Сталь хвг для ножей плюсы и минусы

Технические характеристики легированной стали ХВГ

Автор: Игорь

Дата: 05.11.2019

• Статья
• Фото
• Видео

Технические характеристики стали ХВГ позволяют использовать ее для производства режущих изделий и специальных инструментов высокой точности. Сплав отличается значительной прочностью, что в сочетании с умеренной стоимостью обеспечивает ей широкое применение в металлургической промышленности.

Состав сплава

Характеристики стали ХВГ и химический состав позволяют отнести ее к категории инструментальных легированных сплавов перлитного класса. Основными легирующими компонентами являются:

• углерод, повышающий твердость сплава, с содержанием в пределах 0,9-1,05%;
• хром, повышает стойкость к коррозии и прокаливаемость – 0,9-1,2%;
• вольфрам увеличивает износостойкость металла – 1,2-1,6%;
• кремний улучшает сопротивляемость отпускной хрупкости – 0,1-0,4%;
• марганец повышает вязкость и пластичность – 0,8-1,1%.

Среди второстепенных добавок:

• никель – не более 0,35%;
• медь и молибден – по 0,3%.

Количество вредных примесей – серы и фосфора, удерживается на минимальном уровне и не превышает 0,03%.

Расшифровка марки стали ХВГ указывает на главные добавки, определяющие основные свойства материала. Каждый из символов свидетельствует о присутствии одного из следующих элементов:

• «Х» – хрома;
• «В» – ванадия;
• «Г» – марганца.

Для улучшения механических свойств в начальный состав могут дополнительно добавить:

• от 1 до 2% марганца;
• 1-1,5% кремния;
• 1-5% вольфрама.

Часто производители уменьшают содержание углерода, чтобы добиться большей пластичности. Например, расшифровка марки стали 9ХВГ указывает на более низкую концентрацию основных легирующих элементов:

• углерода – 0,85-0,95%;
• хрома – 0,5-0,8%;
• вольфрама – 0,5-0,8%;
• кремния – до 0,35%.

Аналоги и сортамент

Инструментальная сталь ХВГ выступает в качестве базовой в группе аналогов. Заменителями ее могут быть сплавы:

• ХГ;
• ХВСГ;
• 9ХВГ;
• 9ХС;
• ШХ15СГ.

Ближайшими зарубежными аналогами являются:

• в Германии – 1.2419, 105WCr6;
• Франции – 105WC13, 105WCr5, 90MCW5;
• Италии – 107WCr5KU;
• Евросоюзе – 107WCR5;
• Швеции – 2140;
• Соединенных Штатах – T31507;
• Японии – SKS2, SKS3, SKSA;
• Южной Корее – STS2, STS31;
• Венгрии – W9;
• Болгарии – ChWG;
• Китае – CrWMn.

Материал выпускается в виде:

• фасонного и сортового проката в соответствии с ГОСТами 5950-2000, 2590-2006;
• калиброванного прутка – с применением ГОСТов 8560-78 или 8559-75;
• поковок и кованых заготовок – 7831-78;
• полос – 4405-75;
• шлифованных прутков и серебрянки, согласно ГОСТу – 14955-77.

Основные свойства

Механические свойства стали ХВГ определяются несколькими составляющими:

• соотношением компонентов сплава;
• особенностями их химического взаимодействия;
• технологическими режимами термообработки.

Основные физические характеристики:

• плотность изменяется в интервале температур 20-600 градусов – от 7850 до 7660 кг/м3;
• удельное электросопротивление – 380 Ом*м;
• коэффициент линейного расширения а106 в температурном диапазоне 100-200 градусов составляет – 11-12 1/К;
• твердость НВ – 255 МПа;
• температурный интервал ковки – 1070-860 градусов.

Из технологических свойств следует отметить, что:

• сплав непригоден для создания сварных конструкций;
• обладает небольшой склонностью к отпускной хрупкости;
• проявляет чувствительность к образованию флокенов;
• характеризуется низкой устойчивостью к действию силовых и термических нагрузок.

Низкая теплостойкость не позволяет производить из стали изделия, работающие в условиях температур выше 200 градусов. Одной из важнейших характеристик металла является повышенная стойкость к коррозии, благодаря которой ее используют для создания сложных измерительных приборов особой точности.

Режимы термообработки

Характеристики и применение стали ХВГ в значительной степени зависят от выбранного режима термообработки. Существуют разные технологии теплового воздействия на металл.

