Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная легированная 9Г2Ф

Сталь инструментальная легированная 9Г2Ф: описание, свойства, применение

Инструментальная легированная сталь марки 9Г2Ф представляет собой высококачественный материал, широко используемый в различных отраслях промышленности для изготовления инструментов, работающих в условиях повышенного износа и высоких температур. Эта сталь сочетает в себе высокую твердость, износостойкость, теплостойкость и прочность, что делает ее незаменимой для производства режущего, мерительного и штампового инструмента.

Свойства стали 9Г2Ф

Сталь 9Г2Ф обладает уникальным комплексом свойств, обусловленных ее химическим составом и технологией производства. К основным свойствам относятся:

• Высокая твердость и износостойкость: Благодаря легированию хромом, вольфрамом и ванадием, сталь 9Г2Ф обладает высокой твердостью, что позволяет ей длительное время сохранять режущие свойства и сопротивляться износу.
• Теплостойкость: Сталь сохраняет свои свойства при нагреве до высоких температур (до 400-500°C), что делает ее пригодной для изготовления инструментов, работающих с нагревом.
• Высокая прочность и вязкость: Легирование марганцем и кремнием обеспечивает стали 9Г2Ф высокую прочность и вязкость, что предотвращает образование трещин и сколов при эксплуатации.
• Устойчивость к отпуску: Сталь сохраняет свою твердость после отпуска, что позволяет использовать ее для изготовления инструментов, подвергающихся нагреву в процессе работы.
• Хорошая шлифуемость: Сталь хорошо шлифуется, что позволяет изготавливать инструменты с высокой точностью и чистотой поверхности.

Химический состав стали 9Г2Ф (ГОСТ 5950-2000)

Химический состав стали 9Г2Ф строго регламентируется ГОСТ 5950-2000 "Сталь инструментальная легированная и высоколегированная. Марки".

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	0.80 - 0.90
Марганец (Mn)	1.00 - 1.30
Кремний (Si)	0.10 - 0.40
Хром (Cr)	1.20 - 1.60
Вольфрам (W)	1.20 - 1.60
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 марки стали 9Г2Ф:

• 9 - указывает на содержание углерода в сотых долях процента, то есть примерно 0.9% углерода.
• Г2 - указывает на содержание марганца, примерно 2% (фактически от 1.00 до 1.30%).
• Ф - указывает на содержание вольфрама (W).
• Отсутствие цифры после "Ф" - вольфрама менее 1,5%
• Ф - указывает на содержание ванадий (V).
• Отсутствие цифры после "Ф" - ванадия менее 1,5%

Механические свойства стали 9Г2Ф (ориентировочные данные)

Механические свойства стали 9Г2Ф зависят от режима термической обработки. Приведенные ниже значения являются ориентировочными и могут изменяться в зависимости от конкретных условий:

• Твердость после закалки и отпуска: HRC 62-66
• Предел прочности на изгиб: 2000-2500 МПа
• Ударная вязкость: 20-30 Дж/см²

Физические свойства стали 9Г2Ф (ориентировочные данные)

• Плотность: 7850 кг/м³
• Температура ковки: начало 1150°С, конец 850°С.
• Температура критических точек: Ac1 = 735°С, Ac3 = 770°С.
• Коэффициент теплопроводности: (при 20°C) 29 Вт/(м·K)
• Удельная теплоемкость: (при 20°C) 462 Дж/(кг·K)
• Модуль упругости: 210 ГПа

Области применения стали 9Г2Ф

Сталь 9Г2Ф широко используется для изготовления:

• Режущего инструмента:
  • Метчики
  • Плашки
  • Развертки
  • Фрезы
  • Зуборезные инструменты
  • Инструмент для обработки древесины
• Мерительного инструмента:
  • Калибры
  • Шаблоны
  • Инструмент для точных измерений
• Штампового инструмента:
  • Холодновысадочные штампы
  • Чеканочные штампы
  • Вырубные и пробивные штампы (для тонколистовой стали)
• Другие области:
  • Иглы для вязальных машин
  • Ролики подшипников
  • Детали, работающие в условиях повышенного износа и высоких температур

Виды металлопроката из стали 9Г2Ф

Сталь 9Г2Ф поставляется в виде различных видов металлопроката:

• Круг: наиболее распространенный вид проката, используется для изготовления широкого спектра инструментов и деталей.
• Полоса: используется для изготовления плоских штампов, ножей и других плоских деталей.
• Квадрат: используется для изготовления различных инструментов и деталей квадратной формы.
• Лист: используется для изготовления штампов и других плоских деталей большого размера.
• Проволока: используется для изготовления пружин, сверл и других мелких деталей.

