Легированные инструментальные стали для горячей обработки характеризуются рабочей средой в диапазоне температур от 250 до 700 °C. Используются в качестве сталей для ножей для горячей резки, сталей для матриц прессовых машин, кузнечных прессов, сталей для форм для литья под давлением, форм для производства и пластической обработки металлов в твердом и жидком состоянии.

Изделия из инструментальной стали отличаются коррозионной стойкостью, соответствующей пластичностью, стойкостью к термическим трещинам, жаростойкостью, очень высокой прочностью, твердостью и стойкостью к истиранию при высоких температурах.

Химический состав инструментальной стали для горячей обработки

Содержание углерода по сравнению с другими инструментальными сталями значительно ниже, в пределах 0,30-0,60%, в связи с необходимостью сохранения ударной вязкости и пластичности материалов, чему способствует добавление никеля в некоторые марки (например, WNLV). Наиболее распространенными инструментальными сталями являются марки со следующим составом легирующих добавок: Cr-Mo-V, Cr-W-V, Cr-Mo-W-V, Cr-Mo-Co и Ni-Cr-Mo-V.

Термическая обработка

Для обеспечения долговечности компонентов из инструментальной стали, предназначенных для работы в условиях высоких температур, необходимо предварительно равномерно нагреть деталь до соответствующей температуры 200-250℃, а также обеспечить надлежащее охлаждение этой стали после выполнения работы.

За долговечность инструментов также отвечает правильная термообработка изделия, которое поставляется в мягком состоянии. Рабочая температура изделия не должна превышать температуру отпуска. Каждое изделие во время работы подвержено трещинам, которые со временем углубляются, поэтому необходима периодическая замена элементов.

Термическая обработка инструментальной стали для горячей обработки заключается в многоступенчатом нагревании изделия до температуры аустенитизации в зависимости от марки – 850-1150℃. Температура этого диапазона должна быть подобрана таким образом, чтобы не произошло разрастание зерен в изделии, что может привести к снижению пластичности сердцевины элемента.

Закалка проводится в масле для элементов с меньшими сечениями. Для компонентов больших размеров закалка проводится с помощью распыленного водяного тумана, в сжатом воздухе или с изотермической остановкой. Температура отпуска составляет 500-600℃, при этом процедура повторяется дважды. Во время отпуска, в зависимости от легирующих добавок в марке, выделяются легирующие карбиды M₂C, M₄C₃, M₇C₃, придающие изделиям вторичную твердость.