Литые штампы для горячего объемного деформирования - Куниловский В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Оо 2 6 - О НВ после отпуска, МПа
МПа °/ /о
850 Кованое Литое 1375 1330 1270,5 1240,5 12,0 11,8 26,2 34,1 40 40 3880 3820
900 Кованое Литое 1405 1365 1300,0 1270,5 8,5 10,5 20,1 29,6 27 46 3880 3750
950 Кованое Литое 1330 1300 1230,0 1200,5 10,5 11,0 22,7 31,7 44 48 3630 3630
Из представленных в табл. 6.6 результатов можно сделать вывод о положительной роли электрошлакового переплава, обеспечивающего литому материалу пластичность и вязкость, которые превосходят эти характеристики на кованых заготовках (поковки сечением 350X350 мм).
Очевидно, что при выборе режима термической обработки литых штампо-вых стилей, направленного на повышение пластичности и вязкости, необходимо учитывать их легированность, фазовый состав, размеры первичных карбидных выделений, так как в конечном итоге именно эти факторы будут определять полноту перехода последних в твердый раствор и, следовательно, ту температуру и длительность выдержки, которые могут привести к желаемым изменениям свойств. Отсутствие повышения пластичности и вязкости отливок стали Н-11 (4Х5МФС) в результате аустенизации при 1100 °С в течение 2 ч [95] можно объяснить именно тем, что условия термической обработки стали (недостаточно высокая температура аустенизации) не обеспечили перевода в твердый раствор значительной части первичных карбидов, так как их количество практически не изменилось даже после выдержки в течение 3 ч в сравнении со стандартным режимом (табл. 6.7). Из табл. 6.7 также следует, что значительную часть первичных карбидов в литых штамповых сталях марки 4Х5МФС можно перевести в твердый растЁор при температурах 1150—1200 °С.
В целях исследования влияния такой термической обработки на механические свойства материалов отливок стали марок 4Х5МФС и 4Х5МФ1С заготовки стали сечением 20X20 мм, вырезанные из центральных участков
Таблица 6.7. Влияние температуры аустенизации (продолжительность выдержки 3 ч) на твердость и фазовый состав литой штамповой стали марки 4Х5МФС после закалки [91]
Температура аустенизации, °С Твердость после закалки Ш^СЭ Количество карбидной фазы, массовая доля, % ¦ Тип карбидов
950 54 2,8 МеС + Ме6С + Ме7С8
1000 54 2,4 МеС + Ме6С +
+ следы Ме7С8
1050 54,5 2,4 МеС +следы Ме6С
1100 57 2,2 МеС+следы Ме6С
1150 52 0,8 МеС+следы Ме6С
1200 53 0,80 МеС
91
Рис. 6.4. Влияние температуры и продолжительности аустенизации на суммарную протяженность первичных
карбидных выделений стали марок 4Х5МФС (---)
и 4Х5МФ 1С (—):
/ — выдержка 10 мин; 2 выдержка 2 ч
1200
Температура аустенизации,°С
отливок сечением 150X150 мм, после отпуска, отжига подвергали аустенизации при температурах 1050—1200 °С длительностью от 10 мин до 2 ч и закалке в масле.
Как следует из рис. 6.4 и 6.5 (см. вклейку), повышение температуры нагрева до 1200 °С и увеличение длительности выдержки до 2 ч приводит к растворению в аустените значительной части первичных карбидных выделений: суммарная протяженность первичных карбидов уменьшается приблизительно в 10 раз. Следует отметить, что несмотря на достаточно высокую температуру аустенизации и значительную выдержку, ликвация легирующих элементов сохраняется достаточно высокой (табл. 6.8), происходит также существенное укрупнение зерна до 3—5 баллов по ГОСТ 5639—82.
Последнее обстоятельство нейтрализует положительное влияние высокотемпературной обработки, связанное с существенным уменьшением суммарной протяженности первичных карбидов, что выражается в отсутствии эффекта повышения ударной вязкости. Фотографии изломов ударных образцов стали марки 4Х5МФС после стандартной и высокотемпературной термической обработки, приведенные на рис. 6.6 (см. вклейку), сви-детельсвуют о хрупком разрушении их в результате аустенизации при 1200 °С.
Крупное действительное зерно аустенита может быть затем несколько измельчено последующей термической обработкой.
Для этой цели образцы, подвергнутые высокотемпературной аустенизации, после отпуска при 700—750 °С в течение 5 ч, необходимость которого для сталей подобного класса показана в работе [57], подвергали закалке с 1100 °С, что обеспечило полу-
чение баллов зерна для осей дендритов и междендритных участков соответственно 6, 7 и 8.
Влияние такой комплексной обработки на ударную вязкость образцов стали марки 4Х5МФС после отпуска показано в табл. 6.9, а характер излома ударных образцов — на рис. 6.7 (см. вклейку).
Сопоставляя между собой значения ударной вязкости стали после различных вариантов термической обработки и виды излома ударных образцов, можно утверждать, что комплексная термическая обработка, включающая высокотемпературную аустениза-цию при 1200 °С в течение 2 ч с после-
Таблица 6.8. Коэффициенты ликвации карбидообразующих элементов в стали
марки 4Х5МФ1С после различной термической обработки
- Термическая обработка (закалка) Коэффициент ликвации С легирующих элементов
Сг Мо V
Нагрев до 1050 °С, выдержка 10 мин, охлаждение в масло 2,0 2,5
1,4
Нагрев до 1200 °С, выдержка 2 /ч, охлаждение в масло 1,8 1,7
