Специальные стали

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

Штамповые стали для горячего деформирования предназначены для изготовления инструментов (штампов), работающих при повышенных температурах, многократных теплосменах (нагрев и охлаждение), динамических нагрузках, а в ряде случаев и при значительном коррозионном воздействии обрабатываемого металла (формы литья под давлением). Поэтому эти стали должны иметь высокую теплостойкость, вязкость, сопротивление термической усталости (разгаростойкость), коррозионную стойкость (окалиностойкость).
...
Теплостойкость штамповых сталей обеспечивается комплексным легированием вольфрамом, молибденом, хромом, ванадием, иногда кобальтом. Вязкость штамповых сталей должна быть выше, чем быстрорежущих, т. е. не ниже 0,4—0,45 МДж/м2 при 20 °С и 0,6 МДж/м2 при температуре эксплуатации (Ю. А. Геллер).
...
вышенным количеством никеля и марганца для увеличения прокаливаемости и обеспечения повышенной ударной вязкости. По содержанию углерода эти стали относят к эвтектоидным или доэвтектоидным. Благодаря небольшим количествам легирующих элементов при отпуске в сталях этой группы выделяется в основном легированный цементит Ме3С
...
Структура, получаемая после закалки, зависит от состава стали и размера штампа. Как правило, в крупногабаритных штампах при закалке получают смешанную мартенсито-бейнитную структуру, а также остаточный аустенит. Соотношение между этими составляющими зависит от состава стали. Наименьшую прокаливаемость имеют стали типа 5ХНВ, поэтому их используют для штампов со стороной не более 250—300 мм. Более высокую прокаливаемость имеют стали 4ХСМФ, ЗХ2МНФ и особенно 5Х2МНФ. В общем случае бейнитная структура для штамповых сталей менее желательна, чем мартенситная, так как характеризуется меньшей теплостойкостью и менее склонна к дисперсионному твердению. Кроме того, образование бейнита может приводить к понижению пластичности и ударной вязкости.
...
Наиболее высокое сочетание прочности и пластичности имеет сталь 5Х2МНФ. Она имеет наиболее высокое сопро? тивление термомеханической усталости. Для стали 5Х2МНФ необходимый уровень ударной вязкости составляет 0,35—0,40 МДж/м2 при комнатной температуре и 0,8— 1,0 МДж/м2 при 600 °С. Этот уровень достигается для структуры мартенсита после отпуска при 580-^-600° на твердость НРчС
...
Для небольших молотовых штампов применяют сталь 5ХНВ или 5ХНМ. При ужесточении требований по тепло-> стойкости используют стали 4ХСМФ и ЗХ2МНФ. Для крупногабаритных тяжелонагруженных молотовых штампов применяют сталь 5Х2МНФ. Стойкость штампов из стали 5Х2МНФ примерно в 1,5—2,0 раза выше, чем из стали 5ХНМ.
...
в отличие от сталей умеренной теплостойкости содержат повышенное количество карбидообразующих элементов при пониженном содержании углерода: 0,3—0,4% (табл. 49). Стали этой группы наиболее широко применяют для изготовления инструментов горячего деформирования и форм литья под давлением. В отожженном состоянии в структуре сталей имеются карбиды типа Ме2зС6,
...
Повышение температуры нагрева под закалку увеличивает теплостойкость сталей, твердость после закалки вследствие растворения карбида Ме6С,
...
Стали этой группы являются дисперсионнотвердеющи-ми (см. гл. XIX, п. 2); максимум твердости в них достигается после отпуска при 500—550 °С в течение 1,5—2 ч, однако теплостойкость сталей зависит в основном не от уровня твердости, полученной при дисперсионном твердении, а от скорости разупрочнения при более высоких температурах.
...
Прочностные свойства теплостойких сталей при комнатной температуре в основном определяются твердостью и мало зависят от их состава. Пластичность и ударная вязкость сталей этой группы снижаются с увеличением содержания карбидообразующих элементов. Однако теплостойкие стали 4Х4ВМФС и 4ХЗВМФ имеют достаточно высокие характеристики пластичности при комнатной температуре при одновременно высоком уровне прочностных свойств (ав=
...
