Сталь 4Х5В2ФС: расшифровка, характеристики, Справочник инженера

Сталь 4Х5В2ФС 📘 Технический справочник

Штамповая сталь повышенной теплостойкости: расшифровка марки, ГОСТ 5950, химический состав, механические свойства, термообработка, применение, аналоги.

📖 Содержание: всё о стали 4Х5В2ФС

1. Что такое сталь 4Х5В2ФС?
2. Расшифровка марки
3. Химический состав (ГОСТ 5950)
4. Механические свойства
5. Твердость стали 4Х5В2ФС (HRC, HB)
6. Плотность стали 4Х5В2ФС
7. Физические свойства
8. Технологические свойства
9. Термообработка (отжиг, закалка, отпуск)
10. Режимы термообработки
11. Закалка и отпуск стали 4Х5В2ФС
12. Области применения
13. Преимущества и недостатки
14. Аналоги и сравнение
15. Нормативные документы (ГОСТ, ТУ)
16. Цены на сталь 4Х5В2ФС
17. Продукция из стали 4Х5В2ФС

📌 Сталь 4Х5В2ФС — штамповая сталь повышенной теплостойкости

Сталь 4Х5В2ФС (ГОСТ 5950-2000) — это штамповая сталь повышенной теплостойкости, предназначенная для горячего деформирования. Относится к группе сталей с комплексным легированием хромом (5%), вольфрамом (2%), ванадием и кремнием, что обеспечивает отличную красностойкость (до 600-650°C).

Основные характеристики: плотность 7800 кг/м³, твердость после термообработки 52-58 HRC, предел прочности 1600-1900 МПа, высокая теплостойкость, хорошая прокаливаемость.

🔍 Расшифровка стали 4Х5В2ФС

4 — это содержание углерода (C) в стали, выраженное в десятых долях процента. В данном случае — 0,37-0,44% (в среднем 0,40%). Углерод обеспечивает высокую твёрдость и износостойкость стали после закалки. Такое содержание углерода оптимально для штамповых сталей — оно даёт хорошую прокаливаемость и красностойкость, не снижая вязкости.

Х — обозначает наличие хрома (Cr). Хром — один из основных легирующих элементов, повышающий прокаливаемость, износостойкость и коррозионную стойкость стали.

5 — содержание хрома составляет 4,5-5,5% (в среднем 5%). Хром в таком количестве обеспечивает высокую прокаливаемость, позволяет получать твёрдость до 55-58 HRC после закалки, а также повышает теплостойкость стали.

В — обозначает наличие вольфрама (W). Вольфрам — ключевой элемент, обеспечивающий теплостойкость и красностойкость — способность сохранять твёрдость и режущие свойства при нагреве в процессе работы.

2 — содержание вольфрама составляет 1,8-2,2% (в среднем 2%). Вольфрам образует устойчивые карбиды, которые препятствуют разупрочнению стали при нагреве, обеспечивая красностойкость до 600-650°C. Это критически важно для штампов горячего деформирования.

Ф — обозначает наличие ванадия (V) в количестве 0,6-0,9%. Ванадий измельчает зерно, повышает износостойкость, прочность и предел выносливости, образуя мелкодисперсные карбиды, которые равномерно распределяются в мартенситной матрице.

С — обозначает наличие кремния (Si) в количестве 0,8-1,2%. Кремний повышает окалиностойкость (сопротивление окислению при нагреве), упругость и прокаливаемость, а также является активным раскислителем. Кроме того, кремний увеличивает красностойкость и сопротивление отпуску.

⚙️ Классификация и особенности стали 4Х5В2ФС:

По структуре: мартенситный класс (закаливается на мартенсит)
По назначению: штамповая сталь для горячего деформирования
По типу: теплостойкая, износостойкая, высокопрочная
Красностойкость: до 600-650°C (благодаря вольфраму)
Свариваемость: ограниченная (требуется подогрев и термообработка)
Прокаливаемость: высокая (благодаря хрому и вольфраму)
Обрабатываемость резанием: удовлетворительная (в отожженном состоянии, HB 200-230)
Температура нагрева под штамповку: до 1100-1150°C

📌 Экспертный комментарий: Сталь 4Х5В2ФС — это высококачественная штамповая сталь для горячего деформирования (ковочные штампы, молотовые штампы, пресс-формы для литья под давлением). По составу и свойствам она близка к широко известной стали 4Х5МФ1С (ЭИ958), но вместо молибдена содержит вольфрам, что придаёт стали более высокую красностойкость (сохраняет твёрдость при нагреве до 600-650°C).

