Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная штамповая 8Х4В3М3Ф2

Сталь инструментальная штамповая марки 8Х4В3М3Ф2: описание, свойства и применение

Сталь 8Х4В3М3Ф2 относится к классу инструментальных штамповых сталей, предназначенных для горячей деформации. Она обладает уникальным сочетанием свойств, обеспечивающих высокую износостойкость, прочность при высоких температурах, сопротивление термической усталости и хорошую прокаливаемость. Эти характеристики делают ее незаменимой в производстве инструментов, используемых в самых тяжелых условиях горячего деформирования.

Основные свойства стали 8Х4В3М3Ф2:

• Высокая износостойкость: Благодаря высокому содержанию карбидообразующих элементов (хром, вольфрам, молибден, ванадий) сталь обладает высокой стойкостью к абразивному износу, что критически важно для инструментов, работающих с горячими заготовками.
• Прочность при высоких температурах (красностойкость): Сохраняет свои механические свойства и твердость при нагреве до высоких температур (до 600-650 °C), что позволяет использовать инструменты из этой стали для горячей деформации металлов.
• Сопротивление термической усталости: Способна выдерживать многократные циклы нагрева и охлаждения без образования трещин и снижения прочности, что обеспечивает длительный срок службы инструмента.
• Хорошая прокаливаемость: Обеспечивает получение высокой твердости в глубоких слоях инструмента после закалки.
• Умеренная деформационная стойкость: Сопротивление пластической деформации при высоких температурах.
• Относительно невысокая ударная вязкость: Требует осторожности при эксплуатации в условиях ударных нагрузок.
• Сложность обработки резанием: Из-за высокой твердости и износостойкости обработка резанием затруднена и требует использования твердосплавного инструмента.
• Склонность к обезуглероживанию: При нагреве без защиты может происходить потеря углерода с поверхности, что снижает твердость и износостойкость.

Химический состав стали 8Х4В3М3Ф2 (ГОСТ 5950-2000):

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.75 - 0.85
Хром (Cr)	3.8 - 4.3
Вольфрам (W)	2.8 - 3.5
Молибден (Mo)	2.8 - 3.3
Ванадий (V)	1.8 - 2.3
Кремний (Si)	≤ 0.50
Марганец (Mn)	≤ 0.40
Никель (Ni)	≤ 0.60
Медь (Cu)	≤ 0.30
Фосфор (P)	≤ 0.030
Сера (S)	≤ 0.030

Расшифровка обозначения стали 8Х4В3М3Ф2:

• 8 - Среднее содержание углерода в сотых долях процента (0.8%).
• Х - Хром (Cr), содержание около 4%.
• В - Вольфрам (W), содержание около 3%.
• М - Молибден (Mo), содержание около 3%.
• Ф - Ванадий (V), содержание около 2%.

Механические свойства стали 8Х4В3М3Ф2 (после термической обработки):

Механические свойства стали 8Х4В3М3Ф2 сильно зависят от режима термической обработки. Примерные значения после закалки и отпуска:

• Твердость: 54-58 HRC (по Роквеллу).
• Предел прочности (временное сопротивление): 1800-2200 МПа.
• Предел текучести: 1500-1800 МПа.
• Относительное удлинение: 5-10%.
• Относительное сужение: 15-25%.
• Ударная вязкость: 15-30 Дж/см².

Физические свойства стали 8Х4В3М3Ф2 (ориентировочные значения):

• Плотность: 8000 кг/м³.
• Модуль упругости: 210 ГПа.
• Коэффициент линейного термического расширения: 11.5 * 10⁻⁶ / °C (в диапазоне 20-100°C).
• Теплопроводность: 25 Вт/(м*К).
• Удельная теплоемкость: 460 Дж/(кг*К).
• Электрическое сопротивление: 0.25 Ом*мм²/м.

Сферы применения стали 8Х4В3М3Ф2:

Сталь 8Х4В3М3Ф2 широко используется для изготовления инструментов, предназначенных для горячего деформирования различных металлов и сплавов:

• Пресс-формы для литья под давлением: Для литья алюминиевых, цинковых и магниевых сплавов. Благодаря высокой износостойкости и сопротивлению термической усталости, пресс-формы из этой стали обеспечивают длительный срок службы и высокую точность отливок.
• Инструмент для горячей штамповки:
  • Штампы для горячей штамповки поковок: Используются для производства деталей сложной формы из сталей, цветных сплавов и других материалов. Высокая прочность и износостойкость позволяют штампам выдерживать большие нагрузки и обеспечивать высокую производительность.
  • Высадочные пуансоны и матрицы: Применяются для производства крепежных изделий (болтов, гаек, винтов) методом горячей высадки.
  • Инструмент для горизонтально-ковочных машин: Для изготовления длинномерных деталей методом горячей ковки.
• Инструмент для выдавливания: Матрицы и пуансоны для горячего выдавливания труб, прутков и профилей из цветных металлов и сплавов.
• Инструмент для прошивки: Прошивные дорны и матрицы для изготовления труб и других полых изделий.
• Ножи для горячей резки металла: Для резки сортового проката, труб и других заготовок.
• Инструмент для горячей обрезки: Обрезные штампы для удаления излишков металла после штамповки.
• Другой специальный инструмент: Используемый в различных процессах горячей обработки металлов.

