DIN EN ISO 4957:2018
Инструментальные стали (ISO 4957:2018); Немецкая версия EN ISO 4957:2018.

Стандартный №

DIN EN ISO 4957:2018

Дата публикации

2018

Разместил

German Institute for Standardization

состояние

быть заменен

быть заменен

DIN EN ISO 4957:2018-11

Последняя версия

DIN EN ISO 4957:2018-11

заменять

DIN EN ISO 4957:2001 DIN EN ISO 4957:2017

сфера применения

DIN EN ISO 4957:2018 Стандарт инструментальной стали. Технический анализ

DIN EN ISO 4957:2018 — ведущий международный стандарт на инструментальную сталь, заменивший издание 1999 года. Официально выпущенный в июле 2018 года, он был разработан совместно Техническим комитетом по стали ISO/TC 17 и Комитетом по термической обработке сталей ECISS/TC 105 при поддержке Германского института стандартизации (DIN) в качестве секретариата. Этот 42-страничный стандарт подробно описывает технические требования к четырём категориям инструментальной стали: нелегированная холоднодеформируемая инструментальная сталь, легированная холоднодеформируемая инструментальная сталь, легированная горячедеформируемая инструментальная сталь и быстрорежущая сталь.

---

Значительные технические изменения стандарта

По сравнению с изданием 1999 года, издание стандарта 2018 года претерпело существенные технические изменения: введено нормализованное прокатное/нормализованное состояние поставки; качество поверхности прутков соответствует ISO 9443, а листов – ISO 7788; добавлен новый раздел, посвященный сортировке и последующей обработке; а также полностью обновлены нормативные ссылки. Эти изменения отражают последние разработки в области технологии производства инструментальной стали и требований к ее применению.

Характеристики	ISO 4957:1999	ISO 4957:2018	Техническое значение
Состояние поставки	3 основных состояния	6 полных систем состояний	Охват более широкого спектра требований к применению
Требования к качеству поверхности	Нет конкретной ссылки на стандарт	Ссылки на ISO 9443 и ISO 7788	Улучшенная стандартизация
Требования к последующей обработке	Отдельно не указанный	Новые главы по сортировке и постобработке	Улучшенный контроль качества на протяжении всего процесса
Нормативные ссылки	Частичные обновления	Полностью обновленные ссылочные стандарты	Соответствует текущей системе стандартов

---

Система классификации инструментальной стали

Стандарт классифицирует марки стали в соответствии с ISO 4948-1 и устанавливает полную систему классификации инструментальной стали:

1. Нелегированные холоднодеформируемые инструментальные стали: они включают шесть марок, включая C45U, C70U, C80U, C90U, C105U и C120U. Содержание углерода в этих сталях составляет от 0,42% до 1,25%, и они подходят для штампов и инструментов для холодной обработки. 2. Легированные стали для холодной обработки: к ним относятся 17 марок, таких как 105V, 50WCrV8 и X153CrMoV12. Для повышения износостойкости и прокаливаемости добавляются такие легирующие элементы, как Cr, Mo и V. 3. Легированные стали для горячей обработки: к ним относятся девять марок, таких как 55NiCrMoV7 и X40CrMoV5-1, которые обладают превосходной прочностью при высоких температурах и термической усталостью.

4. Быстрорежущая сталь: 14 марок, таких как HS6-5-2 и HS18-0-1, обладают чрезвычайно высокой красностойкостью и износостойкостью, что делает их пригодными для режущих инструментов.

---

Подробные требования к химическому составу

Стандарт строго определяет диапазон химического состава для каждой марки стали, включая ограничения по основным легирующим элементам и примесным элементам.

Тип стали	Диапазон содержания углерода	Основные легирующие элементы	Типичная твёрдость (HRC)
Нелегированная холоднодеформируемая сталь	0,42–1,25%	Mn: 0,10–0,80%	54–62
Легированная холоднодеформируемая сталь	0,18–2,30%	Cr: 0,80–17,5%	52–62
Легированная горячедеформируемая сталь Сталь	0,25–1,40%	Mo: 0,30–3,2%	42–56
Быстрорежущая сталь	0,73–1,40%	W: 0,80–18,7%	60–66

Допустимое отклонение каждого элемента также четко оговорено, например, допустимое отклонение содержания углерода составляет ±0,02–0,05%, чтобы обеспечить постоянство свойств материала.

