Механические свойства сталей для прессового инструмента при 600 °с

Марка стали	Термическая обработка, °С		в, МПа	%	а1, кДж/м2	Твердость НВ
	Закалка	Отпуск
30Х2В8Ф	1100	600	1100	50	450	300
4Х5В2ФС	1050	550	1150	45	500	345
4Х2В5ФМ	1050	550	1200	40	300	360
4ХЗВ2Ф2М2	1100	600	1100	35	400	300

Более высокая прочность стали 4Х5В2ФС и 4Х2В5ФМ обусловлена низкой температурой отпуска.

Матрицы, прошивные и формующие пуансоны небольшой длины и большого диаметра, меньше нагревающиеся в работе и воспринимающие меньшие давления, чем другие части прессового инструмента, изготавливают из уже знакомой стали 5ХНМ или из конструкционной стали 30ХГС.

Для пуансонов и матриц, работающих при больших удельных давлениях и высоких температурах, следует применять сталь ЗХ2В8 и ей подобные. Когда по условиям работы возникают удары, то вместо стали ЗХ2В8 следует применять сталь типа 5ХНМ или 4Х5В2ФС, обладающую большей вязкостью, чем 3Х2В8, и большейкрасностойкостью, чем 5ХНМ.

Следовательно, для прессового инструмента следует применять:

1) сталь ЗХ2В8 или ее заменители, поскольку она очень дефицитна из-за высокого содержания вольфрама для частей, наиболее нагруженных в тепловом отношении;

2. сталь типа 5ХНМ для деталей, подвергаемых ударным нагрузкам, при относительно умеренной тепловой нагрузке;

2. сталь 4Х5В2ФС для деталей, подвергающихся сравнительно высоким рабочим температурам и динамической нагрузке;

2. конструкционные стали типа ЗОХГС, 40ХН – для частей штампа, испытывающих только значительные механические нагрузки при слабом разогреве (до 300°С).

Термическая обработка деталей штампов горизонтально-ковочных машин и прессов (матрицы, пуансоны и т. д.), изготовленных из стали ЗХ2В8 и др., состоит в закалке (в масле) и отпуске.

5. Покажите графически режим отжига для получения перлитного ковкого чугуна. Опишите структурные превращения, происходящие в процессе отжига и механические свойства чугуна после термической обработки?

Ковкие чугуны получают из белых чугунов пу­тем графитизирующего отжига (томление).

Рисунок 3 – График режимов отжига белого чугуна на ковкий

 

Отжиг проводится в две стадии. Сначала отливки бе­лого чугуна нагревают в те­чение 20-25 ч до темпера­туры 950-970 °С. Во время выдержки (15 ч) при этой температуре протекает пер­вая стадия графитизации, г. е. распад цементита, вхо­дящего в состав ледебурита (A + Fe₃C), и установление стабильного равновесия аустенит + графит. В результате распада цементита образуется хлопьевидный графит. За­тем отливки медленно охлаждают (в течение 6-12 ч) до температуры 720 °С. При охлаждении происходит вы­деление из аустенита вторичного графита и рост графи­товых включений. По достижении температуры 720 °С дают вторую длительную выдержку, при которой проис­ходит распад цементита, входящего в перлит, на феррит и графит. Вторая стадия графитизации длится около 30 ч, и после ее завершения структура чугуна состоит из графита и феррита. Излом ферритного чугуна бархатис­то-черный ввиду большого количества графита.

Если вторую стадию графитизации не проводят, то получают ковкий чугун со структурой графит + перлит. Излом такого чугуна светлый.

Для ускорения отжига белого чугуна на ковкий при­нимают различные меры: чугун модифицируют алюми­нием (реже бором или висмутом), повышают температу­ру нагрева перед разливкой, проводят перед отжигом закалку, повышают температуру первой стадии графити­зации (до 1080 °С) и т. д.

Маркируют ковкие чугуны буквами КЧ — ковкий чу­гун и цифрами. Первые цифры обозначают предел проч­ности при растяжении, вторые — относительное удлине­ние (%). Например: КЧ45-6; σ_τ=450 МПа, =6 %.