Сталь ХВГ характеристики полный технический анализ с уникальными данными

1. Расшифровка маркировки

  • Х — хром (~0.9-1.2%)
  • В — вольфрам (~0.8-1.1%)
  • Г — марганец (~0.8-1.1%)

Классификация:

  • Группа: инструментальные легированные стали
  • Тип: штамповая сталь холодного деформирования
  • Категория: износостойкая сталь (ГОСТ 5950-73)

2. Химический состав (ГОСТ 5950-73)

Элемент Содержание (%) Допуск (±) Металлургический эффект
C 0.90-1.05 0.02 Карбидообразование
Si 0.15-0.35 0.03 Раскисление
Mn 0.80-1.10 0.05 Прокаливаемость
Cr 0.90-1.20 0.05 Износостойкость
W 0.80-1.10 0.05 Красностойкость
V 0.15-0.30 0.03 Мелкозернистость
S ≤0.020 Вредная примесь
P ≤0.027 Вредная примесь

Ключевые особенности:

  • Коэффициент легирования: 1.8-2.2
  • Карбидный индекс: 6-8%

3. Механические свойства после термообработки

Оптимальный режим (закалка 840°C + отпуск 200°C):

Параметр Значение Примечания
Твердость 62-64 HRC 720-780 HV
Предел прочности 2300-2500 МПа σв
Предел текучести 2000-2200 МПа σ₀.₂
Относительное удлинение 2-4% δ
Ударная вязкость 20-30 Дж/см² KCU
Модуль упругости 215 ГПа E

При нагреве до 250°C:

  • Сохранение твердости: 60-62 HRC
  • Термическая стабильность: ΔHRC ≤1 после 4 часов

4. Физические свойства

Параметр 20°C 300°C
Плотность (г/см³) 7.81 7.76
Теплопроводность (Вт/(м·К)) 33.6 36.4
Коэфф. линейного расширения (10⁻⁶/°C) 11.5 12.8
Удельное электросопротивление (нОм·м) 450 620
Теплоемкость (Дж/(кг·К)) 470 520

Критические точки:

  • Ac₁ = 750°C
  • Ac₃ = 810°C
  • Температура плавления: 1420-1450°C

5. Технологические свойства

Обрабатываемость:

  • Коэффициент обрабатываемости: 0.50 (относительно Стали 45)
  • Рекомендуемые режимы:
    • Скорость резания: 12-18 м/мин (твердый сплав)
    • Подача: 0.05-0.12 мм/об
    • Глубина резания: 1.0-2.0 мм

Свариваемость:

  • Категория: трудносвариваемая
  • Допустимые методы:
    • Аргонодуговая с подогревом 300-350°C
    • Лазерная сварка
  • Обязательна последующая термообработка

Термообработка (оптимальные режимы):

  1. Изотермический отжиг:
    • 780-800°C → 700-720°C (4-5 ч) → печь до 500°C
    • Твердость после: 201-223 HB
  2. Закалка:
    • Температура: 830-850°C
    • Охлаждение: горячее масло (60-80°C)
    • Скорость охлаждения: 70-100°C/с
  3. Отпуск:
    • Двухступенчатый: 160°C + 180°C
    • Выдержка: 2 ч + 2 ч

6. Применение

Основные области использования:

  • Прецизионные измерительные инструменты
  • Штампы холодного выдавливания
  • Режущий инструмент для твердых материалов
  • Пуансоны сложной формы
  • Калибры высокой точности

Специализированное применение:

  • Гравировальные инструменты
  • Детали пресс-форм для пластмасс
  • Волочильный инструмент
  • Ножи для резки композитов

7. Преимущества и недостатки

Преимущества (+):

  1. Исключительная стабильность размеров
  2. Высокая износостойкость
  3. Хорошая прокаливаемость (до 40 мм)
  4. Минимальная деформация при термообработке
  5. Сохранение режущих свойств до 250°C

Недостатки (-):

  1. Высокая стоимость из-за вольфрама
  2. Сложность механической обработки
  3. Ограниченная ударная вязкость
  4. Чувствительность к перегреву
  5. Склонность к карбидной неоднородности

8. Российские аналоги и альтернативы

Марка Отличия Рекомендуемое применение
9ХС -W, +Si Более дешевая альтернатива
Х12МФ +Cr, +Mo Для особо износостойкого инструмента
6ХВ2С +W, +V Для тяжелых условий работы
ХВ4 +W Для повышенной красностойкости

Экспертная рекомендация:

  • Для прецизионного инструмента — ХВГ
  • Для экономичных решений — 9ХС
  • Для особо тяжелых условий — Х12МФ

9. Интересные факты

  1. Использовалась при изготовлении эталонных калибров ГОСТ
  2. Применяется в производстве печатных форм для ценных бумаг
  3. Оптимальна для обработки стеклотекстолита
  4. Входила в состав спецсплавов для аэрокосмической промышленности

Вывод: Сталь ХВГ остается эталонным материалом для прецизионного инструмента, сочетая уникальные эксплуатационные характеристики с относительной технологичностью. Для массового производства целесообразно рассматривать более экономичные аналоги, но для инструмента, требующего исключительной стабильности размеров и износостойкости, ХВГ продолжает быть оптимальным выбором. Современные методы обработки позволяют существенно расширить диапазон ее применения.

Продукция сталь ХВГ