---

Требования к условиям термообработки и твердости

Стандарт определяет шесть условий термообработки при поставке, каждое из которых представлено определенным кодом:

+U - Необработанное состояние
+A - Отожженное (мягкий отжиг) состояние
+A+C - Отожженное + холоднотянутое состояние
+A+CR - Отожженное + холоднокатаное состояние
+QT - Закаленное + отпущенное состояние
+NT - Нормализованное + отпущенное состояние

Каждое состояние имеет соответствующие требования к твердости. Например, твёрдость в отожжённом состоянии варьируется от 183HBW до 302HBW в зависимости от типа стали.

---

Кривая зависимости твёрдости от температуры отпуска

В Приложении А представлена подробная кривая зависимости твёрдости от температуры отпуска, которая служит важным справочным материалом для разработки процессов термической обработки. Эти кривые показывают изменение твёрдости различных марок стали при определённой температуре аустенизации и условиях охлаждающей среды.

Например, после закалки на воздухе при 1020°C твёрдость стали X153CrMoV12 может достигать 62HRC после отпуска при 200°C, в то время как твёрдость снижается примерно до 55HRC после отпуска при 500°C. Эти данные имеют большое ориентировочное значение для проектирования инструмента и оптимизации процесса термообработки.

---

Качество поверхности и допуски на размеры

Стандарт устанавливает четкие требования к качеству поверхности инструментальной стали: вся продукция должна иметь гладкую поверхность, совместимую с производственным процессом. Допускаются незначительные дефекты, вызванные нормальными условиями производства, такие как следы от окалины в горячекатаных изделиях.

Качество поверхности прутков поставляется в соответствии с классом А по ISO 9443, а листов — в соответствии с требованиями ISO 7788, если иное не согласовано при заказе. Для шлифованных, полированных или отделанных поверхностей изделия не должны иметь поверхностных дефектов и обезуглероживания кромок.

Требования к размерам и допускам должны основываться на соответствующих международных или национальных стандартах. Например, горячекатаная круглая и плоская сталь соответствует серии ISO 1035.

---

Требования к инспекции и сертификации

Стандарт определяет три типа сертификатов инспекции:

Сертификат завода 2.2 - Базовая декларация соответствия
Сертификат приемочного контроля 3.1 - Содержит конкретные результаты инспекции
Сертификат приемочного контроля 3.2 - Расширенные требования к инспекции

Каждая партия контрольных единиц должна быть из одной и той же партии термообработки, чтобы обеспечить единообразие свойств материала. Конкретные методы инспекции, такие как анализ химического состава и испытание на твердость, ссылаются на соответствующие стандарты ISO.

---

Рекомендации по внедрению и руководство по применению

1. Рекомендации по выбору материала: выберите подходящую марку стали на основе конкретных условий применения. Для штампов холодной обработки предпочтительны высокоуглеродистые, высокохромистые стали, такие как X153CrMoV12. Для штампов горячей обработки предпочтительны молибден-ванадиевые стали, такие как X40CrMoV5-1. Для высокоскоростных режущих инструментов используются вольфрам-молибденовые быстрорежущие стали.

2. Оптимизация процесса термообработки: обратитесь к кривым температуры закалки-отпуска, приведенным в стандарте, и оптимизируйте параметры процесса термообработки на основе фактического размера заготовки и требований к производительности. Обратите особое внимание на увеличение времени нагрева и выдержки для больших заготовок.

3. Ключевые моменты контроля качества: строго контролируйте отклонения химического состава, особенно содержание углерода и основных легирующих элементов. Усиливайте контроль качества поверхности, чтобы избежать обезуглероживания и поверхностных дефектов, которые могут повлиять на срок службы инструмента.

4. Особенности обработки и производства: учитывая свойства упрочнения инструментальной стали, рекомендуется обрабатывать ее в отожженном состоянии, а затем выполнять окончательную термообработку. Обеспечить достаточный припуск на механическую обработку для устранения поверхностных дефектов.

---

Перспективы развития стандартных технологий

По мере повышения качества в обрабатывающей промышленности стандарты на инструментальную сталь будут продолжать совершенствоваться. Возможные направления дальнейшего развития включают: добавление новых сортов инструментальной стали для порошковой металлургии; дальнейшее совершенствование методов оценки высокотемпературных характеристик; повышение требований к данным о материалах, связанных с цифровыми двойниками; и ужесточение требований к устойчивому развитию и экологичности.

ISO 4957:2018, являясь основополагающим стандартом на инструментальную сталь, устанавливает унифицированные технические условия для мирового производства, торговли и применения инструментальной стали и имеет большое значение для развития международной торговли и технологического обмена.