Отжиг используется перед последующей механической обработкой изделия. Металл нагревают до 800 градусов. Затем происходит медленное снижение температуры со скоростью 50 град/ч до 5000С. Последующее охлаждение производится на воздухе.

Закалка увеличивает твердость металла одновременно со снижением его пластичности. Технология заключается в нагреве детали до высокой температуры и резком охлаждении. Для стали ХВГ процесс закалки включает:

• нагрев до 850 градусов;
• погружение в масло, где металл остывает до 200 градусов;
• дальнейшее охлаждение на воздухе.

Отпуск предназначен для снятия внутренних напряжений и образования более пластичной и прочной структуры в сплаве. После отпуска происходит частичное снижение твердости и прочности. Металл нагревается до 180-200 градусов и выдерживается в этом режиме до 2 часов. Затем охлаждается на воздухе.

При изготовлении режущих изделий режимы закалки разрабатываются индивидуально для каждого производителя. Чтобы добиться нужных характеристик для ножей из стали ХВГ, закалку проводят при 820 градусах, с погружением в масло и двухчасовым отпуском.

Ковка применяется для придания заготовкам необходимой формы. Чтобы избежать нарушения внутренней структуры или образования внешних дефектов, процесс следует проводить в заданном режиме, то есть в интервале от 1070 до 860 градусов.

Преимущества и недостатки

Основные достоинства стали состоят:

• в ее устойчивости к деформации;
• антикоррозийной стойкости, которую обеспечивает содержание хрома;
• износоустойчивости при воздействии динамических нагрузок;
• высокой прочности, позволяющей использовать ее для обработки других металлов;
• малой склонности к отпускной хрупкости;
• возможности разных видов обработки;
• умеренной стоимости.

В то же время, сталь марки ХВГ не обладает достаточной теплостойкостью. При повышении температуры более 200 градусов снижаются показатели твердости и прочности металла. Это обстоятельство ограничивает сферу применения сплава, так как при работе инструмента температуры режущей кромки могут достигать 600 и более градусов.

Недостатком стали считают и слишком маленький диапазон температур, необходимый для закалки. Его несоблюдение может привести к нарушению технологического процесса.

Область применения

Плюсы и минусы материала определяют и особенности его применения. Одной из основных сфер его использования является производство ответственных деталей:

• измерительных инструментов высокой точности любых размеров;
• механизмов, подверженных значительным динамическим нагрузкам, например, колец пружинных амортизаторов;
• элементов прокатных станов;
• быстрорежущего инструмента, в частности, цилиндрических либо дисковых фрез;
• запасных деталей к сложным механизмам.

Оптимальное сочетание прочностных характеристик и коррозионной стойкости делают сталь ХВГ востребованной в промышленном производстве при условии строгого выполнения всех особенностей технологического процесса.

Обзор стали ХВГ: характеристики и применение

В этой статье мы поговорим о всем известной марке стали ХВГ, обсудим ее назначение, применение, затронем тему аналогичных сталей, выпускаемых за границей, и опишем технологию термической обработки данного сплава.

Использование

И дабы весь далее изложенный материал стал вам более понятным, стоит начать с того, зачем вообще используется этот сплав. Ввиду особых характеристик применение стали ХВГ наблюдается чаще всего при изготовлении высокоточных измерительных инструментов, какими, например, являются привычные многим штангенциркули, а также длинного режущего инструмента, такого как метчики, протяжки, сверла или развертки.

Подобный перечень позволяет смело сказать, что ХВГ — высокопрочная сталь, пригодная для обработки других, более мягких пород металла. Также не стоит забывать, что с увеличением длины изделия увеличивается шанс его деформации. И раз уж из марки стали ХВГ изготавливают протяженные изделия, можно сделать вывод, что она имеет повышенную стойкость к деформации.

Чтобы более подробно узнать о том, что же собой представляет интересующая нас сталь, обратимся к нормативным документам, в которых помечается марка ХВГ как сталь инструментальная легированная. Даже эта, казалось бы, весьма короткая формулировка дает нам кое-какую информацию. Дело в том, что инструментальной называется та сталь, содержание углерода в которой превышает 0,7 %. Легированной сталью же называется сплав железа, углерода и еще некоторых добавок, призванных улучшить структуру стали.

Как ни странно, но мы можем узнать немного и о легирующих элементах, присутствующих в составе ХВГ. Для этого стоит обратиться к системе ГОСТов, где указано, что каждому такому элементу присвоена определенная, обозначающая его буква. Таким образом, нам становится известно, что в состав стали ХВГ входят:

• Х – хром;
• В – вольфрам;
• Г – марганец.