Виды металлопроката из стали 8Х4В3М3Ф2:

Сталь 8Х4В3М3Ф2 поставляется в различных видах металлопроката:

• Круг: Наиболее распространенный вид проката, используется для изготовления различных инструментов и деталей.
• Квадрат: Применяется для изготовления штампов и других инструментов, требующих высокой прочности.
• Полоса: Используется для изготовления ножей, штампов и других плоских деталей.
• Поковки: Заготовки, полученные методом ковки, используются для изготовления крупных и сложных инструментов.
• Слитки: Для дальнейшей переработки в другие виды проката.

ГОСТы, ссылающиеся на сталь 8Х4В3М3Ф2 или металлопрокат из этой стали:

• ГОСТ 5950-2000 "Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали. Общие технические условия." - Определяет общие технические условия на прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали, включая сталь 8Х4В3М3Ф2. Указывает требования к химическому составу, механическим свойствам, качеству поверхности и другим параметрам.
• ГОСТ 2590-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент." - Определяет сортамент круглого проката. (Хотя прямого упоминания 8Х4В3М3Ф2 нет, данный ГОСТ регламентирует размеры и допуски на круглый прокат, который может быть изготовлен из этой стали).
• ГОСТ 2591-2006 "Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент." - Определяет сортамент квадратного проката. (Аналогично ГОСТ 2590, регламентирует размеры квадратного проката).
• ГОСТ 4405-75 "Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент." - Определяет сортамент полос из инструментальной стали. (Аналогично, регламентирует размеры полос, которые могут быть изготовлены из стали 8Х4В3М3Ф2).
• ГОСТ 7417-75 "Сталь калиброванная круглая. Сортамент." - Определяет сортамент калиброванного круглого проката. (Может использоваться для изготовления прецизионных инструментов).
• ГОСТ 801-78 "Сталь подшипниковая. Технические условия." - (Косвенно связан, так как устанавливает общие требования к качеству стали, хотя и для подшипниковой стали).
• Различные отраслевые стандарты (ОСТ) и технические условия (ТУ) - Могут содержать требования к конкретным видам инструментов, изготовленных из стали 8Х4В3М3Ф2. Для точного определения необходимо знать конкретное назначение инструмента.

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали 8Х4В3М3Ф2:

Сталь 8Х4В3М3Ф2 широко используется в различных цехах, где производится обработка металлов давлением:

• Кузнечный цех:
  • Горячая штамповка: Изготовление поковок различной формы на молотах и прессах. Штампы из стали 8Х4В3М3Ф2 обеспечивают высокую точность и производительность процесса.
  • Ковка: Формирование заготовок путем последовательного деформирования под ударами или давлением. Инструмент (бойки, оправки, подкладные штампы) из этой стали выдерживает высокие температуры и нагрузки.
  • Высадка: Формирование головок болтов, винтов и других крепежных изделий.
• Прессовый цех:
  • Литье под давлением: Изготовление отливок из цветных сплавов в пресс-формах из стали 8Х4В3М3Ф2.
  • Горячее выдавливание: Производство труб, прутков и профилей из цветных металлов.
  • Прошивка: Изготовление полых изделий методом прошивки заготовок.
• Инструментальный цех:
  • Изготовление штампов и пресс-форм: Включает в себя различные операции:
    • Механическая обработка: Резка, токарная обработка, фрезерование, шлифование для придания заготовке требуемой формы и размеров. Из-за высокой твердости стали 8Х4В3М3Ф2 используются твердосплавные инструменты и специальные режимы резания.
    • Термическая обработка: Закалка и отпуск для достижения требуемой твердости и прочности. Важно строго соблюдать режимы термической обработки, чтобы обеспечить оптимальные свойства инструмента.
    • Шлифование и полирование: Для достижения высокой точности и гладкости рабочих поверхностей инструмента.
    • Контроль качества: Измерение размеров, твердости и других параметров инструмента.
• Термический цех:
  • Термическая обработка инструмента: Закалка, отпуск, отжиг для достижения требуемых свойств стали. Важно строго соблюдать режимы нагрева, выдержки и охлаждения, чтобы избежать деформаций и трещин.

 

Сталь 8Х4В3М3Ф2 – это высококачественная инструментальная сталь, обладающая уникальным комплексом свойств, позволяющих использовать ее для изготовления ответственных инструментов, работающих в условиях высоких температур и нагрузок. Правильный выбор режимов термической обработки и эксплуатации обеспечивает длительный срок службы инструмента и высокую эффективность производства. Важно учитывать особенности обработки и эксплуатации этой стали, чтобы в полной мере реализовать ее потенциал.