибден (Mo)	0.50 - 0.80
Ванадий (V)	0.20 - 0.50
Медь (Cu)	до 0.30
Вольфрам (W)	до 0.30
Фосфор (P)	до 0.030
Сера (S)	до 0.030

Свойства стали 6Х3МФС:

• Высокая прочность: Обеспечивает устойчивость к деформации и разрушению под воздействием значительных нагрузок.
• Высокая износостойкость: Позволяет инструменту сохранять режущие свойства в течение длительного времени, даже при интенсивной эксплуатации.
• Теплостойкость: Сохраняет твердость и прочность при повышенных температурах, что важно для инструментов, работающих с горячими материалами.
• Вязкость: Предотвращает хрупкое разрушение инструмента при ударных нагрузках.
• Прокаливаемость: Хорошо прокаливается в масле, что позволяет получать равномерную твердость по всему сечению инструмента.
• Умеренная обрабатываемость: Обработка резанием требует использования твердосплавного инструмента.
• Низкая склонность к обезуглероживанию: Позволяет упростить процесс термообработки.

Механические свойства стали 6Х3МФС (ГОСТ 5950-2000):

Механические свойства стали зависят от режима термообработки (закалка и отпуск). Приведенные ниже значения являются ориентировочными и могут варьироваться в зависимости от конкретных условий:

Характеристика	Значение
Твердость после закалки и отпуска, HRC	56-60
Предел прочности при растяжении, σв, МПа	1700-2000
Предел текучести, σт, МПа	1400-1700
Относительное удлинение, δ, %	5-10
Относительное сужение, ψ, %	20-30
Ударная вязкость, KCU, Дж/см2	20-40

Физические свойства стали 6Х3МФС:

Характеристика	Значение
Плотность, ρ, кг/м3	7700-7800
Модуль упругости, E, ГПа	200-210
Коэффициент линейного расширения, α, 1/°C	11.5-12.5 x 10-6 (20-100°C)
Теплопроводность, λ, Вт/(м·°C)	25-30 (при 20°C)
Удельная теплоемкость, С, Дж/(кг·°C)	460-480 (при 20°C)
Температура ковки, °C	1100-850
Температура критических точек, °C	Ac1: 760, Ac3: 820, Ms: 250

Термическая обработка стали 6Х3МФС:

• Отжиг: Для снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости стали. Режим отжига: нагрев до 850-880°C, выдержка и медленное охлаждение с печью.
• Закалка: Для получения высокой твердости и износостойкости. Режим закалки: нагрев до 1050-1080°C, охлаждение в масле.
• Отпуск: Для снятия остаточных напряжений после закалки и получения оптимального сочетания твердости и вязкости. Температура отпуска подбирается в зависимости от требуемых свойств инструмента, обычно в диапазоне 150-300°C.

Области применения стали 6Х3МФС:

Благодаря своим уникальным свойствам, сталь 6Х3МФС нашла широкое применение в различных отраслях промышленности:

• Инструментальное производство:
  • Пресс-формы для литья под давлением: Изготовление пресс-форм для литья алюминиевых и цинковых сплавов, работающих в условиях высоких температур и давлений.
  • Штампы горячего деформирования: Производство штампов для горячей штамповки поковок из стали и цветных сплавов.
  • Инструмент для обработки металлов давлением: Изготовление волок, дорнов, пуансонов и других инструментов, используемых в процессах обработки металлов давлением.
  • Режущий инструмент: Производство ножей для гильотин, дисковых пил по металлу, резьбонарезного инструмента.
  • Инструмент для деревообработки: Изготовление ножей для фрез, пил и другого инструмента для обработки древесины.
• Машиностроение:
  • Детали, работающие при высоких температурах: Изготовление деталей двигателей внутреннего сгорания, турбин, насосов и других агрегатов, работающих в условиях повышенных температур.
  • Износостойкие детали: Производство шестерен, валов, подшипников и других деталей, подверженных интенсивному износу.
• Нефтегазовая промышленность:
  • Инструмент для бурения: Изготовление буровых долот, расширителей и другого инструмента для бурения скважин.
  • Детали насосно-компрессорного оборудования: Производство клапанов, плунжеров, цилиндров и других деталей, работающих в условиях высоких давлений и агрессивных сред.
• Авиационная промышленность:
  • Детали, работающие при высоких температурах: Изготовление деталей газотурбинных двигателей, компрессоров и других агрегатов, работающих в условиях повышенных температур и нагрузок.

