Содержание
- 1 Расшифровка
- 2 Стали заменитель
- 3 Импортные аналоги [1]
- 4 Вид поставки
- 5 Характеристики [2, 3]
- 6 Применение
- 7 Температура критических точек, °С [4]
- 8 Химический состав (ГОСТ 5950-2000)
- 9 Температуры отжига и высокого отпуска стали 4Х5МФС [4]
- 10 Режимы окончательной термической обработки (зкалка, отпуск) штампового инструмента из стали 4Х5МФС для горячего деформирования [4]
- 11 Температуры отжига с непрерывным охлаждением, изотермического отжига, высокого отпуска и твердость (HB) штамповой стали 4Х5МФС после этих видов термической обработки [3]
- 12 Режимы закалки и отпуска деталей штампового инструмента горячего деформирования, величина зерна и твердость после окончательной термической обработки [3]
- 13 Режимы азотирования штампового инструмента из стали 4Х5МФС [4]
- 14 Режимы цианирования штампового инструмента из стали 4Х5МФС [4]
- 15 Твердость стали после термообработки (ГОСТ 5950-73) [5]
- 16 Твердость в состоянии поставки металлопродукции из стали 4Х5МФС, предназначенной для холодной механической обработки (ГОСТ 5950-2000)
- 17 Твердость образцов металлопродукции из стали 4Х5МФС после закалки и закалки с отпуском (ГОСТ 5950-2000)
- 18 Твердость после закалки (ГОСТ 5950-2000)
- 19 Механические свойства в зависимости от температуры испытания [5]
- 20 Механические свойства в зависимости от температуры отпуска [5]
- 21 Ударная вязкость KCU
- 22 Технологические свойства [5]
- 23 Теплостойкость [6]
- 24 Плотность ρп кг/см3 при температуре испытаний, °С
- 25 Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)
- 26 Удельное электросопротивление ρ нОм*м
- 27 Библиографический список
- 28 Узнать еще
Расшифровка
- Согласно ГОСТ 5950-2000 цифра перед буквенным обозначение указывает массовую долю углерода в десятых долях процента, т.е. массовая доля углерода в стали примерно равна 0,4%.
- Буква Х в обозначении стали указывает, что сталь легирована хромом. Цифра 5 за буквой означает, что массовая доля этого легирующего элемента примерно равна 5%.
- Буква М в обозначении стали указывает, что сталь легирована молибденом. Отсутствие за буквой цифр означает, что массовая доля этого легирующего элемента примерно равна 1%.
- Буква Ф в обозначении стали указывает, что сталь легирована ванадием. Отсутствие за буквой цифр означает, что массовая доля этого легирующего элемента примерно равна 1%.
- Буква C в обозначении стали указывает, что сталь легирована кремнием. Отсутствие за буквой цифр означает, что массовая доля этого легирующего элемента примерно равна 1%.
Стали заменитель
Стали 4Х5МФ1С, 4Х4ВМФС.
Импортные аналоги [1]
Марка стали |
Стандарт |
19552 (Чехия/Словакия) |
(CSN 419552) |
2343 (Великобритания) |
GB-03 |
BH 11 (Великобритания) |
B.S. 4659 |
39VSiMoCr52 (Румыния) |
STAS 3611 |
4Cr5MoSiV (Китай) |
GB 1299-85 |
6437 (США) |
AMS |
H11 (США) |
AISI, SAE J 4386 |
F.520.G (Испания) |
|
X37CrMoV51 (Испания) |
UNE 36072 (75) |
GX38CrMoV5-1 (Германия) |
DIN 17350 |
X38CrMoV5-1 (Германия) |
DIN 17350 |
без марки (Финляндия) |
SFS900, SFS913 |
ORVAR 1 (Швеция) |
S-7 |
SKD 6 (Япония) |
JIS G 1404 |
VAL 104 (Италия) |
I-09 |
VPS 1 (Бразилия) |
Villares |
WCL (Польша) |
PN/H 85021 |
X37CrMoV5-1 (Евронормы) |
EN 96-79 |
X38CrMoV5 (Франция) |
AFRON NF NF A35-590 (92) |
Вид поставки
- Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 5950-73, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88.
- Калиброванный пруток ГОСТ 5950-73, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78.
- Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 5950-73, ГОСТ 14955-77.
- Полоса ГОСТ 4405-75.
- Поковки и кованые заготовки ГОСТ 5950-73, ГОСТ 1133-71.
Характеристики [2, 3]
Сталь марки 4Х5МФС относится к легированным теплостойким инструментальным штамповым сталям деформирующим металл в горяем состоянии. Теплостойкость стали 4Х5МФС (для твердости 45 HRC) составляет 590-610 °C.
Сталь 4Х5МФС является одной из основных для разнообразных штампов деформирования стали и цветных металлов и для форм литья под давлением алюминиевых и магниевых сплавов диаметром (стороной) до 70-80 мм.
