Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная валковая 75ХСМФ

Сталь инструментальная валковая марки 75ХСМФ: описание, свойства и применение

Сталь 75ХСМФ – это высококачественная легированная инструментальная сталь, предназначенная для изготовления валков холодной прокатки, используемых в различных отраслях промышленности. Эта сталь обладает уникальным сочетанием высокой прочности, износостойкости, усталостной прочности и хорошей прокаливаемости, что делает ее незаменимым материалом для производства ответственных деталей, работающих в условиях высоких нагрузок и интенсивного износа.

Свойства стали 75ХСМФ:

• Высокая прочность и твердость: Обеспечивается оптимальным сочетанием легирующих элементов и специальной термической обработкой.
• Высокая износостойкость: Карбиды, образующиеся в структуре стали, значительно повышают сопротивление абразивному износу.
• Хорошая прокаливаемость: Позволяет получать равномерную твердость по сечению крупных деталей.
• Высокая усталостная прочность: Гарантирует длительный срок службы валков при циклических нагрузках.
• Стойкость к образованию трещин: Специальный химический состав и технология выплавки снижают риск возникновения трещин в процессе эксплуатации.
• Сопротивление тепловому растрескиванию: Особенно важно для валков, работающих при высоких температурах.
• Стабильность размеров при термической обработке: Минимизирует деформации и обеспечивает высокую точность изготовления деталей.
• Улучшенная обрабатываемость резанием в отожженном состоянии: Облегчает механическую обработку заготовок.

Химический состав стали 75ХСМФ (ГОСТ 4728-78):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0,70 - 0,80
Кремний (Si)	0,90 - 1,20
Марганец (Mn)	0,40 - 0,70
Хром (Cr)	0,40 - 0,70
Никель (Ni)	до 0,30
Медь (Cu)	до 0,30
Вольфрам (W)	0,70 - 1,00
Ванадий (V)	0,10 - 0,20
Сера (S)	до 0,025
Фосфор (P)	до 0,030

Расшифровка обозначения:

• 75 - указывает на среднее содержание углерода в сотых долях процента (0,75%).
• Х - указывает на наличие хрома (Cr).
• С - указывает на наличие кремния (Si).
• М - указывает на наличие молибдена (Mo) - в данном случае, хотя в обозначении и нет буквы "М", сталь часто содержит небольшое количество молибдена, что улучшает ее свойства. В нормативных документах это оговаривается.
• Ф - указывает на наличие ванадия (V).

Цифры после букв указывают на примерное содержание элемента в процентах. Если цифра отсутствует, содержание элемента не превышает 1,5%.

Механические свойства стали 75ХСМФ:

Механические свойства стали 75ХСМФ зависят от режима термической обработки. Приведем примерные значения для различных состояний:

Свойство	Значение (закалка + отпуск)	Значение (отожженное состояние)
Предел прочности (σв), МПа	980 - 1270	740
Предел текучести (σт), МПа	780 - 980	490
Относительное удлинение (δ5), %	8 - 12	18
Относительное сужение (ψ), %	25 - 40	45
Твердость (HRC)	50 - 58	-
Твердость (HB)	-	229 - 269
Ударная вязкость (KCU), Дж/см²	20 - 40	-

• Предел прочности (σ_в) – максимальное напряжение, которое материал может выдержать до разрушения.
• Предел текучести (σ_т) – напряжение, при котором материал начинает деформироваться пластически (безвозвратно).
• Относительное удлинение (δ₅) – процентное увеличение длины образца после разрыва по отношению к его первоначальной длине.
• Относительное сужение (ψ) – процентное уменьшение площади поперечного сечения образца после разрыва по отношению к его первоначальной площади.
• Твердость (HRC, HB) – сопротивление материала проникновению в него другого тела. HRC – твердость по Роквеллу, HB – твердость по Бринеллю.
• Ударная вязкость (KCU) – способность материала сопротивляться разрушению при ударных нагрузках.

Физические свойства стали 75ХСМФ:

Свойство	Значение
Плотность (ρ), кг/м³	7700 - 7800
Модуль упругости (E), ГПа	200 - 210
Коэффициент линейного теплового расширения (α), 1/°C	11,5 - 12,5 (при 20-100°C)
Теплопроводность (λ), Вт/(м·°C)	29 - 33
Удельная теплоемкость (c), Дж/(кг·°C)	460 - 480
Электрическое сопротивление (ρ), мкОм·м	0,20 - 0,25

• Плотность (ρ) – масса вещества в единице объема.
• Модуль упругости (E) – характеристика жесткости материала, его сопротивление упругой деформации.
• Коэффициент линейного теплового расширения (α) – относительное изменение размеров материала при изменении температуры на 1 градус.
• Теплопроводность (λ) – способность материала проводить тепло.
• Удельная теплоемкость (c) – количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг вещества на 1 градус.
• Электрическое сопротивление (ρ) – способность материала оказывать сопротивление электрическому току.

