Главная  >  Справочник  >  Сталь инструментальная легированная ХВ4

Сталь инструментальная легированная ХВ4: описание, свойства, применение

Сталь ХВ4 относится к классу инструментальных легированных сталей, предназначенных для изготовления инструментов, работающих в условиях повышенного износа и требующих высокой твердости, износостойкости и прочности. Эта сталь обладает уникальным сочетанием свойств, обусловленным ее химическим составом и специальной термической обработкой.

Химический состав стали ХВ4

Химический состав стали ХВ4 строго регламентируется и определяет ее основные свойства. Присутствие легирующих элементов обеспечивает необходимую структуру и характеристики материала.

Элемент	Содержание, %
Углерод (C)	1.25 - 1.40
Хром (Cr)	0.40 - 0.70
Вольфрам (W)	3.80 - 4.50
Марганец (Mn)	0.15 - 0.40
Кремний (Si)	0.10 - 0.40
Никель (Ni)	до 0.30
Медь (Cu)	до 0.30
Сера (S)	до 0.030
Фосфор (P)	до 0.030

Расшифровка обозначения:

• Х – указывает на содержание хрома (Cr).
• В – указывает на содержание вольфрама (W).
• 4 – приблизительное содержание вольфрама в процентах.

Свойства стали ХВ4

Сталь ХВ4 обладает следующими ключевыми свойствами:

• Высокая твердость и износостойкость: Благодаря высокому содержанию углерода и легирующих элементов, сталь ХВ4 приобретает высокую твердость после закалки и отпуска, что обеспечивает отличную износостойкость при работе в условиях абразивного износа.
• Прочность: Легирующие элементы, такие как вольфрам, повышают прочность стали, позволяя ей выдерживать значительные нагрузки.
• Теплостойкость: Сталь ХВ4 сохраняет свои свойства при повышенных температурах, что важно для инструментов, работающих с нагревом.
• Невысокая прокаливаемость: Прокаливаемость стали ХВ4 ограничена, что следует учитывать при выборе режимов термической обработки для достижения оптимальных свойств в различных сечениях.
• Низкая деформационная стойкость: Сталь ХВ4 обладает невысокой деформационной стойкостью, что может приводить к деформациям при высоких температурах.

Механические свойства стали ХВ4

Механические свойства стали ХВ4 зависят от режима термической обработки и определяют ее способность сопротивляться различным видам нагрузок.

Свойство	Значение	Единица измерения
Твердость после закалки и отпуска	62-66	HRC (Роквелл, шкала C)
Предел прочности при изгибе	2200-2600	МПа
Ударная вязкость	15-25	Дж/см2

Расшифровка обозначений:

• HRC (Hardness Rockwell C) – твердость по Роквеллу, шкала C, характеризует сопротивление материала вдавливанию алмазного конуса под определенной нагрузкой.
• МПа (мегапаскаль) – единица измерения давления и механических напряжений.
• Дж/см2 (джоуль на квадратный сантиметр) – единица измерения ударной вязкости, характеризует способность материала поглощать энергию удара до разрушения.

Физические свойства стали ХВ4

Физические свойства стали ХВ4 также важны для ее применения и определяют ее поведение при различных условиях эксплуатации.

Свойство	Значение	Единица измерения
Плотность	8.2	г/см3
Температура ковки	1100-850	°C
Температура закалки	850-870	°C
Температура отпуска	150-200	°C
Коэффициент теплопроводности	20-25	Вт/(м*К)
Коэффициент линейного расширения	11-12	10^-6/°C

Расшифровка обозначений:

• г/см3 (грамм на кубический сантиметр) – единица измерения плотности.
• °C (градус Цельсия) – единица измерения температуры.
• Вт/(м*К) (ватт на метр-кельвин) – единица измерения теплопроводности.
• 10^-6/°C – коэффициент линейного расширения, показывающий изменение размера материала при изменении температуры на 1 градус Цельсия.

Области применения стали ХВ4

Благодаря своим высоким эксплуатационным характеристикам, сталь ХВ4 широко применяется для изготовления:

• Волочильные доски и волоки: Для производства проволоки и прутков из различных материалов.
• Профилирующие ролики: Для холодной прокатки металла.
• Калибры: Для точного измерения размеров деталей.
• Напильники: Для обработки различных материалов.
• Развертки: Для увеличения диаметра отверстий.
• Шаберы: Для точной обработки поверхностей.
• Инструмент для обработки древесины: Стамески, ножи для рубанка и т.д.
• Пресс-формы для холодной штамповки: Для изготовления деталей методом холодной деформации.
• Инструмент для обработки кожи: Ножи, штампы и т.д.

В целом, сталь ХВ4 используется для изготовления инструментов, требующих высокой износостойкости, твердости и прочности, работающих в условиях интенсивного абразивного износа и повышенных температур.

