Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная легированная 6Х4М2ФС

Сталь инструментальная легированная 6Х4М2ФС: описание, свойства, применение

Сталь 6Х4М2ФС – это высоколегированная инструментальная сталь, обладающая уникальным сочетанием свойств, делающих ее незаменимой в широком спектре применений. Эта сталь характеризуется высокой твердостью, износостойкостью, теплостойкостью и прочностью, что позволяет использовать ее для изготовления инструментов, работающих в условиях повышенных температур и интенсивного износа.

Свойства стали 6Х4М2ФС:

• Высокая твердость: Обеспечивает стали устойчивость к деформации и абразивному износу, что особенно важно для режущих инструментов.
• Износостойкость: Позволяет инструменту сохранять свои режущие свойства в течение длительного времени, даже при обработке твердых материалов.
• Теплостойкость: Сталь сохраняет свои механические свойства при повышенных температурах, что делает ее пригодной для использования в процессах горячей обработки металлов.
• Прочность: Обеспечивает стали способность выдерживать высокие нагрузки и напряжения, возникающие при обработке материалов.
• Прокаливаемость: Сталь хорошо прокаливается на воздухе и в масле, что упрощает процесс термообработки и обеспечивает равномерную твердость по сечению.
• Шлифуемость: Сталь хорошо поддается шлифовке, что позволяет получать инструменты с высокой точностью размеров и чистотой поверхности.
• Умеренная коррозионная стойкость: Присутствие хрома в составе стали повышает ее устойчивость к коррозии в умеренно агрессивных средах.

Химический состав стали 6Х4М2ФС (ГОСТ 5950-2000):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.55 - 0.65
Кремний (Si)	0.10 - 0.40
Марганец (Mn)	0.15 - 0.45
Никель (Ni)	до 0.35
Хром (Cr)	3.80 - 4.30
Молибден (Mo)	1.80 - 2.20
Ванадий (V)	0.90 - 1.20
Сера (S)	до 0.030
Фосфор (P)	до 0.030
Медь (Cu)	до 0.30
Вольфрам (W)	до 0.20

Расшифровка обозначения стали 6Х4М2ФС:

• 6 – указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0,6%).
• Х – указывает на наличие хрома (Cr).
• 4 – указывает на примерное содержание хрома в процентах (4%).
• М – указывает на наличие молибдена (Mo).
• 2 – указывает на примерное содержание молибдена в процентах (2%).
• Ф – указывает на наличие ванадия (V).
• С – указывает на наличие кремния (Si).

Механические свойства стали 6Х4М2ФС (после закалки и отпуска):

Механические свойства стали 6Х4М2ФС сильно зависят от режима термообработки. Приведем примерные значения для распространенных режимов:

• Твердость (HRC): 62-66 (в зависимости от режима закалки и отпуска)
• Предел прочности (временное сопротивление), σ_в, МПа: 1800-2200 (в зависимости от режима термообработки)
• Предел текучести, σ_т, МПа: 1500-1900 (в зависимости от режима термообработки)
• Относительное удлинение при разрыве, δ, %: 4-8 (в зависимости от режима термообработки)
• Относительное сужение, ψ, %: 10-20 (в зависимости от режима термообработки)
• Ударная вязкость, KCU, Дж/см²: 10-30 (в зависимости от режима термообработки)

Физические свойства стали 6Х4М2ФС:

• Плотность, ρ, кг/м³: 7720
• Модуль упругости первого рода, E, ГПа: 210
• Коэффициент линейного термического расширения, α, 10^-6/°C:
  • при 20-100 °C: 11.5
  • при 20-200 °C: 12.0
  • при 20-300 °C: 12.5
  • при 20-400 °C: 13.0
• Теплопроводность, λ, Вт/(м·°C): 29
• Удельная теплоемкость, c, Дж/(кг·°C): 460
• Электрическое сопротивление, R, Ом·мм²/м: 0.24

Сферы применения стали 6Х4М2ФС:

Благодаря своим уникальным свойствам, сталь 6Х4М2ФС находит широкое применение в различных отраслях промышленности:

• Инструментальное производство:
  • Режущий инструмент: Метчики, плашки, сверла, фрезы, развертки, протяжки, зуборезные инструменты, резьбонарезные инструменты, инструмент для обработки древесины.
  • Штамповый инструмент: Пресс-формы для литья под давлением, штампы для горячей деформации (высадка, ковка, штамповка), пуансоны, матрицы.
  • Измерительный инструмент: Калибры, шаблоны, лекала.
• Металлургия: Инструмент для горячей обработки металлов, например, прошивные оправки, волочильные дорны, инструмент для прессования.
• Машиностроение: Детали, работающие в условиях повышенного износа и высоких температур, например, клапаны двигателей внутреннего сгорания, детали насосов.
• Деревообработка: Ножи для деревообрабатывающих станков, пилы.
• Производство пластмасс: Пресс-формы для литья пластмасс под давлением.

