Литые штампы для горячего объемного деформирования - Куниловский В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Температура Механические свойства
Марка стали испытания, °С оь, МПа Он/оГь оо,2, МПа б, % Ч>, % кси, Дж/см2
20 1380 1,1 1,02 1250« 1450 1,0 0 0 "її" 8
4Х5МФС 200 1270 1530 1,12 1,05 ' 1170 1400 2,5 0,5 0 тг (9 ТЗ
500 1040 1300 1,10 1,08 950 1180 8,0 5,5 20,0 12,0 26 23
700 450 500 — 380 Ш 15 65 50
20 1380 1680 \ 1,26 1,20 1240 1530 9,0 5,0 21,0 14,0 23 ТЗ
ЗХ4МФ1С 200 1380 1560 1,34 1,30 ИЗО 1410 10,0 .6,5 30,0 16,0 35 25
500 1030 1270 1,35 1,30 960 1160 12,0 8,0 35 26 45 36
700 450 530 — 400 480 18,0 16,0 70 64 —
Примечания: 1. В числителе приведены значения механических свойств образцов, термически обработанных на твердость 40—42 ННСЭ, в знаменателе — на твердость 46—48 НКСЭ. 2. При испытаниях , образцов из стали 4Х5МФС с твердостью 46—48 НКСЭ при * = 20 °С разрушение происходит в упругой области при а = 1450 МПа.
98
Таблица 6.13. Влияние числа восстановлений гравюры на стойкость литых штампов из стали марки ЗХ4МФ1С, модифицированной Са и Се при штамповке детали «серьга» (КГШП усилием 15 600 кН)
№ комплекта штампов * * Состояние штампов Число поковок, СНЯТЫХ со штампов, шт. Сопутствующий вед повреждения гравюры штампов
1 После изготовления После 1-го ремонта После 2-го ремонта После 3-го ремонта ^ После 4-го ремонта / 7 760 7 600 4 800 9910 9 380 Разгарные трещины То же Разгарные трещины, трещины механической усталости
2 / После изготовления После 1-го ремонта После 2-го ремонта После 3-го ремонта После 4-го ремонта 6 000 7 800 8 100 7 500 6 900 Разгарные трещины То же » Разгарные трещины, трещины механической усталости То же
3 После изготовления После 1-го ремонта После 2-го ремонта После 3-го ремонта После 4-го ремонта После 5-го ремонта 7 800 8 800 10 685 5 700 13 100 6 800 Разгарные трещины Разгарные трещины, трещины механической усталости Разгарные трещины То же Разгарные трещины, трещины механической усталости То же
Примечания: 1. Средняя стойкость литых штампов составила 7930 поковок с одной установки (по усредненным данным из 17 испытаний). 2. Средняя стойкость штампов из стали марки 4Х5МФ1С, изготовленных из поковок, составила с одной установки 7000 поковок. 3. Основными причинами снятия с эксплуатации литых и деформированных штампов являлись износ и смятие. і ,_____ -
- В целом стойкость разработанной литой стали повышенной пластичности и вязкости при штамповке на КГШП усилием 15 680 кН детали «серьга» на 10—15 % выше стойкости штампов, изготовленных из поковок более легированной стали марки 4Х5МФ1С,
При испытаниях разработанной литой штамповой стали на КГШП усилием 9800 кН (штамповка детали «клин») с преобладающей причиной выхода штампов из строя только по износу (табл. 6.14) стойкость инструмента из новой стали приблизительно на 50 % выше стойкости штампов, изготовленных из поковок стали марки ДХ5МФ1С, что удовлетворительно согласуется с результатами испытаний на износостойкость.
Таким образом, корректировка состава стандартных штамповых сталей с целью достижения необходимых для успешной работы литого инструмента значений пластичности и вязкости литого материала может явиться одним из эффективных способов повышения его надежности.
В связи с этим следует упомянуть, что еще автор работы [43] подтвердил целесообразность использования для литых молотовых штампов стали марки 5ХНВ с пониженным приблизительно до 0,45 % содержанием углерода. Аналогичной точки зрения придерживается и автор работы [74], считающий, что наилучшие служебные свойства стали марки
4*
99
Таблица 6.14. Данные по стойкости штампов, которые изготовлены из отливок стали марки ЗХ4МФ1С, модифицированной Са и Се, и из стали марки 4Х5МФС и поковок из стали марки 4Х5МФ1С (штамповка детали «клин»)
Материал штампа Состояние материала Долговечность штампов (средняя), шт. поковок Количество испытанных комплектов, шт. Колебания в долговечности штампов, шт. поковок (минимальное — максимальное)
ЗХ4МФ1С + Са, Се Литое 10 200 5 8 000—12 500
4Х5МФС То же 8 700 5 6 000—12 000
4Х5МФ1С Деформированное 7 900 8 4 700—9 500
5Х2НМФ (ДИ-32) в литом состоянии обеспечиваются, в частности, при содержании углерода 0,44—0,46 %. В этом случае механические свойства литой стали, определенные на образцах, вырезанных из штампов сечением 500X500 мм (отливка в металлической кокиль, гравюра оформлена керамическими стержнями), после термической обработки на твердость 44 НИСэ достаточно высокие: а0,2= 1550 МПа, 6 = 8 %, КСи = 29 Дж/см2.
г-
6.4. Влияние электрошлакового переплава (ЭШП)
В основу ЭШП положены процессы плавления расходуемых электродов в жидком электропроводном шлаке и последовательной кристаллизации переплавленного металла в охлаждаемой водой форме. Такая технология получения слитков обеспечивает литому материалу и, в частности, литым штамповым сталям рафинирование от вредных примесей Б, Р, Ог, содержание которых по сравнению с обычным способом производства уменьшается приблизительно в 2 раза [47, 49, 56]. В связи с этим содержание неметаллических включений в металле после ЭШП значительно уменьшается (рис. 6.15), да и сами включения становятся более дисперсными и более равномерно распределяются в объеме слитка. Кроме этого, макроструктура металла после ЭШП характеризуется более высокой плотностью. Так, центральная пористость и точечная неоднородность стали марки 5ХНВА обычного способа производства оценивается в два-три балла, а после переплава не превышает 0,5 балла по данным Г. Г. Крушенко, В. Н. Шабала, А. А. Железновой.
