Литые штампы для горячего объемного деформирования - Куниловский В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Однако и в данном случае, сопоставляя пластичность и вязкость материала отливок и поковок, можно лишь констатировать, что эти свойства
40
\
Рис. 2.11. Изменение относительного суже- Рис. 2.12. Изменение ударной вязкости ния образцов из стали марки 4Х5МФ1С, образцов из стали марки 4Х5МФ1С, изготовленных из центральных участков изготовленных из центральных участков поковок (о—ю) размерами 150Х200Х поковок (о—о) размерами 150Х200Х Х250 мм вдоль (а) и поперек (б) направ- Х250 мм вдоль (а) и поперек (б) направления волокна и из отливок ( •—• ) ления волокон и из отливок ( •—• ) сечением 150X150 мм в зависимости от сечением 150X150 мм в зависимости от температуры испытания (твердость образ- температуры испытания (твердость образцов составляет 40—44 НИСЭ) цов составляет 40—44 НИСЭ)
у литого металла меньше и в отдельных случаях это различие (по крайней мере по ударной вязкости образцов из отдельных поковок, изготовленных поперек направления волокна) не столь большое.
К этому можно добавить, что и свойства (пластичность, вязкость) кованых заготовок могут иметь крайне низкие значения, приближающиеся к свойствам отливок; это имеет место и на практике. В качестве примера в табл. 2.18 приведены механические свойства поковок диаметром 120 мм из стали марки 4Х5МФ1С (0,39 %С; 0,02 % Б, Р; 0,9 0,4 %Мп; 5,1 %Сг; 1,2 %Мо;
0,9 %У), изготовленных из слитка массой 250 кг, со степенью укова в соответствии с ГОСТ 7831—78, равной трем. При этом в одном случае, как это и предусмотрено в указанном ГОСТе, слиток предварительно подвергался осадке со степенью деформации приблизительно 50 %, а в другом происходила только вытяжка слитка на указанный размер.
Из приведенных результатов следует, что пластичность и вязкость центральных участков материала поковки, изготовленной без осадка слитка, практически такие же, как у литого материала. В структуре такого материала можно отчетливо наблюдать первичные карбидные выделения, располагающиеся в хорошо сохранившихся междендритных участках (рис. 2.13, см. вклейку).
41
Таблица 2.18. Механические свойства поковок стали марки 4Х5МФ1С, которые термически обработаны на твердость 39—41 Н1*С, (/„сп = 20°С)
Особенность изготовления поковок Направление вырезки образцов относительно вытяжки Место вырезания образцов ъ % кси, Дж/см2
С осадкой слитка Вдоль Поверхность 36 30
Центр 30 18
Поперек Поверхность 24 20
Центр 10 13
і Без осадки слитка Вдоль Поверхность 34 29
Центр 30 15
Поперек Поверхность 16 18
Центр 0 8
Исходя из этого наиболее целесообразным, по мнению авторов, является сопоставление механических свойств лутых и деформированных штамповых сталей при исследовании реальных штампов, снятых с эксплуатации.
В этом случае представляется возможным такое сопоставление выполнить, анализируя преобладающие причины повреждения и снятия с эксплуатации литого и деформированного инструмента, и оценить значение этих свойств (пластичности, вязкости) в эксплуатационной долговечности литого инструмента. Такое сопоставление проведено в гл. 5.
Глава 3 СВОЙСТВА,
ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННУЮ СТОЙКОСТЬ
ШТАМПОВЫХ СТАЛЕЙ
3.1. Сопротивление смятию при термоциклическом силовом воздействии
В процессе эксплуатации небольшие пластические деформации, накапливаясь, вызывают смятие (изменение геометрических размеров) отдельных элементов гравюры штампов (бобышек, внешних скруглений, облойных мостиков и т. п.).
Известно, что при прочих равных условиях смятие гравюры штампа будет зависеть от теплостойкости применяемой стали (рис. 3.1): штампы, изготовленные из более теплостойкой (чем сталь марки 5ХНВ) стали ЗХ2В8Ф, подвержены и меньшему формоизменению [2].
42
Рис. 3.1. Изменение высоты кольцевого выступа (а) и твердости поверхностного слоя (б) в зависимости от количества отштампованных на прессе штамповок:
/ — сталь 5ХНМ; 2 — сталь ЗХ2В8Ф
В работе [5] определяли теплостойкость литой и кованой стали марки 4Х5МФС по изменению послецикли-ческих свойств (предела прочности) трубчатых образцов сечением 12X0,75 мм, предварительно испытанных в режиме 300^700 °С. При нагреве образцов свыше 500 °С к ним прикладывалась дополнительная растягивающая нагрузка, приводящая к возникновению одноосного растягивающего напряжения, равного 120 МПа,
1,0
I
•О
5:
0
12 3*5 Количество штамповок,тыс шт
0 12 3*5 Количество штамповок, тысшт.
а при охлаждении образцов ниже 500 °С за счет приложения сжимающей нагрузки в них возникали сжимающие напряжения такой же величины.
Из результатов испытаний, приведенных на рис. 3.2, можно заключить, что по теплостойкости литая сталь марки 4Х5МФС не имеет преимуществ в сравнении с деформированным аналогом.
Из рис. 3.3, на котором представлены обобщенные статические результаты испытаний на смятие при термоциклическом силовом воздействии стали марки 5ХНМ в литом и деформированном состояниях (термическая обработка на твердость 42 ЬЩСЭ), следует, что в исследуемом диапазоне температур и напряжения сопротивление смятию не зависит от состояния материала.
Испытания этой стали с верхней температурой цикла 700 °С практически уже не осуществимы, так как даже при ас*ах=220 МПа уменьшение высоты образца А / катастрофически растет с каждым циклом и после 50 циклов испытания составляет уже 0,6—0,7 мм. Повышейие исходной твердости
