Содержание
Быстрорежущая инструментальная сталь M4: свойства, процесс, применение
- Джон
Инструментальная сталь M4 — критически важный материал для отраслей, где требуются высокопроизводительные режущие инструменты. В SteelPro Group мы сосредоточены на предоставлении этой быстрорежущей стали в ее лучших формах, включая усовершенствованную PM M4. В этом руководстве мы углубимся в инструментальную сталь M4, помогая вам выбрать лучшие материалы.
Что такое инструментальная сталь М4?
Инструментальная сталь W4 — это быстрорежущая сталь (HSS), известная своей превосходной износостойкостью, высокой твердостью и способностью сохранять производительность резания при повышенных температурах. Она обычно используется для режущих инструментов, сверл и метчиков в высокоскоростных приложениях обработки. По сравнению с другими марками HSS, такими как M2, W4 обеспечивает превосходную износостойкость и сохранение твердости, но с немного более низкой прочностью.
Обычная инструментальная сталь M4 подвержена абразивному износу инструмента и плохой обработке поверхности в отожженном состоянии, а также становится хрупкой после закалки. Однако PM M4, изготовленная методом порошковой металлургии, имеет более однородную микроструктуру и постоянную твердость. Это снижает износ, улучшает обрабатываемость и сохраняет прочность в закаленном состоянии.
Чему эквивалентна инструментальная сталь М4?
Вот эквивалентная информация для инструментальной стали М4:
| Стандарт/Система | Эквивалентная оценка |
| ASTM А681, А600 | М4 |
| QQ-T-59 | М4 |
| ДИН | 1.3343 |
| EN ISO 4957 | X20CrWMoV 12 1 |
| JIS | СХ51 |
| ГБ | W18Cr4V |
Химический состав инструментальной стали М4
Химический состав M4 разработан для оптимизации его высокой твердости, износостойкости и термической стабильности. Содержание вольфрама, молибдена и ванадия значительно повышает его способность выдерживать высокие температуры и абразивный износ, а хром и углерод улучшают общую прочность и долговечность.
В таблице ниже представлен подробный химический состав инструментальной стали М4.
| Элемент | Состав |
| Углерод (С) | 1.25 – 1.4 % |
| Хром (Cr) | 3.75 – 4.75 % |
| Медь (Cu) | ≤ 0,25 % |
| Железо (Fe) | 75.9 – 81.4 % |
| Марганец (Mn) | 0.15 – 0.40 % |
| Молибден (Mo) | 4.25 – 5.5 % |
| Никель (Ni) | ≤ 0,30 % |
| Фосфор (P) | ≤ 0,030 % |
| Кремний (Si) | 0.20 – 0.45 % |
| Сера (S) | ≤ 0,030 % |
| Вольфрам (W) | 5.25 – 6.5 % |
| Ванадий (V) | 3.75 – 4.5 % |
Физические свойства инструментальной стали М4
Инструментальная сталь M4 характеризуется высокой плотностью и сильной устойчивостью к тепловому расширению, что делает ее стабильной при колебаниях температур. Ее превосходная теплопроводность обеспечивает эффективное рассеивание тепла, а ее удельная теплоемкость поддерживает производительность в условиях высоких температур.
В таблице ниже представлены подробные физические свойства инструментальной стали М4.
| Свойство | Метрический | Империал |
| Плотность | 7,8 г/см³ | 0,282 фунта/дюйм³ |
| Температура плавления | 1410 – 1450°С | 2570 – 2642°F |
| Теплопроводность | 27 Вт/м·К | 19,0 БТЕ·фут/ч·°F·фут² |
| Удельная теплоемкость | 0,46 Дж/г·К | 0,11 БТЕ/фунт·°F |
| Коэффициент теплового расширения | 11,5 мкм/м·К | 6,39 мкдюйм/дюйм·°F |
Механические свойства инструментальной стали М4
Инструментальная сталь M4 обеспечивает отличную твердость и прочность на разрыв, что делает ее очень устойчивой к износу и деформации. Ее способность выдерживать высокие нагрузки и удары обеспечивает длительную работу, а ее жесткость помогает сохранять форму под нагрузкой.
В таблице ниже представлены подробные механические свойства инструментальной стали М4.
| Свойство | Метрический | Империал |
| Твердость (HRC) | 62 – 64 HRC | 62 – 64 HRC |
| Предел прочности | 2100 – 2500 МПа | 305 – 363 тыс.фунтов на кв.дюйм |
| Предел текучести | 1700 – 2100 МПа | 246 – 305 тыс.фунтов на кв.дюйм |
| Удлинение | 8 – 12 % | 8 – 12 % |
| Модуль упругости | 210 ГПа | 30,5 x 10⁶ фунтов на кв. дюйм |
| Ударная вязкость (Шарпи) | 20 – 30 Дж | 15 – 22 фут-фунта |
| Коэффициент Пуассона | 0.27 – 0.30 | 0.27 – 0.30 |
Термическая обработка инструментальной стали М4
SteelPro Group обеспечивает точный контроль температуры и скорости охлаждения во время термообработки инструментальной стали M4. Наш производственный процесс строго соответствует стандартам, поставляя продукцию из инструментальной стали M4 с постоянным качеством. Ниже приведен подробный процесс термообработки инструментальной стали M4.