Состав

Характеристики и применение стали ХВГ – взаимосвязанные явления. Сплав не будет пользовался спросом, если его механические и физические свойства не отвечают заданным стандартам. В свою очередь, свойства стали задаются посредством внедрения в ее состав различных элементов из периодической таблицы. Поэтому очень важно обратить внимание на химический состав описываемого сплава, дабы лучше понять пределы его возможностей.

Выглядит он следующим образом (в перечне приводятся лишь средние значения, обозначающие массовую долю всех элементов):

• углерод – 9.5 %;
• кремний – 0,25 %;
• марганец – 0,95 %;
• никель – до 0,4 %;
• хром – 1 %;
• вольфрам – 1,4 %;
• медь – до 0,3 %.

Помимо вышеперечисленных добавок в сплаве присутствуют и так называемые вредные лигатурные элементы, такие как сера и фосфор, однако их массовая доля не превышает 0,03 %, а это значит, что их пагубное воздействие на свойства стали малозначительно.

Аналоги и заменители

Уверены, для многих перестало быть секретом, что названный сплав является очень востребованным и необходимым в своей области применения. Характеристики стали ХВГ при этом являются не плодом удачного стечения обстоятельств, а результатом работы ученых, создавших нужную формулу. А ввиду высокой востребованности эту или подобную ей формулу успешно применяют не только у нас на родине, но и за ее границами.

Мы можем представить небольшой перечень аналогичных или же просто максимально схожих марок стали, используемых в других странах мира.

• Соединенные Штаты Америки – 01 или Т31507;
• Китай – CrWMn;
• Европа – 107WCr5;
• Япония – SKS2, SKS3, SKSA.

Технология

В том случае если вам в руки попадет образец стали ХВГ, и вы примете решение что-либо из него изготовить, вам очень пригодятся некоторые знания в области металлообработки. Особое внимание стоит уделить температуре. Ведь в зависимости от того, какой температурный режим для обработки вы используете, характеристики и применение стали ХВГ по окончанию процесса могут сильно измениться. Чтобы уберечь вас от подобного, ниже мы опишем основные технологические процессы, связанные с термической обработкой, и рекомендации по их исполнению.

Отжиг. Производится в самом начале, то есть до какой-либо механической обработки изделия. Отжиг призван нивелировать изначальную твердость сплава и облегчить последующую механическую обработку. Для стали ХВГ отжиг происходит при температуре 800 °С с последующим понижением температуры со скоростью 50 °С/час и вплоть до 500 °С. После изделие остужается до комнатной температуры на воздухе.

Ковка. Цель этого процесса состоит в том, чтобы придать заготовке нужную форму. В данном случае очень важно не перегреть или не недогреть сталь. Подобное грозит образованием внутренних и/или внешних дефектов, а также изменением структуры сплава на клеточном уровне в худшую сторону. Поэтому ковать заготовку рекомендуется в температурном промежутке от 1070 до 860 °С.

Закалка. Процедура, состоящая из двух процессов: нагрева до определенной температуры и последующего резкого понижения температуры. Подобная процедура многократно увеличивает твердость стали, но уменьшает ее пластичность, отчего та становится хрупкой. Закалка стали ХВГ осуществляется при нагреве до 850 °С, последующем погружении в масло и остывании в нем до отметки в 200 °С. Далее заготовка остужается на воздухе.

Отпуск. Простой, но достаточно важный процесс, призванный убрать излишнее напряжение в металле, снизить хрупкость и увеличить пластичность. Проводится при температуре в 200 °С на протяжении двух часов. Итоговая твердость стали будет в пределах 63 единиц шкалы Роквелла.

Сталь ХВГ характеристики и применение

Распространенная благодаря характеристикам и хорошей обрабатываемости ковкой и резанием (после отжига), невысокой стоимости, сталь ХВГ применяется во многих агрегатах, конструкциях и промышленности. По структуре относиться она к заэвтектоидным сталям перлитного класса, по назначению к инструментальным легированным.

Применение ХВГ

Само название «инструментальная» определяет использование этой марки. Но какие свойства обеспечивают ей такое назначение? В первую очередь ее стойкость к короблению при закалке, которой она обязательно подвергается, и коррозионная стойкость.