Области применения стали 75ХСМФ:

Сталь 75ХСМФ широко используется в различных отраслях промышленности для изготовления валков холодной прокатки:

• Черная металлургия: Валки для прокатки листов, полос, сортового проката, труб.
• Цветная металлургия: Валки для прокатки цветных металлов и сплавов (алюминия, меди, цинка, титана и др.).
• Машиностроение: Валки для профилирования, калибровки и формовки деталей.
• Производство метизов: Валки для изготовления проволоки, гвоздей, шурупов и других крепежных изделий.
• Производство подшипников: Валки для производства колец подшипников.
• Производство фольги: Валки для прокатки тонкой фольги из алюминия и других материалов.
• Производство бумаги: Валки для производства бумаги и картона.
• Производство резинотехнических изделий: Валки для каландров, используемых в производстве резины.
• Производство пластмасс: Валки для каландров, используемых в производстве пластмасс.

Валки из стали 75ХСМФ используются для обработки различных материалов, включая углеродистые стали, легированные стали, нержавеющие стали, цветные металлы и их сплавы.

Виды металлопроката из стали 75ХСМФ:

Основным видом металлопроката из стали 75ХСМФ являются:

• Поковки: Заготовки валков, полученные методом ковки.
• Круглые прутки: Используются для изготовления небольших валков и других деталей.
• Квадратные прутки: Используются для изготовления инструмента и других деталей.

Поковки и прутки поставляются в отожженном состоянии для облегчения механической обработки. После механической обработки и придания детали требуемой формы, заготовки подвергаются термической обработке для достижения необходимых механических свойств.

ГОСТы, регламентирующие сталь 75ХСМФ и металлопрокат из нее:

• ГОСТ 4728-78: Сталь инструментальная валковая. Марки. (Химический состав)
• ГОСТ 5950-2000: Прутки, полосы, кованые заготовки из инструментальной стали. Общие технические условия. (Хотя прямое упоминание 75ХСМФ может отсутствовать, данный ГОСТ регламентирует общие требования к металлопрокату из инструментальных сталей, которые могут применяться к 75ХСМФ)
• ГОСТ 2590-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Если 75ХСМФ используется для изготовления круглых прутков)
• ГОСТ 2591-2006: Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (Если 75ХСМФ используется для изготовления квадратных прутков)
• ГОСТ 8479-70: Поковки из конструкционной и инструментальной стали. Общие технические условия. (Регламентирует требования к поковкам из стали 75ХСМФ)
• Технические условия (ТУ) разрабатываемые конкретными производителями. В них могут быть указаны более жесткие требования к стали, чем в ГОСТах, а также расширены области применения.

Операции в цехах, использующие материалы из стали 75ХСМФ:

Применение стали 75ХСМФ связано с рядом производственных операций в различных цехах:

• Кузнечный цех: Производство поковок валков методом свободной ковки или штамповки. В этом цехе сталь нагревается до температуры ковки (обычно 1150-1250°C) и затем подвергается деформации под ударами молота или пресса.
• Механический цех: Механическая обработка поковок и прутков для придания им требуемой формы и размеров. Включает в себя токарную обработку, фрезерование, шлифовку, полировку и другие операции. В механическом цехе широко используются станки с ЧПУ для достижения высокой точности и производительности.
• Термический цех: Термическая обработка заготовок валков для достижения необходимых механических свойств. Включает в себя закалку, отпуск и другие виды термической обработки. Закалка обычно проводится при температуре 820-860°C с последующим охлаждением в масле или воде. Отпуск проводится при температуре 150-200°C для снятия внутренних напряжений и повышения вязкости.
• Контрольно-измерительный цех (ОТК): Контроль качества заготовок и готовых валков. Включает в себя измерение размеров, проверку твердости, структуры, химического состава и других параметров. Используются различные методы неразрушающего контроля (УЗК, магнитопорошковый контроль) для выявления внутренних дефектов.
• Инструментальный цех: Изготовление и ремонт инструмента, используемого в других цехах. Сталь 75ХСМФ может использоваться для изготовления некоторых видов инструмента, работающего при высоких нагрузках.
• Ремонтный цех: Ремонт и восстановление валков, вышедших из строя. Включает в себя шлифовку, полировку и другие операции. В некоторых случаях возможно восстановление валков путем наплавки изношенных поверхностей.
• Цех металлоконструкций: Изготовление оснастки и приспособлений для других цехов. Сталь 75ХСМФ может использоваться для изготовления некоторых элементов оснастки, работающих при высоких нагрузках.

Заключение:

Сталь 75ХСМФ – это надежный и проверенный временем материал для производства валков холодной прокатки. Благодаря своим уникальным свойствам, она обеспечивает высокую производительность и долговечность оборудования. Правильный выбор стали 75ХСМФ и соблюдение технологии изготовления и термической обработки являются ключевыми факторами для получения качественных и надежных валков.