Виды металлопроката из стали 6Х3МФС:

Сталь 6Х3МФС поставляется в различных видах металлопроката, в зависимости от требований заказчика:

• Круг: Используется для изготовления валов, осей, пуансонов, дорнов и других деталей круглого сечения.
• Квадрат: Используется для изготовления штампов, плашек, направляющих и других деталей квадратного сечения.
• Полоса: Используется для изготовления ножей, резцов, пружин и других плоских деталей.
• Плита: Используется для изготовления крупных штампов, пресс-форм и других массивных деталей.
• Поковки: Используются для изготовления деталей сложной формы, требующих высокой прочности и износостойкости.

ГОСТы, регламентирующие сталь 6Х3МФС и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 5950-2000: Сталь сортовая и калиброванная инструментальная легированная. Общие технические условия. (Определяет химический состав, механические свойства и другие требования к стали 6Х3МФС).
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Регламентирует размеры и предельные отклонения круглого проката).
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (Регламентирует размеры и предельные отклонения квадратного проката).
• ГОСТ 4405-75: Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент. (Регламентирует размеры и предельные отклонения полосового проката).
• ГОСТ 7417-75: Сталь калиброванная круглая. Сортамент. (Регламентирует размеры и предельные отклонения калиброванного круглого проката).
• ГОСТ 8559-75: Сталь калиброванная квадратная. Сортамент. (Регламентирует размеры и предельные отклонения калиброванного квадратного проката).
• ГОСТ 1133-71: Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент. (Регламентирует размеры и предельные отклонения кованого круглого и квадратного проката).
• ГОСТ 103-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент. (Регламентирует размеры и предельные отклонения полосового проката).

Операции в цехах с использованием стали 6Х3МФС:

Сталь 6Х3МФС применяется на различных этапах производства в цехах машиностроительных и металлургических предприятий:

• Инструментальный цех:
  • Изготовление пресс-форм: Фрезерование, шлифование, электроэрозионная обработка (EDM) для создания полостей и контуров пресс-форм.
  • Изготовление штампов: Токарная обработка, фрезерование, шлифование, гравировка для придания штампам необходимой формы и размеров.
  • Термическая обработка: Закалка и отпуск для придания инструменту необходимой твердости и износостойкости.
• Механический цех:
  • Токарная обработка: Изготовление валов, осей, втулок и других деталей вращения.
  • Фрезерная обработка: Создание сложных поверхностей, пазов, канавок и других элементов деталей.
  • Шлифовальная обработка: Достижение высокой точности размеров и шероховатости поверхности деталей.
  • Сверление и растачивание: Создание отверстий различных диаметров и точности.
• Кузнечный цех:
  • Горячая штамповка: Изготовление поковок сложной формы из нагретой заготовки.
  • Ковка: Формирование деталей путем пластической деформации металла под ударами молота.
• Термический цех:
  • Отжиг: Снятие внутренних напряжений и улучшение обрабатываемости заготовок.
  • Закалка: Увеличение твердости и износостойкости деталей.
  • Отпуск: Снятие остаточных напряжений после закалки и придание деталям оптимального сочетания твердости и вязкости.
• Ремонтный цех:
  • Восстановление изношенного инструмента: Шлифовка, заточка, наплавка для восстановления режущих свойств и геометрии инструмента.
  • Изготовление запасных частей: Производство деталей для ремонта оборудования и механизмов.

В заключение, сталь 6Х3МФС – это универсальный и надежный материал, обладающий широким спектром применения в различных отраслях промышленности. Ее уникальное сочетание свойств позволяет создавать инструменты и детали, способные выдерживать высокие нагрузки, температуры и интенсивный износ, обеспечивая тем самым высокую производительность и долговечность оборудования. Правильный выбор режима термической обработки и соблюдение технологических процессов обработки позволяет в полной мере реализовать потенциал этой стали.