• Так как сталь ХВГ не деформируется, из нее изготавливают мерительный инструмент высокой точности и любой длины.
• Устойчивость к образованию окалины позволяет подвергать изделия из этой стали термическим операциям в уже шлифованном виде, что также позволяет изготовить инструмент без припусков на окончательную механическую обработку (т. е. шлифование).
• Износостойкость поверхности и вязкая середина определяют, как сталь для изготовления деталей, подвергающихся динамическим нагрузкам, например, кольцам пружинных амортизаторов.
• Коррозионная стойкость ХВГ обеспечена содержанием хрома, актуальна при изготовлении практически любого инструмента и запчасти.
• Высокая прочность используется для изготовления деталей для прокатных станов, холодного волочения. Это пуансоны, валки, резьбовых калибров и т. д.
• Износостойкость и прочность — основные используемые характеристики для всех деталей, в том числе и замочных шайб.

Чем не обладает марка стали ХВГ, так это теплостойкостью, способностью сохранять свои свойства, в частности твердость, при высоких температурах. Это условие необходимо для режущего и быстрорежущего инструмента, где температура кромок может достигать 650 ºC. Разупрочнение ХВГ происходит при температуре 200 ºC, поэтому ее используют только для деталей, работающих в диапазоне низких температур.

Поставляется сталь ХВГ в:

• прутках калиброванных и шлифованных;
• серебрянке;
• листах толстых;
• полосах;
• поковках;
• болванках;
• слябах.

Расшифровка стали ХВГ

Марка ХВГ является базовой для аналоговых сталей перлитного класса. Ее химический состав обеспечивается минимальным количеством легирующих элементов (всего 4):

1. углерод — ± 1,0 %;
2. хром — 0,9-1,2 %;
3. кремний — 01-0,4 %;
4. вольфрам — 0,2-1,6 %.

Остальные элементы — второстепенные по значимости и выдерживаются в такой концентрации:

• марганец — 0,8-1,1 %;
• молибден до 0,3 %;
• никель — до 0,35 %;
• медь — до 0,3 %.

Так как сталь марки ХВГ относится к высококачественному классу, то содержание вредных примесей фосфора и серы регламентируется до 0,03 % (это минимально возможный предел). Остаточный кислород раскисляется при введении легирующих элементов Si и Mn.

Влияние элементов на свойства

На свойства стали влияет две составляющие:

• концентрация химических элементов, т. е. химический состав стали;
• их взаимодействие друг с другом, а также по отношению основного элемента (в данном случае Fe), что определяется термической обработкой.

Вводятся модифицирующие материалы в расплав, чтобы определенным образом заполнить кристаллическую решетку и тем самым определить ее свойства. К таким понятиям относятся:

• Прочность — любое искажение кристаллической решетки повышает эту характеристику;
• Увеличение слоя закалки — равномерное распределение температуры;
• Уменьшение деформаций — укомплектованная кристаллическая решетка;
• Склонность к трещинообразованию — здесь имеется в виду прочные межкристаллические связи т. е. образование карбидов по границам зерен, также это может быть образование сегрегаций.

Основной элемент повышающий прочность и определяющий сплав как сталь — углерод. Являясь ненамного меньшим, чем молекула Fe по размеру, он размещается в металлической решетке, образуя карбиды. Их форма, расположение и размеры имеют основное значение для характеристик металла при последующей отработке.

Главный легирующий элемент ХВГ — хром. Его атомы небольшие по размеру, уплотняют собой решетку, придавая ей еще большую плотность и стабильность. Особенность атомов хрома образовывать оксиды практически такого же размера, как и сам атом, используются при выплавке сплава со свойствами нержавейки, но это при его содержании выше 10,5 %, а до этого предела он хорошо повышает прокаливаемость.

Для увеличения слоя закалки и уменьшения зерна ХВГ (что увеличивает качество стали) используются и следующие два элемента: молибден и вольфрам. Помимо того, что они образуют еще более прочные карбиды, чем углерод, эти металлы очень тугоплавки и являются центрами кристаллизации, измельчая зерна, что повышает пластичность металла, не меняя его твердости, а также увеличивает прокаливаемый слой.

Легирование кремнием и марганцем (этот элемент не указывается в маркировке ввиду его второстепенного влияния по значимости). Кремний не карбидообразующий элемент, он выталкивает карбиды к границам зерен, таким образом, упрочняя металл. Марганец в данном случае используют для баланса, т. к. он в этой концентрации увеличивает вязкость и пластичность, снижает нежелательные последствия такого повышения прочности.