Благодаря комплексному легированию — хром (5%) для прокаливаемости, вольфрам (2%) для красностойкости, ванадий (0,9%) для измельчения зерна и износостойкости, кремний (1,2%) для окалиностойкости — сталь идеально подходит для работы в тяжёлых тепловых условиях. Основные изготавливаемые инструменты:

штампы горячего деформирования (для ковки и штамповки деталей из стали и цветных металлов)
молотовые и кривошипные штампы
вставки в штампы горячего прессования
пресс-формы для литья под давлением (алюминиевые, магниевые сплавы)
ножницы для горячей резки

Рекомендуемая термообработка: закалка 1000-1050°C (масло) → отпуск 560-620°C (2-3 раза) → твёрдость 45-52 HRC. Твёрдость после закалки без отпуска достигает 58-62 HRC, но для штампов горячего деформирования требуется более высокий отпуск для повышения вязкости и красностойкости.

Аналоги: AISI H11, H12 (США), DIN 1.2343, 1.2365 (Германия). Сталь не магнитится в аустенитном состоянии, но после закалки — магнитится (мартенситная структура).

⚗️ Химический состав (ГОСТ 5950-2000)

Элемент	Содержание, %	Влияние на свойства
Углерод (C)	0,37 – 0,44	Обеспечивает твердость и прочность
Хром (Cr)	4,5 – 5,5	Повышает прокаливаемость, износостойкость
Вольфрам (W)	1,8 – 2,2	Повышает теплостойкость, красностойкость
Ванадий (V)	0,6 – 0,9	Повышает износостойкость, измельчает зерно
Кремний (Si)	0,8 – 1,2	Повышает окалиностойкость, упругость
Марганец (Mn)	≤ 0,40	Связывает серу
Сера (S)	≤ 0,030	Вредная примесь
Фосфор (P)	≤ 0,030	Вредная примесь

🔧 Механические свойства (после термообработки)

Параметр	Значение
Твердость после закалки + отпуска (HRC)	52 – 58
Твердость после закалки без отпуска (HRC)	до 60
Твердость после отжига (HB)	200 – 250
Предел прочности σ_в, МПа	1600 – 1900
Предел текучести σ_0,2, МПа	1400 – 1700
Относительное удлинение δ₅, %	8 – 12
Ударная вязкость KCU, Дж/см²	25 – 40
Модуль упругости E, ГПа	215

📊 Твердость стали 4Х5В2ФС (HRC, HB)

Состояние / Режим обработки	Твердость
После отжига	200 – 250 HB
Закалка 1050-1150°C + отпуск 550-650°C	52 – 58 HRC
Закалка 1050-1150°C + низкий отпуск 200-300°C	54 – 60 HRC
Максимальная твердость после закалки	до 60 HRC

📏 Плотность стали 4Х5В2ФС

Температура, °C	Плотность, кг/м³
20	7800
100	7770
200	7740
400	7680
600	7620

🔥 Физические свойства

Параметр	Значение (при 20°C)
Плотность, кг/м³	7800
Температура плавления, °C	1400 – 1450
Теплопроводность, Вт/(м·К)	25 – 35
Коэф. линейного расширения α·10⁶, 1/°C (20-100°C)	12,0
Модуль упругости E, ГПа	215

Критические точки: Ac₁ = 830°C, Ac₃ = 900°C, Mn = 350°C.

🛠️ Технологические свойства

⚠️ Свариваемость: ограниченная ✂️ Обрабатываемость: удовлетворительная 🔥 Красностойкость: до 650°C

Обрабатываемость резанием: Удовлетворительная в отожженном состоянии. Рекомендуется твердосплавный инструмент.
Свариваемость: Ограниченная. Рекомендуется предварительный подогрев до 350-450°C и последующая термообработка.
Температура ковки: Начала 1150°C, конца 880°C. Охлаждение на воздухе или в яме.
Красностойкость: Высокая (до 600-650°C) благодаря вольфраму (2%).
Окалиностойкость: Высокая (благодаря кремнию до 1,2%)
Склонность к отпускной хрупкости: не склонна
Флокеночувствительность: чувствительна

🔥 Термообработка стали 4Х5В2ФС

Отжиг (полный): 850-880°C, охлаждение с печью. Твердость 200-250 HB.
Закалка: 1050-1150°C, охлаждение в масле или на воздухе. Для крупных деталей рекомендуется закалка в масле.
Отпуск высокий: 550-650°C — HRC 52-58. Основной режим для штампов горячего деформирования.
Отпуск низкий: 200-300°C — HRC 54-60 (для повышенной износостойкости).
Двух-трехкратный отпуск: Рекомендуется для полного снятия напряжений и стабилизации структуры.

⚙️ Режимы термообработки

Вид обработки	Температура, °C	Охлаждающая среда	Твердость
Отжиг	850-880	С печью	200-250 HB
Закалка	1050-1150	Масло/воздух	до 60 HRC
Отпуск (высокий)	550-650	Воздух	52-58 HRC
Отпуск (низкий)	200-300	Воздух	54-60 HRC

🔨 Закалка и отпуск стали 4Х5В2ФС

Для достижения оптимальных свойств стали 4Х5В2ФС рекомендуется следующий режим термообработки:

📌 Закалка:

Предварительный подогрев: 600-700°C, выдержка 30-40 минут (для крупных деталей).
Нагрев под закалку: 1050-1150°C, выдержка из расчета 1-1,5 минуты на 1 мм сечения.
Охлаждение: в масле (для деталей сложной формы — на воздухе).