Стали типа 4Х5МФС, 4Х5В2ФС, 4Х5МФ1С применяют для инструментов, работающих в условиях длительных теплосмен до температур 600—630 °С (например, для горизонтальных прессов — пресс-штемпели, иглы для прошивки труб и т. д.).
...
соких удельных давлений (800—1500 МПа) и температур 650—660 °С (деформирование коррозионностойких и жаропрочных сталей и сплавов).
...
отличаются более высоким содержанием карбидообразующих элементов: вольфрама, молибдена и ванадия, некоторые из сталей этой группы дополнительно легируют ко
...
Рис. 231. Фазовый состав штамповых сталей (6—8 % Сг; 0,2—0,5 % V; 0—15 % Со) после отпуска при 700 °С, 1 ч (Л: С Крем'иев, Ю. А. Геллер, Т. Г. Сагадеева):
...
рячей прокатки получают методом литья. Для изготовления валков горячей прокатки применяют конструкционные машиностроительные стали (50, 55, 40ХН, 50ХН и др.), инструментальные стали (У 10, У12, 9ХФ, 9Х2МФ и др.), а также специальные стали (150ХНМ, 180СХНМ и др.) Марки сталей для валков горячей прокатки и их свойства регламентируются ГОСТ 9487—83.
...
Твердость сталей 9Х и 9ХФ после нормализации и отпуска НВ 241—285, после закалки и отпуска НВ 352— 429; сталей 9Х2МФ и 150ХНМ после закалки и отпуска соответственно НВ 352—429 и НВ 260—290.
...
Увеличение содержания углерода в сталях для валков горячей прокатки повышает их твердость, но снижает вязкость. Легирование повышает комплекс механических свойств сталей и увеличивает прокаливаемость их,-однако при этом усложняется их термическая обработка, особенно сталей для литых валков.
...
Типовой обработкой валковых сталей является закалка с отпуском или нормализация и отпуск. В ряде случаев (заэвтектоидные, ледебуритные стали, например, 150ХНМ) применяют двойную или тройную нормализацию с отпуском, чтобы разбить сетку избыточного цементита.
...
Рабочие валки с диаметром бочки до 400 мм изготовляют из сталей 9X1 (9Х), 9X2,90ХФ (9ХФ), 9Х2МФ, 9ХСВФ„ 75ХСМФ, 60ХСМФ, 8Х5СМФК; с диаметром бочки 400— 600 мм — из 9X2, 9Х2МФ, 75ХСМФ, 60Х2СМФ, 8Х5СМФК.; с диаметром бочки 600—900 мм — из 9Х2МФ, 60ХСМФ, 8Х5СМФК; опорные валки, бандажи составных опорных валков диаметром до 1600 мм — из сталей 9X1 (9Х), 9X2, 90ХФ (9ХФ), 75ХМ, 8ХСМ.
...
Легирование сталей должно обеспечить достаточную полноту растворения карбидов и легированность мартенсита, а также сохранение мелкого аустенитного зерна, для чего стали легируют небольшими добавками ванадия. В целях повышения- вязкости в состав валковых сталей вводят молибден. Введение в сталь хрома (9Х, 9X2) увеличивает прокаливаемость, прочность и износостойкость стали, но снижает пластичность. Дальнейшее повышение прокаливаемости достигается при увеличении содержания хрома и введения в сталь молибдена (9Х2МФ) или вольфрама (9Х2В).
...
Рабочие и опорные валки прокатных станов упрочняют путем поверхностной закалки обычно с применением индукционного нагрева и низкотемпературного отпуска. При этом сердцевина валков должна иметь достаточную вязкость для предотвращения разрушения при нарушениях работы прокатных станов и возникновении перенапряжений. Поверхностная твердость рабочих валков существенно выше, чем опорных.
...
Состав стали и режимы термической обработки сталей для валков должны обеспечить после закалки и отпуска оптимальную структуру гомогенного мартенсита с высокодисперными карбидами. Вследствие малого времени аустенитизации при индукционном нагреве структура валков холодной прокатки должна быть предварительно подготовлена, для этого проводят предварительное улучшение.
...
Обычный интервал температур аустенитизации сталей для валков составляет 850—950°С. Температура отпуска закаленной стали определяется необходимым уровнем поверхностной твердости и может меняться от 150 до 400 °С.