Разгаростойкость этой стали значительно лучше, чем у широко применявшейся ранее вольфрамовой стали 3Х2В8Ф. Кроме того, из за влияния повышенного содержания хрома, взаимодействие с заливаемым металлом и растворимость в нем у стали 4Х5МФС меньше, чем у более легированной стали ЗХ2В8Ф. Соответственно и стойкость форм из стали 4Х5МФС в 1,5-2 раза выше.
Сталь марки 4Х5МФС по свойствам и назначению близка к стали марки 4Х5В2ФС; однако благодаря повышенным сопротивлению хрупкому разрушению, разгаростойкости и прокаливаемости её целесообразно применять для изготовления более крупного и сложного прессового инструмента, работающего в условиях интенсивного охлаждения (пуансоны, матрицы, вставки, прессформы).
Крупные формы для литья под давлением алюминиевых и цинковых сплавов из стали 4Х5МФС закаливают от температуры на 20-30 °C ниже принятой. Рекомендуется ступенчатая закалка, охлаждение в соляной ванне в области температур максимальной устойчивости аустенита, далее на спокойном воздухе.
Применение
- мелкие молотовые штампы,
- крупные (толщиной или диаметром более 200 мм) молотовые и прессовые вставки при горячем деформировании конструкционных сталей и цветных сплавов в условиях крупносерийного и массового производства,
- пресс-формы литья под давлением алюминиевых, а также цинковых и магниевых сплавов.
Температура критических точек, °С [4]
Ас1 | Ас3 (Аcm) | Ar3 (Arm) | Ar1 | Мн | Мк |
840 | 870 | 810 | 735 | 300 | 110 |
Химический состав (ГОСТ 5950-2000)
Марка стали | Массовая дата элемента. % | |||||||
углерода | кремния | марганца | хрома | вольфрама | ванадия | молибдена | никеля | |
Группа II | ||||||||
4Х5МФС | 0,32-0,40 | 0,90-1,20 | 0,20-0,50 | 4,50-5,50 | — | 0,30-0,50 | 1,20-1,50 | — |
ПРИМЕЧАНИЕ:
Группа II — означает, что металлопродукция предназначена для изготовления инструмента, используемого в дальнейшем у потребителя для обработки металлов давлением при температурах выше 300 °С;
Температуры отжига и высокого отпуска стали 4Х5МФС [4]
Отжиг | Изотермический отжиг |
Высокий отпуск |
||||
температура нагрева, °C |
твердость HB | температура, °C | твердость HB, не более |
температура нагрева, °C |
твердость HB, не более |
|
нагрева | изотермической выдержки |
|||||
830-850 | 207-255 | 830-850 | 660-680 | 241 | 730-760 | 269 |
Режимы окончательной термической обработки (зкалка, отпуск) штампового инструмента из стали 4Х5МФС для горячего деформирования [4]
3акалка | Отпуск | ||||||
температура подогрева, °C |
температура окончательного нагрева, °C |
способ охлаждения** |
твердость HRC |
температура нагрева, °C |
твердость | ||
диаметр отпечатка, мм |
HB | HRC | |||||
840-860 | 1000-1020 | I, II | 50-55 | 520-550 550-570 570-590 590-620 |
2,6-2,70 2,7-2,85 2,85-3,00 2,95-3,15 |
514-545 461-514 415-461 375-429 |
52-55 48-52 44-48 40-45 |
**Способы охлаждения:
- I — подстуживание на воздухе до 900-950 °C, затем охлаждение в масле до 200-230 °C, далее на воздухе;
- II — подстуживание на воздухе до 900-950 °C, затем охлаждение в смеси расплавленных солей при температуре 450-500 °C с выдержкой до полного выравнивания температуры по сечению, после чего охлаждение в масле до 200-230 °C и далее на воздухе;
Температуры отжига с непрерывным охлаждением, изотермического отжига, высокого отпуска и твердость (HB) штамповой стали 4Х5МФС после этих видов термической обработки [3]
Изотермический отжиг |
Отжиг с непрерывным охлаждением |
Высокий отпуск |
||||
Температура, °C | Твердость HB | Температура нагрева, °C |
Твердость HB | Температура нагрева, °C |
Твердость HB | |
нагрева | изотермической выдержки |
|||||
840-860 | 670-690 | 197-241 | 840-860 | 229-241 | 760-780 | 241-255 |
Режимы закалки и отпуска деталей штампового инструмента горячего деформирования, величина зерна и твердость после окончательной термической обработки [3]
Закалка | Балл зерна |
Твердость HRC | Отпуск | ||
Температура, °C | Температура нагрева, °C |
Твердость HRC | |||
подогрева | окончательного нагрева |
||||
700-750 | 1000-1020 | 10 | 50-52 | 530-560 | 47-49 |