• ГОСТы 5950-2000, 2591-2006, 2590-2006 – общие стандарты фасонного проката
• ГОСТы 8560-78, 8559-75, 7417-75, 5950-2000 – калиброванный пруток
• ГОСТы 1133-71, 7831-78, 5950-2000 – поковки
• ГОСТ 4405-75 – полосы
• ГОСТы 14955-77, 5950-2000 – серебрянка и шлифованные прутки

Термическая обработка марки ХВГ

Сталь ХВГ подвергается следующим видам термической обработки:

• Отжиг — применяется для смягчения стали перед механической обработкой. Применяется эта процедура при необходимости, а именно, если заготовки подвергались холодной деформации.
• Закалка — проводиться после окончательной механической обработки, т. е. после изготовления детали (инструмента и т. д.), придания ему окончательных форм, без учета на шлифовку. Заготовку нагревают до температур 830 ºC и охлаждают, погружением в масло. После этого кристаллические связи меняются и преобладает мартенситная структура, очень прочная и хрупкая. Чтобы разбить такую деталь достаточно приложить мускульную силу.
• Снимают внутренние напряжение и устраняют нежелательные последствия с помощью отпуска. Это нагрев и выдержка металла при температуре ниже … превращений, конкретно для этой стали составляет 180 C с охлаждением на воздухе. Происходит коагуляция мартенситных иголок и получение структуры сорбита или троостита, наиболее прочной и пластичной.

Сталь ХВГ обладает удачным сочетанием прочности и коррозионной стойкости. Относительно невысокая стоимость и хорошая обрабатываемость позволяет широко применять ее в производстве. К недостаткам можно отнести узкий диапазон температур закалки и отжига (сталь легко пережечь) и разупрочнение при температуре выше 200 ºC.

Легированная сталь ХВГ

В металлургической промышленности сталь ХВГ является незаменимым материалом. Высокий спрос на сталь появился благодаря хорошей прочности и невысокой стоимости, а из самого сплава делают детали для строительства зданий, инструменты, запасные звенья к приборам и механизмам.

Однако его свойства имеют некоторые особенности:

• нельзя использовать для сварных конструкций;
• имеется чувствительность к внутренним повреждениям (флокенам);
• низкая склонность к хрупкости после отпуска;
• твёрдость предмета составляет HB10 -1 =255 MPa.

Из отливных частей допускается производство режущих составляющих, но их поверхность быстро изнашивается, а сам элемент обладает слабой устойчивостью к тепловым и силовым нагрузкам. Поэтому на изделия такого типа распространяются особые требования.

Физические и механические свойства

В химический состав металла входит 1-1,6% вольфрама, который придаёт элементу дополнительную сопротивляемость к износу. Чтобы добиться необходимой твёрдости, в состав добавляют хром и углерод в соотношении 1%. Наличие кремния (0,4%) повышает сопротивляемость отпуску, а марганец (1-2%) обеспечивает целостность структуры.

Легированная сталь ХВГ

Сам ХВГ имеет следующие характеристики:

• при Т=20 °C плотность изделия будет 7850 кг/м 3 ;
• с температурой в 100 °C коэффициент линейного расширения (a10 6 ) составит 11 ГРАД, а плотность снизится на 20 единиц;
• при Т=200 °C a10 6 будет 12;
• при нагреве до 600°C расширение достигнет 14,5 град, а «p» уменьшиться до 7660.

Важно отметить, что углерод – главный компонент ХВГ, которого должно быть не менее 1%. Данное значение получается завышенным, что и отличает эту марку от остальных.

Немаловажный показатель – стойкость к коррозии, что даёт возможность применять металлопрокат для создания сложных агрегатов. Общая химическая структура выглядит следующим образом:

• Fe – 94%;
• C – 1-1,5%;
• Mn – 08-11%;
• Ni – 0,35%;
• S, P – не более 0,03%;
• Mo, Cu – до 0,3%;
• W – 1,2-1,6%.

Все соединения добавляют в такой пропорции, чтобы обеспечить слиткам лучшую закаливаемость, снизить деформацию и убрать вероятность появления трещин. В итоге получается углеродистая сталь высшего сорта.

Расшифровка аббревиатуры

Из названия можно определить главные компоненты, которые наделяют железо особыми свойствами. В этом случае по символам ХВГ делается следующая расшифровка: Знак «Х» означает присутствие хрома (Cr), «В – ванадий (V), «Г» – марганец (Mn). Из слитков можно изготовить множество строительных приборов, но они обязаны строго соответствовать всем государственным стандартам. Например, калиброванные прутья разрешено выпускать только по ГОСТ 8560-78, 8559-75, 7417-75, 5950-2000. Для черновых или промежуточных деталей применяются 1133-71, 7831-78, 5950-2000 стандарты.