...
Большое значение имеет чистота сталей по неметаллическим включениям. Полезным является применение стали повышенной чистоты вакуумных способов выплавки. Это особенно важно при производстве валков для прокатки фольги.
...
Для изготовления рабочих валков многовалковых станов для прокатки тонкого й тончайшего листа целесообразно применение сталец высокой износостойкости. К таким сталям относится разработанная Ю. А. Башниным, М. В. Гедеоном с сотрудниками сталь ледебуритного класса Х9ВМФ (1,34 %С, 8,0 %Сг, 1,07 %Мо, 0,40 %V, 1,17 %W), обеспечивающая сквозную прокаливаемость в сечениях до 150 мм, высокую контактно-усталостную выносливость и структурную стабильность.
...
К сталям для измерительных инструментов предъявляется комплекс требований, из которых наиболее важными являются высокая износостойкость, сохранение постоянства лииейиых размеров и формы при эксплуатации, высокая чистота поверхности (высокая полируемость).
...
Для измерительных инструментов могут применяться как высокоуглеродистые заэвтектоидиые стали, так и стали с дополнительным легированием хромом, марганцем, вольфрамом и ванадием. В отечественной практике для измерительных плит наиболее широко используют стали 'типа X (0,95—1,10 % С; 1,3—1,65 % Сг)
...
Высокая твердость сталей достигается закалкой иа мартенсит с низким отпуском. Температура аустенитизации для .стали X составляет 650—860°С, а для стали 12X1 855—870 °С. Твердость после отпуска стали 12X1 выше, чем стали X, что связано с большим содержанием углерода в стали 12X1. Высокая полируемость сталей зависит от уровня твердости, который должен быть не ниже HRC 63—64. При высокой твердости хорошая полируемость стали обеспечива
...
ется получением равномерно распределенных некрупных избыточных карбидов и повышенной металлургическрй чистотой стали. Наличие крупных неметаллических включений может приводить к выкрашиванию в процессе полирования. Кроме того, неметаллические включения могут стать центрами развития коррозии на поверхности измерительного инструмента.
...
Рис. 232. Влияние времени старения при 20 "С на изменение длины образцов (9 X 20 X 60 мм) стали X в зависимости от режима обработки (Ю. А. Геллер, С. M. Явиель):
...
Для измерительного инструмента чрезвычайно важным является стабильность во времени размеров и формы (рис. 232). В закаленном и отпущенном состояниях в стали протекают процессы, вызывающие размерные изменения. К таким процессам относятся релаксация остаточных макроскопических напряжений, дальнейший распад мартенсита с уменьшением тетрагональное™ его кристаллической решетки, мартенситное превращение остаточного аустенита. В закаленной стали все эти процессы идут значительно интенсивнее, чем после отпуска. Вместе с тем низкотемпературный отпуск практически не изменяет количества остаточного аустенита. Для уменьшения его содержания применяют многократное охлаждение до —70 °С с последующим отпуском прн 120—125 "С, В ряде случаев рекомендуется шестикратное повторение обработки холодом и отпуска, при этом количество остаточного аустенита уменьшается в несколько раз.
...
Влияние многократного охлаждения до —70 °С на количество остаточного аустенита в стали X после закалки с 860 °С по данным Ю. А. Геллера, И. А. Бусуриной приведено ниже:
...
Так как распад мартенсита сопровождается уменьшением объема, относительное укорочение при распаде 1,0 % мартенсита при низком отпуске составляет 1,566-Ю-5, а превращение остаточного аустенита происходит с увеличением объема (превращение 1,0 % остаточного аустенита сопровождается относительным удлинением на 1,201-Ю-4), т. е. объемные изменения в случае превращения аустенита почти на порядок выше, чем при распаде мартенсита. Отсюда следует, что при сохранении в структуре стали небольшого количества остаточного аустенита суммарного изменения объема (длины) практически не происходит.
...
Для измерительных плит важным свойством является хорошая сцепляемость (притираемость). Она зависит от чистоты поверхности и от состава мартенсита. В частности, высокие содержания хрома ухудшают сцепляемость вследствие образования прочной пленки на поверхности.
...