Виды металлопроката из стали ХВ4

Сталь ХВ4 поставляется в различных видах металлопроката, что позволяет использовать ее для изготовления широкого спектра инструментов:

• Круг: Наиболее распространенный вид проката, используемый для изготовления различных инструментов, валов, осей и других деталей.
• Полоса: Используется для изготовления плоских инструментов, ножей, лезвий и других деталей.
• Квадрат: Используется для изготовления инструмента с квадратным сечением, а также для производства заготовок для последующей обработки.
• Лист: Используется для изготовления штампов, матриц и других деталей, требующих плоской поверхности.

Выбор вида металлопроката зависит от конкретного применения и требований к инструменту.

ГОСТы, регламентирующие сталь ХВ4 и металлопрокат из нее

Существует ряд ГОСТов, которые регламентируют требования к стали ХВ4 и металлопрокату из нее. Важнейшие из них:

• ГОСТ 5950-2000. Прутки, полосы, кованые заготовки из инструментальной легированной стали. Общие технические условия. Данный ГОСТ определяет общие технические требования к пруткам, полосам и кованым заготовкам из инструментальной легированной стали, включая сталь ХВ4. Он содержит требования к химическому составу, механическим свойствам, качеству поверхности и другим параметрам.
• ГОСТ 2590-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент. Данный ГОСТ определяет сортамент горячекатаного круглого проката, который может быть изготовлен из стали ХВ4.
• ГОСТ 4405-75. Полосы горячекатаные и кованые из инструментальной стали. Сортамент. Данный ГОСТ определяет сортамент горячекатаных и кованых полос из инструментальной стали, включая сталь ХВ4.
• ГОСТ 2591-2006. Прокат сортовой стальной горячекатаный квадратный. Сортамент. Данный ГОСТ определяет сортамент горячекатаного квадратного проката, который может быть изготовлен из стали ХВ4.
• ГОСТ 7417-75. Сталь калиброванная круглая. Сортамент. Данный ГОСТ определяет сортамент калиброванного круглого проката, который может быть изготовлен из стали ХВ4.
• ГОСТ 1051-73. Сталь калиброванная квадратная. Сортамент. Данный ГОСТ определяет сортамент калиброванного квадратного проката, который может быть изготовлен из стали ХВ4.
• ГОСТ 8560-78. Сталь калиброванная шестигранная. Сортамент. Данный ГОСТ определяет сортамент калиброванного шестигранного проката, который может быть изготовлен из стали ХВ4.
• ГОСТ 1435-99. Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали. Общие технические условия. Хоть этот ГОСТ и описывает нелегированные стали, он может содержать общие требования к обработке и контролю качества, применимые и к стали ХВ4.

Применение данных ГОСТов обеспечивает соответствие продукции установленным требованиям качества и безопасности.

Операции в цехах, производимые с использованием материалов из стали ХВ4

Сталь ХВ4 применяется в различных операциях в цехах, где требуется высокая износостойкость и прочность инструмента:

• Инструментальный цех: Изготовление и ремонт различного режущего инструмента (резцы, фрезы, сверла, метчики, плашки), штампов, пресс-форм и других инструментов, используемых в механической обработке металлов и других материалов.
• Волочильный цех: Изготовление волок и волочильных досок для производства проволоки и прутков из различных материалов.
• Штамповочный цех: Изготовление штампов и пуансонов для холодной и горячей штамповки деталей.
• Механический цех: Изготовление оправок, кондукторов и других приспособлений для фиксации и базирования деталей при обработке.
• Деревообрабатывающий цех: Изготовление ножей для фуганков, рейсмусов, фрезерных станков и другого оборудования для обработки древесины.
• Цех по обработке кожи: Изготовление ножей, штампов, высечек и другого инструмента для обработки кожи.
• Ремонтные цеха: Изготовление и восстановление изношенных деталей оборудования, требующих высокой твердости и износостойкости.

В этих цехах сталь ХВ4 используется для изготовления инструментов, которые непосредственно контактируют с обрабатываемым материалом и подвергаются интенсивному износу. Благодаря своим свойствам, инструменты из стали ХВ4 обеспечивают высокую производительность и качество обработки.

Термическая обработка стали ХВ4:

Важнейшим этапом при изготовлении инструментов из стали ХВ4 является термическая обработка, которая включает в себя:

• Закалку: Нагрев до температуры 850-870 °C и быстрое охлаждение в масле или на воздухе для получения высокой твердости.
• Отпуск: Нагрев до температуры 150-200 °C для снятия внутренних напряжений и повышения ударной вязкости.

Правильно выполненная термическая обработка обеспечивает оптимальное сочетание твердости, износостойкости и прочности, необходимых для надежной работы инструмента.

В заключение, сталь ХВ4 является высококачественной инструментальной легированной сталью, обладающей уникальным сочетанием свойств, что делает ее незаменимой для изготовления инструментов, работающих в условиях повышенного износа и требующих высокой твердости, износостойкости и прочности. Широкий спектр применения, разнообразие видов металлопроката и наличие регламентирующих ГОСТов позволяют использовать сталь ХВ4 для решения самых разнообразных задач в различных отраслях промышленности.