Литые штампы для горячего объемного деформирования - Куниловский В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Таблица 2.9. Отпускоустойчивость штамповых сталей в литом и деформированном состояниях (т = 4 ч)
Марка стали Состояние материала Температура отпуска, °С, для получения значений твердости НКСЭ
40 4 45 5р
5ХНМ Литое 500 ? 420—440 380—400
Деформированное
5Х2НМ Литое 575 525 490
Деформированное
4Х5МФ1С Литое 615—620 615—625 610 580—600
Деформированное
Примечания: 1. Для стали марок 5Х2НМ и 4Х5МФ1С применялся второй отпуск при температуре на 30 °С ниже первого, длительностью 2 ч. 2. В таблице приведены температуры отпуска для получения наиболее употребительных значений твердости.
32
Рис. 2.4. Изменение твердости сталей марок 5ХНМ, 5Х2НМ и 4Х5МФ1С в литом (/) и деформированном (2) состояниях в зависимости от длительности выдержки при температурах 650 °С (а) и 700 °С (б) (предварительная термическая обработка осуществлена на твердость, приблизительно равную 40 НИСЭ)
6) 0 0,51 2 5 10 _Длительность выдержки, ч
больше в междендритных участках стали первичных карбидных выделений, тем больше чувствительность к надрезу у литого материала (табл. 2.10).
В зависимости от степени легированное™ находятся и такие свойства материала отливок, как пластичность, вязкость, сопротивление развитию трещины при ударном нагружении (табл. 2.11), увеличение которой приводит к катастрофическому падению этих характеристик при умеренных температурах испытания. Достаточно высокой пластичностью и вязкостью в опасном с точки зрения разрушения штампов интервале температур 20— 500 °С обладают стали 5ХНМ, 5Х2НМ, 5ХНМФ, ЗХ2НМФ; все остальные исследуемые литые штамповые стали им значительно уступают.
Помимо легирования литого материала углеродом и карбидообразую-щими элементами его пластичность и вязкость зависят от скорости охлаждения соответствующих участков отливки при кристаллизации, т. е. от их местоположения относительно поверхности отливки. Из табл. 2.12 следует, что эта зависимость выражается тем сильнее, чем больше легирована сталь: для отливок из стали марки 5ХНМ максимальное уменьшение ударной вязкости образцов, вырезанных из поверхности, в сравнении с образцами, изготовленными из центральных участков отливок, составляет 13 %, а для более легированной стали марки .4Х5МФ 1С — 42 %.
Так как изменение плотности металла по высоте отливок в этом случае практически одинаково (табл. 2.13), то объяснить меньшую пластичность и вязкость центральных участков материала отливок можно, видимо, увеличением суммарной протяженности первичных карбидных выделений (см. табл. 2.7), которые, являясь концентраторами напряжений, облегчают возникновение и развитие трещины разрушения, проходящей преимущественно по междендритным участкам (рис. 2.5, см. вклейку).
Из исследуемых сталей только в отливках стали марки 5ХНМ практически не содержится избыточных карбидов, что и предопределяет максимальные значения пластичности и вязкости этой стали в сравнении ее с более легированными (табл. 2.14). Характер излома ударных образцов стали марки 5ХНМ и теплостойкой стали марки 4Х5МФС подтверждает это (рис. 2.6, см. вклейку). Так, у стали марки 5ХНМ излом в основном вязкий, чашечный;
0 0,51 2
5 Ю
Длительность быдержки, ч
2 Заказ 181
33
Таблица 2.10. Механические свойства штамповых сталей в литом и деформированном состояниях
Марка стали Состояние материала * Твердость после окончательной термической обработки нис, v Механические свойства при температуре, °С
20 200 500« 600 700
оь ОО 2 оиь/оЪ Go 2 Ob/Ob оь Go 2 <т"М СТО 2 ¦ оиь/оЪ Оь Оо 2
МПа ' МПа МПа МПа МПа
5ХНМ Литое 40 1400 1330 1,31 1310 ИЗО 1,30 830 770 1,47 385 340 1,73 — -
Деформированное 1400 1320 1,4 > 1320 1140 1,42 850 780 1,57 380 320 1,77 — -
Литое 46 1700 1600 1,30 1580 1420 1,32Ч 870 760 1,43 410 ^340 1,65 160 120
Деформированное 1740 1600 1,38 ЩОО 1450 1,4 880 780 1,55 400 350 1,66 160 120
5ХНМФ Литое 39—40 1410 1300 1,30 1320 1200 — 1060 950 1,50 730 680 1,58 280 200
ЗХ2НМФ 38—39 1300 1200 1,36 1310 1180 — 1070 950 1,51 760 700 1,55 330 250
5Х2НМФ Литое 40 1430 1330 1,15 1280 1150 1,18 990 900 1,2 760 710 1,35 360. 300
Деформированное 39—40 1410 1350 1,45 1390 1200 1,36 1070 950 1,4 820 750 1,42 400 320
Литое 46 0~раз = 1550 1600 1430 — ~1360 1220 — 1080 1060 — 710 600
Деформированное 1700 1510 — 1610 1410 — 1380 1220 — 1100 1040 — 700 610
4Х5МФ1С Литое 40 1380 1250 1,07 1270 1170 1,16 1040 950 1,08 760 690 1,32 450 380
Деформированное 1450 1300 1,4 1320 1140 1,47 1020 920 1,56 790 720 1,58 460 380
Литое аРаз=1450 — — — 1400 1240 1,02 1100 1060 1,25 750 '640
4Х5МФ1С 46
Деформированное 1740 1520 1,35 1630 1420 1,42 1390 1250 1,50 1120 1070 1,45 740 660
Примечания: 1. Образцы изготовлены из центральных участков отливок и деформированных прутков диаметром 16 мм. 2. араз — напряжение, при котором происходит разрушение образца; о" — предел прочности образцов с надрезом; оь — предел прочности образцов без надреза.
Таблица 2.11. Пластичность и вязкость материала отливок (образцы вырезаны из центральных участков)