Полосная сталь ХВГ обязана придерживаться ГОСТ 4405-75. К серебрянке и шлифованным прутьям относятся правила 14955-77 и 5950-2000.

Изделия из стали ХВГ

Государственным требованиям должны соответствовать и другие разновидности, но только наличие данной маркировки может дать гарантию на высокое качество заготовки. Подобный регламент создан для регулирования технических предприятий, для защиты жизни и здоровья потребителей, с целью предупреждения обмана во время реализации товара. Поэтому наличие на ХВГ ГОСТ знака – обязательное условие продажи.

Варианты применения

Практически любые строительные работы проводятся с помощью измерительных и режущих приспособлений, и по разной технологии:

1. Для проделывания отверстий в различных поверхностях используют свёрла, которые могут быть как стандартного винтового, так и плоского образца.
2. Эксплуатация резьбовых калибров позволяет узнать реальные геометрические параметры заготовок.
3. Метчиками можно нанести резьбу в разъёмах.
4. Протяжками можно обработать фасонные плоскости.

Есть ещё множество инструментов, для выпуска которых характерно применение углеродной стали ХВГ. Но для таких объектов недопустимо повышенное коробление при закалке.

Также из металлопроката принято делать принадлежности для точного определения геометрических размеров, к которым относятся микрометр, штангенциркуль, глубиномер и другие. В процессе строительных работ они будут подвергаться сильному механическому воздействию, что может нарушить их изначальную форму и сделает невозможным дальнейшее использование. Такие приспособления обязаны быть очень прочными, поэтому их изготавливают из этого металла или других аналогов.

Термическая обработка

Под этим термином понимается процесс температурного воздействия, который позволяет улучшить атрибуты твёрдых сплавов. Термообработку могут проходить металлы различной категории, но для каждого вида требуется определённый подход. Всего существует несколько разновидностей данных манипуляций:

1. Закаливание. Особенность этой процедуры заключается в разогреве до критических градусов с быстрым охлаждением детали. Подобные экстремальные перепады наделяют поверхность предмета повышенной прочностью. При закалке ХВГ печь разогревают до 830 °C, а после нагрева следует остывание в масле.
2. Отжиг. Этот класс похож на предыдущий, только охлаждение должно быть постепенным, желательно на открытом воздухе. Основная задача метода – уменьшение плотности для простоты дальнейшей механической обработки.
3. Криогенная. Тут воздействуют на объект низкими температурами, которые могут быть ниже -150 °C. Благодаря такому подходу можно добиться повышения износостойкости элементов.

Последний способ применим для производства тормозных дисков, лезвий, дисков сцепления и прочих запчастей. Отсюда можно сделать вывод, что данный материал не замораживают. А термообработка стали ХВГ в стандартной печи представляется более популярным вариантом.

Режущий инструмент из легированных сталей

Использование

И дабы весь далее изложенный материал стал вам более понятным, стоит начать с того, зачем вообще используется этот сплав. Ввиду особых характеристик применение стали ХВГ наблюдается чаще всего при изготовлении высокоточных измерительных инструментов, какими, например, являются привычные многим штангенциркули, а также длинного режущего инструмента, такого как метчики, протяжки, сверла или развертки.

Подобный перечень позволяет смело сказать, что ХВГ — высокопрочная сталь, пригодная для обработки других, более мягких пород металла. Также не стоит забывать, что с увеличением длины изделия увеличивается шанс его деформации. И раз уж из марки стали ХВГ изготавливают протяженные изделия, можно сделать вывод, что она имеет повышенную стойкость к деформации.

хвг. применение стали.

Сталь хвг используют для изготовления длинных стержнеобразных (протяжки, сверла, развертки. ) и штамповых инструментов.

Инструменты и детали из стали хвг характеризуюся точностью размеров и высокими механическими свойствами, хотя рабочая часть таких инструментов подвергается истиранию, силовых и тепловым нагрузкам.

Многие рабочие инструменты изготавливают из стали у8а.

хвг не применяется для сварных конструкций и резьбонарезных инструментов.

Главное преимущество стали: износостойкость, прочность, способность выдерживать тепловые нагрузки, отсутствие деформации при закалке.

Главный минус: не сваривается.