Виды металлопроката из стали 6Х4М2ФС:

Сталь 6Х4М2ФС поставляется в различных видах металлопроката:

• Круг: Наиболее распространенный вид проката, используемый для изготовления осевого инструмента (сверла, фрезы, развертки), а также для производства штампов и других деталей.
• Полоса: Используется для изготовления ножей, пластин, а также для производства штампов.
• Квадрат: Используется для изготовления режущего инструмента, штампов, а также для производства различных деталей.
• Лист: Используется для изготовления штампов, матриц, а также для футеровки износостойких элементов оборудования.
• Поковка: Используется для изготовления деталей сложной формы, требующих высокой прочности и износостойкости.

ГОСТы, регламентирующие сталь 6Х4М2ФС и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 5950-2000 "Прутки, полосы, кованые заготовки и кованые изделия из инструментальной легированной стали. Общие технические условия." - Основной ГОСТ, определяющий требования к стали 6Х4М2ФС.
• ГОСТ 2590-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент." - Регламентирует сортамент круглого проката.
• ГОСТ 4405-75 "Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент." - Регламентирует сортамент полосового проката.
• ГОСТ 2591-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент." - Регламентирует сортамент квадратного проката.
• ГОСТ 7417-75 "Сталь калиброванная круглая. Сортамент." - Регламентирует сортамент калиброванного круглого проката.
• ГОСТ 8560-78 "Сталь калиброванная квадратная. Сортамент." - Регламентирует сортамент калиброванного квадратного проката.
• ГОСТ 1133-71 "Сталь кованая круглая и квадратная. Сортамент." - Регламентирует сортамент кованого круглого и квадратного проката.
• ГОСТ 103-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный полосовой. Сортамент." - Регламентирует сортамент полосового проката.

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 6Х4М2ФС:

Сталь 6Х4М2ФС используется в различных цехах металлообрабатывающих предприятий для производства широкого спектра инструментов и деталей. Рассмотрим некоторые примеры:

• Инструментальный цех:
  • Изготовление режущего инструмента: Токарная обработка (для придания формы заготовке), фрезерная обработка (для формирования режущих кромок), шлифовка (для достижения высокой точности и чистоты поверхности), термическая обработка (закалка и отпуск для придания необходимой твердости и износостойкости), заточка (для подготовки инструмента к работе).
  • Изготовление штампового инструмента: Токарная обработка, фрезерная обработка, электроэрозионная обработка (для создания сложных контуров), шлифовка, полировка, термическая обработка, доводка.
  • Изготовление измерительного инструмента: Шлифовка, притирка, полировка, термическая обработка, контроль размеров.
• Термический цех: Закалка (нагрев стали до высокой температуры с последующим быстрым охлаждением в масле или на воздухе для получения максимальной твердости), отпуск (нагрев закаленной стали до более низкой температуры для снятия внутренних напряжений и повышения ударной вязкости).
• Механический цех: Используются заготовки из стали 6Х4М2ФС для производства различных деталей, работающих в условиях повышенного износа и высоких температур. Операции включают токарную обработку, фрезерную обработку, сверление, шлифовку, полировку.
• Кузнечный цех: Использование стали 6Х4М2ФС для изготовления поковок, которые затем подвергаются механической обработке для получения готовых деталей.
• Литейный цех: Использование стали 6Х4М2ФС для изготовления пресс-форм для литья под давлением.
• Цех металлоконструкций: В редких случаях, сталь 6Х4М2ФС может быть использована для изготовления износостойких элементов металлоконструкций, подвергающихся интенсивному абразивному воздействию.

Термическая обработка стали 6Х4М2ФС:

Термическая обработка играет ключевую роль в формировании свойств стали 6Х4М2ФС. Основные этапы:

• Отжиг: Снимает внутренние напряжения, улучшает обрабатываемость резанием.
• Закалка: Обеспечивает высокую твердость и износостойкость. Температура закалки обычно составляет 1050-1080 °C. Охлаждение производится в масле или на воздухе.
• Отпуск: Повышает ударную вязкость и снижает хрупкость. Температура отпуска подбирается в зависимости от требуемых свойств и обычно составляет 180-200 °C для получения высокой твердости и 500-550 °C для повышения ударной вязкости.

Свариваемость:

Сталь 6Х4М2ФС относится к трудносвариваемым сталям. Сварка требует предварительного подогрева, использования специальных электродов и последующей термической обработки для снятия напряжений.

 

Сталь 6Х4М2ФС – это высококачественная инструментальная легированная сталь, обладающая уникальным комплексом свойств, позволяющих ей эффективно работать в самых сложных условиях. Ее широкое применение в различных отраслях промышленности подтверждает ее высокую надежность и долговечность. Правильный выбор режима термообработки и технологии обработки позволяет максимально реализовать потенциал этой стали и получить инструмент или деталь с оптимальными характеристиками.