Литые штампы для горячего объемного деформирования - Куниловский В.В.
Скачать (прямая ссылка):
При оценке влияния выбранных модификаторов судили по их действию на суммарную протяженность первичных карбидов, так как именно эта характеристика определяет пластичность и вязкость стали.
Влияние модифицирующих добавок (%) на суммарную протяженность первичных карбидов (мкм/мм2) в стали после закалки с температуры 1050 °С приведено ниже.
Б / добавок.....*.......... 50
0,07С—0,28Ti...............640
0Д2С-0,50 Ti...............850
0,001В (расчет) 0,005В ( » ) . . 0,01В (») . . 0,2FeCe (>) . 0,4FeCe ( » ) . 0,6FeCe ( » ) .
50 33 82
37
30 25
Наиболее благоприятное воздействие на эту характеристику при всех исследованных концентрациях оказывает церий. Модифицирование бором оказывает положительное влияние только при его введении в количестве 0,005 % (расчет). Добавкц же титана приводят к очень значительному (более чем в 10 раз) увеличению суммарной протяженности первичных карбидных выделений в исследуемой стали. Последнее обстоятельство объясняется тем, что при введении титана в расплав не образуется специальных карбидов (НС), играющих роль дополнительных центров кристаллизации, образующиеся же в интервале температур ликвидус — солидус преимущественно в межосных участках карбиды титана (рис: 6.1,' см. вклейку) являются лишь дополнительными концейтраторами напряжений. Не случайно
60
.50
OD СО
со
•о
:з о
I
30-
20-
600 о
20°С
10- г-
АЇ0
КС и 20 °С
КС U №°С
1
кст
20°С
30
20
см
к сі
10
Рис. 6.2. Влияние добавок ИеСе на изменение пластичности и вязкости отливок из стали марки 4Х5МФС, термически обработанных на твердость 39—40 НИСЭ; / — без добавок; 2 — 0,2 % ?еСе; 3 — 0,4 % ИеСе, 4 — 0,6 % ИеСе
86
Таблица 6.2. Химический состав отливок исследуемых сталей
Марка стали Масса от- Массовое содержание элементов, %
ливки, кг С S Р Si Мп Сг Мо Ni V ФЦМ (расчет)
4Х5МФС 0,41 0,022 0,018 1,02 0,43 4,8 0,99 0,6 Б/добавок
0,43 0,016 0,012 1,2 0,63 4,53 0,86 0,54 0,35
4Х5МФ1С 50 0,41 0,025 0,018 1,0 0,48 5,35 1,25 0,80 Б/добавок
¦ 0,40 0,020 0,013 1 1,05 0,66 5,1 1,18 1 0,84 0,35
0,50 0,020 „ 1 0,015 0,40 0,51 0,72 0,24- 1 1,45 Б/добавок
5XHM 0,52 0,015 0,010 0,69 0,73 0,94 0,28 1,6 0,35
250 0,51 0,025 0,017 0,6 0,55 0,9 0,27 1,45 Б/добавок
0,48 1 0,015 0,015 0,55 0,44 0,86 0,25 1,62 0,35
50 1 0,28 0,020 0,018 0,45 ч 0,45 2,15 0,49 1,47 0,41 Б/добавок
ЗХ2НМФ 0,27 0,015 0,014 0,41 0,54 2,26 0,40 1,4 0,38 0,35 '
250 0,26 0,025 0,021 0,5 0,55 2,3 0,5 1,4 0,35 Б/добавок
1 0,28 0,020 I 0,017 1 0,4 1 0,5 1 2,1 1 0,43 1_._ 1,5 1_ 0,4 j- 0,35
поэтому сталь, содержащая добавки титана, обладает пластичностью и вязкостью значительно меньшей по сравнению с материалом обычного состава.
Не приводит к повышению пластичности и вязкости исследуемой стали и модифицирование ее бором (при всех вводимых количествах).
Из трех исследуемых модификаторов положительное влияние на вязкость и пластичность материала отливок из стали марки 4Х5МФС оказывает лишь церий (рис. 6.2). Так, значение КСи и КСТ стали повышаются в 1,5 раза при комнатной температуре, оставаясь на более высоком уровне и при повышенной температуре испытания. Значения относительного сужения г|)0бщ при /ИСП = 20°С повышаются в 2,5—3,0 раза. При этом повышение пластич-, ности происходит в результате увеличения только сосредоточенной части деформации г|)СОср (рис. 6.3), что свидетельствует об уменьшении количества дефектов в структуре, приводящих к образованию микротрещин на ранних стадиях пластического деформирования.
Косвенным подтверждением этого может служить то «обстоятельство, что при модифицировании церием происходит уменьшение суммарной протяженности первичных карбидных выделений и уменьшение содержания Б и Р в металле (с 0,02 % Б и 0,018 % Р до 0,016 % Б и 0,015 % Р при введении 0,4 % РеСе).
Следует отметить также, что модифицирование церием стали марки 4Х5МФС привело к уменьшению расстояния между осями дендритов второго порядка. Максимальное изменение наблюдалось при введении 0,2— 0,4 % РеСе и составило 20 % от исходного значения.
Положительное влияние модифицирования церием сохраняется и при его введении в более легированную ванадием сталь марки 4Х5МФ1С.
Для воспроизведения полученных положительных результатов на отливках более крупного сечения, соизмеримых с размерами реальных штампов, были изготовлены отливки из сталей марок 4Х5МФС, 4Х5МФ1С, ЗХ2НМФ и 5ХНМ массой 60 и 250 кг, модифицированные ФЦМ в количестве 0,35—0,40 %.
Металл выплавляли в индукционных печах с емкостью тигля 60 и 500 кг и разливали в сухие земляные формы, покрытые противопригарной краской при температурах 1540—1560 °С.
30
І 20
• *
?/0
і г рСОСр
рравн ( -(»
Таблица 6.3. Влияние модифицирующей добавки на суммарную протяженность первичных карбидных выделений теплоустойчивых сталей в отливках массой 50 Кг
В/добавок 0Л 0,4 0,6
ГеСе.%
Рис. 6.3. Изменение равномерной ^равн и сосредоточенной г^соср частей деформации образцов стали марки 4Х5МФС в зависимости от содержания РеСе при ^исп== 20 °С