Чтобы более подробно узнать о том, что же собой представляет интересующая нас сталь, обратимся к нормативным документам, в которых помечается марка ХВГ как сталь инструментальная легированная. Даже эта, казалось бы, весьма короткая формулировка дает нам кое-какую информацию. Дело в том, что инструментальной называется та сталь, содержание углерода в которой превышает 0,7 %. Легированной сталью же называется сплав железа, углерода и еще некоторых добавок, призванных улучшить структуру стали.

Как ни странно, но мы можем узнать немного и о легирующих элементах, присутствующих в составе ХВГ. Для этого стоит обратиться к системе ГОСТов, где указано, что каждому такому элементу присвоена определенная, обозначающая его буква. Таким образом, нам становится известно, что в состав стали ХВГ входят:

• Х – хром;
• В – вольфрам;
• Г – марганец.

Режущий инструмент из легированных сталей

В производстве режущих инструментов применяют небольшое количество марок легированных сталей с малым содержанием легирующих элементов. Из них основными являются 9ХС, ХВГ, 95ХГСВФ и Х6ВФ (последние две марки являются новыми и в ГОСТе 5950-51 их нет). Химический состав сталей показан в таблице.

Химический состав сталей

Сталь марки 9ХС

Сталь марки 9ХС является самой распространенной в производстве режущих инструментов. Она обладает целым рядом преимуществ по сравнению с углеродистой сталью. Лучшая закаливаемость и прокаливаемость стали 9ХС позволяет осуществлять охлаждение после нагрева под закалку в масле, что резко уменьшает деформации и короблении закаливаемого инструмента. Дли фасонных инструментов, не подвергающихся шлифованию по профилю, важно сохраним, при закалке постоянными размеры, например шага, формы профиля резьбы у метчиков и круглых плашек. Сталь 9ХС является одной из малодеформирующихся легированных сталей. Сталь 9ХС обеспечивает равномерное распределение карбидов, поэтому ее целесообразно применять для инструментов с тонкими режущими элементами, расположенными не только на периферии (например, для метчиков, мелких сверл, разверток), но и в особенности ближе к сердцевине (например, для круглых плашек). Наличие удачной комбинации легирующих элементов (в основном, кремния, хрома, марганца), а так равномерное распределение карбидов повышают красностойкость 9ХС примерно до 250е. Однако наряду с этими преимуществами сталь 9ХС имеет и недостатки:

1. более высокую твердость в отожженном состояние (НВ 217-235);
2. сниженную обрабатываемость и ухудшение качества обрабатываемой поверхности из-за надиров, в особенности при нарезании резьбы и затылование;
3. повышенную чувствительность к обезуглероживанию, что Отрицательно отражается на твердости в тонких местах режущей части инструментов.

Увеличение твердости в отожженном состоянии и чувствительности к обезуглероживанию связано с наличием повышенного содержания кремния. Но, с другой стороны, кремний оказывает значительное влияние на повышение красностойкости.

Сталь марки ХВГ

Сталь марки ХВГ по сравнению с углеродистой сталью обладает хорошей прокаливаемостью, меньшими объемными изменениями, а, следовательно, значительной устойчивостью в отношении сохранения размеров инструмента при закалке. Крупным недостатком стали ХВГ является повышенная чувствительность к образованию карбидной сетки, что приводит к выкрашиванию режущих кромок инструмента. По этой причине сталь ХВГ не рекомендуется применять для инструментов, работающих в тяжелых условиях. Еще недавно из-за дефицита быстрорежущей стали она применялась в основном для изготовления протяжек в качестве заменителя быстрорежущей стали. По красностойкости и износоустойчивости сталь марки ХВГ значительно уступает маркам быстрорежущей стали и поэтому протяжки из нее обладают малой стойкостью (в 3-4 раза ниже по сравнению с протяжками из стали Р18 и в 1,2 раза ниже по сравнению с протяжками из стали Р9).

Сталь марки 95ХГСВФ

Сталь марки 95ХГСВФ обладает меньшей твердостью после отжига и меньшей склонностью к обезуглероживанию по сравнению со сталью 9ХС. По красностойкости и карбидной неоднородности она лучше стали ХВГ. Кроме того, она обладает большей прокаливаемостью. Круглые плашки, изготовленные из этой стали, показали большую стойкость по сравнению с плашками из стали 9ХС.

Сталь марки Х6ВФ

Сталь Х6ВФ обладает высокими прокаливаемостью и закаливаемостью и значительной износоустойчивостью» Эта сталь рекомендуется для ножовочных полотен, роликов для накатывания резьбы и др.