ГОСТы, регламентирующие сталь 9Г2Ф и металлопрокат из нее

• ГОСТ 5950-2000 Сталь инструментальная легированная и высоколегированная. Марки. (Определяет химический состав и общие требования к стали 9Г2Ф)
• ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. (Определяет сортамент круглого проката)
• ГОСТ 4405-75 Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент. (Определяет сортамент полосового проката)
• ГОСТ 2591-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. (Определяет сортамент квадратного проката)
• ГОСТ 1435-99 Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной и легированной стали. Общие технические условия.
• ГОСТ 7417-75 Сталь калиброванная круглая. Сортамент.
• ГОСТ 8560-78 Сталь калиброванная шестигранная. Сортамент.
• ГОСТ 1051-73 Сталь калиброванная квадратная. Сортамент.

(Необходимо учитывать, что перечень ГОСТов может меняться и дополняться. Рекомендуется всегда проверять актуальность действующих стандартов.)

Технологические операции в цехах с использованием стали 9Г2Ф

Сталь 9Г2Ф используется в различных цехах для изготовления инструментов и деталей. Основные технологические операции:

• Заготовительный цех:
  • Резка проката на заготовки нужной длины и размера (ленточнопильные станки, дисковые пилы, гильотины).
  • Сортировка и складирование заготовок.
• Механический цех:
  • Токарная обработка: обточка заготовок для придания нужной формы и размеров.
  • Фрезерная обработка: создание сложных профилей, пазов, канавок.
  • Шлифовальная обработка: достижение высокой точности и чистоты поверхности.
  • Сверление: создание отверстий различных диаметров.
  • Резьбонарезание: нарезание внутренней и внешней резьбы (метчики, плашки, резьбонарезные станки).
  • Зубонарезание: изготовление зубчатых колес, шестерен (зуборезные станки).
• Термический цех:
  • Закалка: нагрев стали до высокой температуры (800-850 °C) с последующим быстрым охлаждением в масле или воде для повышения твердости и износостойкости. Важно соблюдать режим нагрева и охлаждения для предотвращения образования трещин.
  • Отпуск: нагрев закаленной стали до относительно невысокой температуры (150-200 °C) для снятия внутренних напряжений и повышения вязкости. Режим отпуска подбирается в зависимости от требуемой твердости и других свойств.
  • Отжиг: для снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости стали (используется реже).
• Инструментальный цех:
  • Заточка режущего инструмента: восстановление режущих свойств инструмента после эксплуатации (заточные станки).
  • Доводка: окончательная обработка инструмента для достижения высокой точности и чистоты поверхности (доводочные станки).
• Штамповочный цех:
  • Изготовление штампов различной сложности (вырубные, гибочные, формовочные штампы).
  • Термическая обработка штампов для придания им необходимой твердости и износостойкости.
• Контроль качества:
  • Контроль размеров и формы изделий.
  • Контроль твердости.
  • Контроль химического состава (входной контроль проката).
  • Металлографический анализ (для контроля структуры стали).

 

Сталь 9Г2Ф является надежным и проверенным материалом для изготовления широкого спектра инструментов и деталей, работающих в сложных условиях. Благодаря своим высоким эксплуатационным характеристикам, она широко используется в различных отраслях промышленности, обеспечивая высокую производительность и долговечность инструментов. При правильном выборе режима термической обработки и соблюдении технологии изготовления инструмента, сталь 9Г2Ф позволяет получить изделия, отвечающие самым высоким требованиям.