Литые штампы для горячего объемного деформирования - Куниловский В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Марка стали Термическая обработка Модифицирующая добавка Суммарная протяженность первичных карбидных выделений, мкм/мм2
4Х5МФС Б/добавки 125
Закалка с ФЦМ 68
4Х5МФ1С 1050°С Б/добавки 250
ФЦМ 150
88
)
Таблица 6.4. Изменение механических свойств отливок штамповых сталей при модифицировании ФЦМ (0,35 % массы по расчету)
Марка стали Масса отливки, кг Модифицирующая добавка Механические свойства при *Исп = 20°/600 °С
ав, МПа. 1>, % КСи, Дж/?м2 КСТ, Дж/см2
4Х5МФС 50 Б/добавок 1250 690 0 36 8 2?
ФЦМ 1260 700 6,0 44,0 12 ЗА 9 23
4Х5МФ1С Б/добавок 1260 700 0 33 7 2Т 6 ТЯ
ФЦМ 1270 700 2,0 36 10 2? 8 18
5ХНМ Б/добавок 1330 17 эо 34,5 19,8
350 Больше 300 24,5
ФЦМ 1350 360 24 эо 40 "Больше 300 22 32
5ХНМ 250 Б/добавок 1330 " 340 9 6Т V 21 50 —
ФЦМ 1330 350 18 ВО 32 70 —
ЗХ2НМФ 50 Б/добавок 1230 700 20 60 31 60
ФЦМ 1220 690 26 65 40 65 —
250 Б/добавок 1250 690 10 55 22 50 —
ФЦМ 4210 675 16 60 35 60 16
Модификатор (ФЦМ) вводили под струю предварительно раскисленного БГСа металла при заполнении ковша ца 1/з высоты (температура на-, чала разливки металла в ковш составляла 1600—1620 °С) и после вы-I держки в течение 2—4 мин разливали металл в формы.
Химический состав отливок исследуемых сталей приведен в табл. 6.2, из которой следует, что добавка модификатора уменьшает загрязненность сталей серой и фосфором.
89
\
Анализ изменений суммарной протяженности первичных карбидных выделений (табл. 6.3), механических свойств образцов исследуемых сталей, изготовленных из центральных участков отливок (табл. 6.4) в результате модифицирования, свидетельствует о том, что:
1) хотя эффект модифицирования теплоустойчивых сталей марок 4Х5МФС, 4Х5МФ1С в отливках более крупного сечения проявляется в уменьшении суммарной протяженности первичных карбидных выделений, повышении пластичности и вязкости, но абсолютные значения этих характеристик не столь высоки и существенно уступают свойствам деформированного материала аналогичного состава;
2) эффект модифицирования хорошо сохраняется в отливках менее легированных сталей марок 5ХНМ, ЗХ2НМФ при указанном увеличении их массы; в этом случае пластичность и вязкость вследствие введения модифицирующей добавки повышется в 1,5—2 раза в сравнении с материалом, .не содержащим модификаторы, и в отливках по крайней мере массой до 250 кг эти характеристики находятся на уровне деформированного металла.
Итак, модифицирование (в частности, совместно Ca и Се) литых теплоустойчивых штамповых сталей марки 4Х5МФС дает ощутимые результаты на отливках небольшой массы. При увеличении последней, т. е. при уменьшении скорости охлаждения при кристаллизации, хотя и происходит повышение пластичности и вязкости сталей в результате модифицирования, однако абсолютные значения этих характеристик значительно уступают свойствам деформированного металла.
Следовательно, модифицирование может явиться дополнительным и существенным резервом повышения пластичности и вязкости литых штамповых материалов относительно невысокой легированности, т. е. материалов (стали марок 5ХНМ, 5Х2НМ, 5ХНМФ, ЗХ2НМФ и им подобных), содержащих после окончательной термической обработки небольшое количество первичных карбидных фаз.
6.2. Влияние высокотемпературной термической обработки
При учете особенностей строения литых штамповых сталей в сравнении с деформированными аналогами, заключающихся в ликвационной неоднородности распределения легирующих элементов и выделении первичных карбидных фаз в междендритных участках, требуется применение специальных режимов термической обработки, направленных в первую очередь на перевод в твердый раствор большей части карбидных выде--лений.
Так, в работе [85] показано, что в результате высокотемпературного отжига при 1200 °С вязкость литой штамповой стали 56 NiCrMoV 7,4 (5ХНМФ) повышается в 1,5 раза. Ударная вязкость литой штамповой стали марки 5ХНВ может быть увеличена (табл. 6.5) за счет повышения температуры закалки до 950 °С.
Аналогичные результаты (табл. 6.6) для стали марки 5ХНВ электрошлакового переплава (отливки размерами 80X300X350 мм) приведены и в работе [33]. Из этой таблицы следует, что повышение температуры закалки с 850 до 950 °С приводит не только к повышению ударной вязкости литой и деформированной стали марки 5ХНВ соответственно на 20 и 10 %, но к уменьшению (правда, незначительному) характеристик пластичности 8 и \|) материала.
>
90
Таблица 6.5. Влияние температуры аустенизации на ударную вязкость образцов стали марки 5ХНВ в литом состоянии (исследования проводились
Б. 3. Карповым и М. В. Еро-хиным)
Температура закалки, °С Температура ? отпуска, °С Твердость образцов ВДСЭ 1 - ~ї э и
850 40,0 24,4
900 500 40 27,5
950 45 34,5
1000 45 19,6
Примечание. Размеры отливки, из которой изготовлялись образцы для механических испытаний, не указаны.
Таблица 6.6. Влияние температуры аустенизации на механические свойства литой и кованой стали 5ХНВ [33]
Температура закалки, °С Состояние Механические свойства при /ИСП = 20?С