Режимы азотирования штампового инструмента из стали 4Х5МФС [4]
Марка стали | Температура, °C | Продолжительность, ч | Среда | Диффузионный слой | |
глубина, мм | микротвердость, кгс/мм2 | ||||
4Х5МФС | 530-550 | 12-20 | Аммиак (α = 30-60%) | 0,15-0,20 | 960-550 |
Режимы цианирования штампового инструмента из стали 4Х5МФС [4]
Температура, °C | Продолжительность, ч | Диффузионный слой | |
глубина | микротвердость, кгс/мм2 | ||
В расплаве 50% KCN+50% NaCN | |||
560 | 2 | 0,06 | 710-600 |
В смеси саратовского газа и аммиака | |||
580 | 8 | 0,23-0,27 | 900-660 |
Твердость стали после термообработки (ГОСТ 5950-73) [5]
Состояние поставки | Твердость НВ, HRCэ |
Пруток и полоса отожженные или высокоотпущенные |
До НВ 241 |
Образцы. Закалка с 1000-1020 °С в масле; отпуск при 550 °С |
Св. 48 |
Подогрев 700-750 °С. Закалка с 1000-1020 °С в масле; отпуск при 530-560 °С, отпуск при 500-520 °С (окончательная термообработка) |
49-51 |
Твердость в состоянии поставки металлопродукции из стали 4Х5МФС, предназначенной для холодной механической обработки (ГОСТ 5950-2000)
Марка стали |
Твердость НВ, не более |
Диаметр отпечатка, мм, не менее |
4Х5МФС | 241 | 3,9 |
Твердость образцов металлопродукции из стали 4Х5МФС после закалки и закалки с отпуском (ГОСТ 5950-2000)
Марка стали |
Температура, °С, и среда закалки образцов |
Температура отпуска, °С |
Твердость HRCэ (HRC), не менее |
4Х5МФС | 1010-1030, масло | 550 | 48 (47) |
Твердость после закалки (ГОСТ 5950-2000)
Марка стали |
Температура, °С, и среда закалки образцов |
Твердость HRCэ (HRC), не менее |
4Х5МФС | 1000-1020, масло | 51 (50) |
Механические свойства в зависимости от температуры испытания [5]
tисп., °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см2 |
Твердость HRCэ |
20 | 1570 | 1710 | 12 | 54 | 51 | 50 |
300 | 1320 | 1540 | 12 | 48 | 61 | 50 |
400 | 1270 | 1470 | 12 | 49 | 62 | 52 |
500 | 1130 | 1370 | 10 | 52 | 55 | 47 |
550 | 1160 | 1290 | 12 | 50 | 50 | 44 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 1000 °С в масле; отпуск при 560 °С 2 ч
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска [5]
tотп., °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см2 | Твердость HRCэ |
500 | 1420 | 1720 | 12 | 45 | 49 | 50 |
550 | — | 1670 | 10 | 50 | 56 | 48 |
600 | 1350 | 1490 | 13 | 53 | 59 | 45 |
650 | 960 | 1080 | 15 | 60 | 79 | 34 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 1000 °С в масле; выдержка при отпуске 2 ч.
Ударная вязкость KCU
Термообработка | KCU, Дж/см2 , при температуре, °С | ||
+20 | -40 | -70 | |
Закалка; отпуск при 600 °С | 29 | 20 | 10 |
Технологические свойства [5]
Температура ковки, °С: начала 1180, конца 850. Охлаждение замедленное в колодцах.
Теплостойкость [6]
Температура, °С | Время, ч | Твердость HRCэ |
590 | 2 | 47 |
Плотность ρп кг/см3 при температуре испытаний, °С
Сталь | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
4Х5МФС | 7750 | 7724 | 7697 | 7670 | 7641 | 7600 | 7573 | 7546 | 7520 | 7495 |
Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)
Марка Стали | λ Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С | |||||||||
20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | |
4Х5МФС | 29 | 30 | 30 | 31 | 33 | 31 | 30 | 28 | 28 | 27 |
Удельное электросопротивление ρ нОм*м
марка стали | ρ нОм*м, при температуре испытаний, °С | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
4Х5МФС | 480 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
Библиографический список
- Шишков М.М. Марочник сталей и сплавов — 2000 г.
- Геллер Ю.А. Инструментальные стали — 1983 г., Гуляев А.П. Металловедение. 1986г.
- Лахтин Ю.М., Рахштадта А.Г. Термическая обработка в машиностроении. Справочник-1980 г.
- Тылкин М.А. Справочник термиста ремонтной службы — 1981 г.
- Позняк Л.А. Инструментальные стали: Справочник. — М.: Металлургия, 1977. — 210 с.
- Экономнолегированные штамповые стали для формообразующих деталей пресс-форм литья под давлением цветных сплавов / ЗПКТИ. — Запорожье: ОНТЭИ, 1978. — 66 с.
- Позняк Л.А. Инструментальные стали: Справочник. — М.: Металлургия, 1977. — 210 с.