📌 Отпуск:

Первый отпуск: 550-650°C, выдержка 2 часа, охлаждение на воздухе
Второй отпуск: 550-650°C, выдержка 2 часа, охлаждение на воздухе
Рекомендуемая температура отпуска: 580-620°C для оптимального сочетания твердости и вязкости

Результат: Твердость 52-58 HRC, хорошая теплостойкость и вязкость.

🏗️ Области применения стали 4Х5В2ФС

✅ Штампы горячего деформирования: матрицы, пуансоны для горячей штамповки
✅ Пресс-формы для литья под давлением: для цветных металлов и сплавов
✅ Инструмент для горячей высадки: на горизонтально-ковочных машинах
✅ Ножи для горячей резки металла: ножницы для резки горячего проката
✅ Детали, работающие при повышенных температурах: до 600-650°C

👍👍 Преимущества и недостатки

✅ Преимущества

Высокая теплостойкость (рабочая температура до 600-650°C)
Отличная износостойкость (благодаря ванадию и вольфраму)
Высокая прокаливаемость (благодаря хрому и вольфраму)
Высокая прочность (σв до 1900 МПа)
Хорошая окалиностойкость (благодаря кремнию)
Не склонна к отпускной хрупкости

❌ Недостатки

Высокая стоимость (содержит вольфрам)
Сложность механической обработки в закаленном состоянии
Ограниченная свариваемость
Чувствительность к флокенам
Требовательность к режимам термообработки

🌍 Аналоги стали 4Х5В2ФС

🇷🇺 Российские аналоги

Марка	Отличие
4Х5В2ФС-Ш	Электрошлаковый переплав, повышенная чистота
4Х4ВМФС	Содержит Mo вместо W, ниже теплостойкость
4Х3ВМФС	Меньше Cr и W, ниже теплостойкость

🌍 Зарубежные аналоги стали 4Х5В2ФС

Стандарт	Марка	Примечание
AISI (США)	H11, H13	Близкие аналоги
DIN (Германия)	X38CrMoV5-1, 1.2343	Европейский стандарт
EN (Европа)	X38CrMoV5-1, 1.2343	Европейский стандарт
JIS (Япония)	SKD6	Японский аналог

📄 Нормативные документы (ГОСТ на сталь 4Х5В2ФС)

ГОСТ 5950-2000 — прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали

Основной стандарт. Регламентирует химический состав, механические свойства, правила приёмки стали 4Х5В2ФС.

ГОСТ 2590-2006 — прокат круглый горячекатаный

Стандарт на круглую сталь 4Х5В2ФС. Круг 4Х5В2ФС поставляется диаметром от 10 до 200 мм.

ГОСТ 4405-75 — полоса инструментальная

Стандарт на полосу 4Х5В2ФС.

💰 Цены на сталь 4Х5В2ФС (средние по РФ)

Форма поставки	Цена за кг (руб)
Круг 4Х5В2ФС	480 – 650
Полоса 4Х5В2ФС	500 – 700
Поковка 4Х5В2ФС	550 – 750

Цены указаны ориентировочно. Возможны сезонные колебания.

❓ Часто задаваемые вопросы о стали 4Х5В2ФС

Как расшифровывается марка стали 4Х5В2ФС?

4 — 0,40% углерода (0,37-0,44%), Х — хром, 5 — 5% хрома (4,5-5,5%), В — вольфрам, 2 — 2% вольфрама (1,8-2,2%), Ф — ванадий (0,6-0,9%), С — кремний (0,8-1,2%). Штамповая сталь повышенной теплостойкости.

Какая твердость стали 4Х5В2ФС?

После закалки и отпуска 52-58 HRC. Максимальная твердость после закалки до 60 HRC.

Какая температура закалки стали 4Х5В2ФС?

Закалка 1050-1150°C, охлаждение в масле или на воздухе. Отпуск 550-650°C.

Как проводится закалка и отпуск стали 4Х5В2ФС?

Закалка: подогрев 600-700°C, затем нагрев до 1050-1150°C, охлаждение в масле. Отпуск: двухкратный при 550-650°C по 2 часа.

Где применяется сталь 4Х5В2ФС?

Штампы горячего деформирования, пресс-формы для литья под давлением, инструмент для горячей высадки.

Какой ГОСТ на сталь 4Х5В2ФС?

Основной ГОСТ 5950-2000.

Какой зарубежный аналог стали 4Х5В2ФС?

AISI H11, H13 (США), DIN X38CrMoV5-1, 1.2343 (Германия), SKD6 (Япония).

📦 Продукция из стали 4Х5В2ФС

⚫ Круг 4Х5В2ФС

✔️ Резка в размер, доставка по РФ, сертификаты. Круг 4Х5В2ФС в наличии.

✅ ООО «СТАРТЕКС» — поставка стали 4Х5В2ФС по всей России с сертификатами. В наличии круг. Резка в размер, доставка авто и Ж/Д.