Похожие материалы

Состав

Характеристики и применение стали ХВГ – взаимосвязанные явления. Сплав не будет пользовался спросом, если его механические и физические свойства не отвечают заданным стандартам. В свою очередь, свойства стали задаются посредством внедрения в ее состав различных элементов из периодической таблицы. Поэтому очень важно обратить внимание на химический состав описываемого сплава, дабы лучше понять пределы его возможностей.

Выглядит он следующим образом (в перечне приводятся лишь средние значения, обозначающие массовую долю всех элементов):

• углерод – 9.5 %;
• кремний – 0,25 %;
• марганец – 0,95 %;
• никель – до 0,4 %;
• хром – 1 %;
• вольфрам – 1,4 %;
• медь – до 0,3 %.

Помимо вышеперечисленных добавок в сплаве присутствуют и так называемые вредные лигатурные элементы, такие как сера и фосфор, однако их массовая доля не превышает 0,03 %, а это значит, что их пагубное воздействие на свойства стали малозначительно.

Механические свойства стали ВСт4пс

Механические свойства стали ВСт4пс по регламенту ГОСТ 380-2005 отпускается в виде горячекатаного проката сечением до 10мм, от 10мм до 25мм, свыше 25мм до 40мм, а также более 40 мм. Предел текучести – 240, 265, 255, 245 МПа. Предел прочности при растяжении 390-530 МПа. Относительное удлинение после разрыва 24 – 27%.

Механические свойства стали ВСт4пс по регламенту ГОСТ 16523-89 в виде горячекатаного и холоднокатаного листового проката. Сечение выполнено до 2мм включительно, и более 2мм и до 4мм включительно. Показатели относительного удлинения после разрыва составляют 33%, 24%, 23 и 21%. Ниже приведены данные в табличном варианте:

Аналоги и заменители

Уверены, для многих перестало быть секретом, что названный сплав является очень востребованным и необходимым в своей области применения. Характеристики стали ХВГ при этом являются не плодом удачного стечения обстоятельств, а результатом работы ученых, создавших нужную формулу. А ввиду высокой востребованности эту или подобную ей формулу успешно применяют не только у нас на родине, но и за ее границами.

Мы можем представить небольшой перечень аналогичных или же просто максимально схожих марок стали, используемых в других странах мира.

• Соединенные Штаты Америки – 01 или Т31507;
• Китай – CrWMn;
• Европа – 107WCr5;
• Япония – SKS2, SKS3, SKSA.

Стандарты

Технология

В том случае если вам в руки попадет образец стали ХВГ, и вы примете решение что-либо из него изготовить, вам очень пригодятся некоторые знания в области металлообработки. Особое внимание стоит уделить температуре. Ведь в зависимости от того, какой температурный режим для обработки вы используете, характеристики и применение стали ХВГ по окончанию процесса могут сильно измениться. Чтобы уберечь вас от подобного, ниже мы опишем основные технологические процессы, связанные с термической обработкой, и рекомендации по их исполнению.

Отжиг. Производится в самом начале, то есть до какой-либо механической обработки изделия. Отжиг призван нивелировать изначальную твердость сплава и облегчить последующую механическую обработку. Для стали ХВГ отжиг происходит при температуре 800 °С с последующим понижением температуры со скоростью 50 °С/час и вплоть до 500 °С. После изделие остужается до комнатной температуры на воздухе.

Ковка. Цель этого процесса состоит в том, чтобы придать заготовке нужную форму. В данном случае очень важно не перегреть или не недогреть сталь. Подобное грозит образованием внутренних и/или внешних дефектов, а также изменением структуры сплава на клеточном уровне в худшую сторону. Поэтому ковать заготовку рекомендуется в температурном промежутке от 1070 до 860 °С.

Закалка. Процедура, состоящая из двух процессов: нагрева до определенной температуры и последующего резкого понижения температуры. Подобная процедура многократно увеличивает твердость стали, но уменьшает ее пластичность, отчего та становится хрупкой. Закалка стали ХВГ осуществляется при нагреве до 850 °С, последующем погружении в масло и остывании в нем до отметки в 200 °С. Далее заготовка остужается на воздухе.

Отпуск. Простой, но достаточно важный процесс, призванный убрать излишнее напряжение в металле, снизить хрупкость и увеличить пластичность. Проводится при температуре в 200 °С на протяжении двух часов. Итоговая твердость стали будет в пределах 63 единиц шкалы Роквелла.