Отжиг
Отжиг важен для снятия внутренних напряжений в стали, что облегчает ее обработку. Он особенно полезен после ковки, литья или сварки. После отжига твердость может достигать примерно 240-255 HB.
Процесс: Нагрейте M4 до температуры 850-900°C (1,562-1,652°F) и выдерживайте при этой температуре 1 час на 25,44 см (1 дюйм). Затем медленно охладите сталь в печи со скоростью примерно 20°C (36°F) в час.
Закалка
Предварительный нагрев
Для уменьшения теплового удара рекомендуется предварительный нагрев. Для инструментов сложной формы предварительный нагрев следует проводить в два этапа для предотвращения температурных градиентов:
- Первая стадия: 500–600°C (932–1112°F)
- Вторая стадия: 800–900°C (1472–1652°F)
аустенитизация
Нагрейте инструментальную сталь М4 до 1200–1250°C (2192–2282°F). Выдержите 30–45 минут на каждые 25,44 см (1 дюйм) толщины.
Закалка
После аустенизации инструментальная сталь M4 должна быть быстро охлаждена (закалена) для фиксации твердости. Это можно сделать в масле для более высокой твердости и более однородной микроструктуры или на воздухе для снижения деформации и риска образования трещин.
Закалка
Отпуск имеет решающее значение для снижения хрупкости, вызванной закалкой, и для баланса твердости и вязкости. После отпуска диапазон твердости обычно составляет 58-62 HRC.
Закалку обычно проводят при температуре 540–650 °C (1004–1202 °F), для достижения оптимальных результатов рекомендуется проводить двойной отпуск при температуре 600–650 °C (1112–1202 °F).
Формы изделий из инструментальной стали М4
Наша продукция соответствует международным стандартам, таким как ASTM и ISO, а также мы предлагаем индивидуальные размеры. Если вам требуются предварительно закаленные или отожженные прутки с определенной твердостью, свяжитесь с нами для индивидуальных решений.
| Форма продукта | Диапазон измерений (метрический) | Диапазон размеров (имперский) |
| Круглые прутки | Диаметр: от 10 мм до 100 мм | Диаметр: от 0,39 до 3,94 дюйма |
| Длина: от 1000 мм до 3000 мм | Длина: от 39,37 до 118,11 дюймов | |
| Плоские прутки | Толщина: от 5 мм до 50 мм | Толщина: от 0,20 до 1,97 дюйма |
| Ширина: от 20 мм до 200 мм | Ширина: от 0,79 до 7,87 дюйма | |
| Длина: от 1000 мм до 3000 мм | Длина: от 39,37 до 118,11 дюймов | |
| Тарелки | Толщина: от 10 мм до 50 мм | Толщина: от 0,39 до 1,97 дюйма |
| Ширина: от 200 мм до 1500 мм | Ширина: от 7,87 до 59,06 дюймов | |
| Длина: от 1000 мм до 3000 мм | Длина: от 39,37 до 118,11 дюймов |
Применение инструментальной стали M4
- Лезвия: Дисковые пилы, Ножи для металлообработки
- Протяжки: Внутренние протяжные инструменты, Поверхностные протяжные инструменты
- Зубчатые фрезы: прямозубые и косозубые зубчатые фрезы, внутренние зубчатые фрезы
- Резьбовые ролики: Холодноштамповочные резьбовые ролики для болтов и винтов
- Фрезы: концевые фрезы, торцевые фрезы
- Фрезы-формовщики: используются для формовки металлических деталей и компонентов.
- Швейные фрезы: прецизионные инструменты для финишной обработки шестерен и других компонентов
Сталь PM M4 (или сталь CPM M4) изготовленный с использованием процессов порошковой металлургии, обеспечивает улучшенную износостойкость, прочность и размерную стабильность. Эти улучшенные свойства делают его пригодным для сложных, высоконапряженных применений обработки.
Инструментальная сталь M4 для максимальной производительности
В SteelPro Group мы поставляем M4 и прочая быстрорежущая инструментальная сталь в различных формах, от прутков до индивидуальных профилей, адаптированных к вашим потребностям в обработке. Благодаря нашим услугам по точной резке и термообработке мы гарантируем, что каждый продукт будет соответствовать вашим точным спецификациям.