Для мелких измерительных плит могут быть использованы мартенситно-стареющие стали на железоникелевой основе, обработанные на твердость HRC 63—65. К преимуществам этих сталей относится хорошая обрабатываемость резанием после закалки иа низкоуглеродистый мартенсит с твердостью HRC менее 30.
...
Измерительные инструменты типа лекал, шаблонов, скоб изготовляют путем вырубки из листа. Для этой группы инструментов применяют низкоуглеродистые (20, 20Х) и среднеуглеродистые (50, 50Г) стали. Для повышения твердости и износостойкости инструменты из яизкоуг-леродистых сталей подвергают цементации, закалке с 790—810 °С в масло (сталь 20Х) илн воду (сталь 20) и низкотемпературному отпуску при 150—180 °С, 2—3 ч. Инструменты из средиеуглеродистых сталей подвергают закалке с индукционного нагрева и низкому отпуску.
...
Для измерительного инструмента чрезвычайно важным является стабильность во времени размеров и формы (рис. 232). В закаленном и отпущенном состояниях в стали протекают процессы, вызывающие размерные изменения. К таким процессам относятся релаксация остаточных макроскопических напряжений, дальнейший распад мартенсита с уменьшением тетрагональное™ его кристаллической решетки, мартенситное превращение остаточного аустенита. В закаленной стали все эти процессы идут значительно интенсивнее, чем после отпуска. Вместе с тем низкотемпературный отпуск практически не изменяет количества остаточного аустенита. Для уменьшения его содержания применяют многократное охлаждение до —70 °С с последующим отпуском прн 120—125 "С, В ряде случаев рекомендуется шестикратное повторение обработки холодом и отпуска, при этом количество остаточного аустенита уменьшается в несколько раз.
...
Металловедение и термическая обработка стали: Справочник. Т. II. изд. 3-е/Под ред. Бернштейна М. Л. и Рахштадта А. Г-. М.: Металлургия, 1983. 368 с.
...
Анализ структуры производства и потребления черных металлов в СССР/Камалов Р. Г., Цветаев А. А., Шишкова А. А. и др. М.: Металлургия, 1980. 111
...
Попов А. А., Попова Л. Е. Изотермические и термокинетические диаграммы распада переохлажденного аустенита. Справочник термиста. М.: Машгиз, 1961. 430 с.
...
Лейкин И. М., Литвиненко Д. А., Рудченко А. В. Производство и свойства низколегированных сталей. М.: Металлургия, 1972. 256 с.
...
Упрочнение конструкционных сталей нитонпами/Гольдштейн М. И., Гринь А. В., Блюм Э. Э., Панфилова Л. М. М.: Металлургия, 1970. 222 с.
...
Лебедев Д. В. Конструктивная прочность криогенных сталей. М.: Металлургия, 1976. 264 с.
...
Ланская К- А. Жаропрочные стали. М.: Металлургия, 1969. 245 с.
...
изготовление инструмента методами порошковой металлургии 365 карбидная неоднородность 374, 375 легирующие элементы 361—364 многократный отпуск 371, 372 нафталинистый излом 376 обезуглероживание инструмента при термической обработке 375 пик вторичной твердости 370 состав и некоторые свойства 366, 367 Схема термической обработки инструмента 373, 374
...
фазовый состав после закалки 369 Стали высокопрочные: влияние температуры и степени деформации на механические свойства - при НТМО 230, 231, 237
...
хрупкость 271, 274 эквиваленты 263—265 Стали мартенситно-стареющие: классификация по назначению 194 комплексное легирование 193, 195 микроструктура 190, 191 недостатки 198, 199
...
упрочнение рабочих и опорных валков 398 Стали цементуемые: влияние легирующих элементов на Глубину цементованного слоя 178 — содержания углерода в цементованном слое на механические свойства стали после закалки и низкого отпуска 179
...
распределение углерода по глубине цементованного слоя 178 химический состав н механические свойства цементуемых конструкционных сталей 176, 178
...

Сварка пластмасс ультразвуком
Основы сварочного дела
Газовая сварка и резка металлов
Специальные стали
Трансформаторы для электродуговой сварки
Механические свойства металлов
Сварочный аппарат своими руками

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Специальные стали