Инструментальная сталь марки 4ХМФС: состав, свойства и сферы применения

Сталь 4ХМФС — инструментальная штамповая сталь, предназначенная для изготовления высоконагруженного инструмента, работающего в условиях интенсивных механических и термических воздействий. Благодаря сбалансированному химическому составу и оптимальным механическим характеристикам, материал широко применяется в машиностроении, металлургии и других отраслях, где требуется высокая износостойкость, теплостойкость и прочность.

Краткое описание марки

Марка 4ХМФС относится к группе инструментальных штамповых сталей, предназначенных для изготовления штампов, прессового инструмента, пуансонов и вставок, используемых при обработке легированных и нержавеющих сталей, а также алюминиевых сплавов. Сталь характеризуется высокой прочностью, ударной вязкостью, стойкостью к отпускной хрупкости и хорошей обрабатываемостью резанием. Применяется для изготовления молотовых штампов пневматических и паровоздушных молотов с весом падающих частей до 3 тонн, а также для прессового инструмента и деталей горизонтально-ковочных машин.

Нормативный документ

Выпуск и контроль качества стали 4ХМФС регламентируется стандартом ГОСТ 5950–2000 «Стали инструментальные легированные и высоколегированные. Сортовой прокат и поковки. Технические условия». В зависимости от назначения и требований к деталям, возможна поставка по техническим условиям (ТУ) предприятий-изготовителей.

Расшифровка маркировки

Обозначение 4ХМФС расшифровывается следующим образом:

• 4 — среднее содержание углерода (0,4%);
• Х — хром (Cr), легирующий элемент, повышающий прочность и износостойкость;
• М — молибден (Mo), обеспечивает теплостойкость и сопротивление отпускной хрупкости;
• Ф — ванадий (V), улучшает структуру, повышает износостойкость и прочность;
• С — кремний (Si), способствует повышению прочности и прокаливаемости.

Химический состав

Согласно ГОСТ 5950–2000, массовая доля основных элементов в стали 4ХМФС составляет:

Механические свойства

Сталь 4ХМФС после термообработки демонстрирует следующие механические характеристики:

Физические характеристики

К основным физическим характеристикам стали 4ХМФС относятся:

• Плотность: 7,85 г/см³
• Температура критических точек: Ac1 — 760°C, Ac3 — 805°C, Ar3 — 710°C
• Температура начала ковки: 1150°C
• Температура окончания ковки: 850°C
• Теплостойкость: сохраняет твердость HRC 41 при 650°C в течение 4 часов
• Коэффициент относительной обрабатываемости резанием (Ku): 0,35 (твердый сплав), 0,13 (быстрорежущая сталь)

Технологические особенности

Сталь 4ХМФС хорошо поддается термообработке, ковке и механической обработке. Основные технологические режимы:

• Закалка: 950°C, охлаждение в масле
• Отпуск: 550°C
• Ковка: температура начала — 1150°C, окончания — 850°C, охлаждение в колодце (замедленное)
• Свариваемость: для сварных конструкций не применяется
• Флокеночувствительность: не чувствительна
• Склонность к отпускной хрупкости: не склонна

Области применения

Сталь 4ХМФС применяется в следующих отраслях:

• Машиностроение (штампы, пресс-формы, пуансоны, вставки для высадки)
• Металлургия (инструмент для обработки легированных и нержавеющих сталей)
• Авиационная и автомобильная промышленность (детали, работающие при высоких нагрузках и температурах)
• Производство алюминиевых сплавов (прессовый инструмент)

Типы деталей, изготавливаемых из стали 4ХМФС

Из стали 4ХМФС изготавливают:

• Молотовые штампы для пневматических и паровоздушных молотов (вес падающих частей до 3 т)
• Прессовый инструмент для обработки алюминиевых сплавов
• Пуансонные и вставки для горизонтально-ковочных машин
• Штампы для горячей и холодной штамповки
• Детали, работающие в условиях переменных температур и высоких нагрузок

Аналоги в других странах

Для замены стали 4ХМФС в зарубежных стандартах применяются следующие аналоги:

Преимущества и ограничения

Преимущества:

• Высокая теплостойкость и износостойкость
• Стабильность структуры при термических нагрузках
• Отсутствие склонности к отпускной хрупкости
• Хорошая обрабатываемость резанием
• Устойчивость к флокенам

• Не рекомендуется для сварных конструкций
• Требует строгого соблюдения режимов термообработки
• Ограничена по максимальному весу изготавливаемых деталей (до 3 т для молотовых штампов)

FAQ — часто задаваемые вопросы

1. Можно ли использовать сталь 4ХМФС для сварных конструкций?
Нет, данная марка не предназначена для сварных конструкций из-за особенностей структуры и риска образования трещин.

2. Какой максимальный вес падающих частей допускается для молотовых штампов из 4ХМФС?
Рекомендуется использовать для молотовых штампов с весом падающих частей до 3 тонн.

3. Какова основная область применения стали 4ХМФС?
Изготовление штампов, прессового инструмента, пуансонов и вставок для обработки легированных и нержавеющих сталей, а также алюминиевых сплавов.

4. Какие зарубежные аналоги соответствуют стали 4ХМФС?
BOHLER W326 (Австрия), 48CrMoV6-7 (Германия), 45CrMoV6 (Франция).

5. Каковы основные преимущества стали 4ХМФС по сравнению с 5ХНМ и 5ХНВ?
Более высокая теплостойкость, износостойкость и стабильность структуры при термических нагрузках.

Заключение

Сталь 4ХМФС — оптимальный выбор для изготовления высоконагруженного штампового и прессового инструмента, работающего в условиях интенсивных механических и термических воздействий. Благодаря сбалансированному химическому составу и высокому уровню механических свойств, материал широко востребован в машиностроении, металлургии и смежных отраслях. Если вы ищете надежного поставщика стали 4ХМФС — оставьте заявку на сайте компании «ОборонСпецСплав». Наши специалисты помогут подобрать оптимальное решение для вашего производства.