Повышение теплостойкости и разгаростойкости стали для инструмента жидкой штамповки медных сплавов

• Автор: Цукуров, Олег Анатольевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 258 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ, ОСОБЕННОСТИ ИЗНОСА И СТОЙКОСТЬ

ИНСТРУМЕНТА ЖДКОН ШТАМПОВКИ МЕДНЫХ СПЛАВОВ.

ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛУ ИНСТРУМЕНТА. ПШШЯШЫЕ СТАЛИ

1.1. Температурносиловой режим работы инструмента жидкой штамповки .

1.2. Физикохимическое взаимодействие материала инструмента с расплавом .

1.3. Основные виды иэноаа истойкость инструмента жидкой штамповки

1.4. Требования, предъявляемые к стали для инструмента жидкой штамповки

1.5. Штамповые стали, используемые для инструмента жидкой штамповки медных сплавов .

2. ЛЕГИРОВАНИЕ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ УПРОЧНЕНИЯ

ДИСПЕРСИОННОТВЕРДЕКШХ АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЕЙ
2.1. Механизмы дисперсионного упрочнения стали
2.2. Условия получения стабильной аустенитной структуры.
2.3. Упрочнение аустенитных сталей при легировании
утвердого раствора
2.4. Влияние типа упрочняющих фаз на механические свойства высокопрочных аустенитных сталей
2.5. Выводы и выбор направлений исследований.
Постановка задачи
Стр.
3. РАЗРАБОТКА НОВОГО СОСТАВА ДИСЖРСИОННОТВЕРДЕЩЙ
АУСТЕНИТИОЙ ШТАМПОВШ СТАМ
3.1. Разработка опытных составов аустенитных сталей систем РеССг Мп и ССгМп
и материал для исследования
3.2. Методика исследований.
3.3. Определение режимов термической обработки сталей опытных составов.
3.4. Исследование механических и эксплуатационных свойств сталей опытных составов
3.5. Разработка и анализ математических моделей зависимости основных свойств опытных сталей от легирования. Оптимизация состава разрабатываемой стали
4. КОМПЛЕКСНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МИКРОСТРЖГУРЫ,
ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ СТАЛИ ОПТИМАЛЬНОГО
СОСТАВА.
4.1. Рентгеноструктурный фазовый, микрорентгеноспектральный анализы и высокотемпературная металлография .
4.2. Оптимизация параметров режима термической обработки с использованием математических методов планирования эксперимента .
4.3. Определение физикомеханических, технологических и эксплуатационных свойств
5. ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ НОВОЙ СТАЖ.
5.1. Разработка технологии ковки и термической обработки стали марок 5Х0Г6М2Ф2СР и 5Х8Г6Н5МФ2С
5.2. Результаты промышленного внедрения разработанной стали
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЖТЕРА1УРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Химический состав наиболее распространенных отечественных и зарубежных штампових сталей.
2. Мекнлоскостные расстояния, интенсивность рефлексов карбидных осадков разработанных сталей и идентифицированных соединений по данным картотеки
3. Математическое планирование и обработка результатов эксперимента при оптимизации составов и параметров режима термической обработки стали типа 5Х0Г6М2Ф2СР
и 5Х8Г6Н5МФ2С
3.1. Проекции линий равного уровня твердости и
на плоскости
4. Ковка и термообработка стали марок 5Х8Г6Н5МФ2С и 5Х0Г6М2Ф2СР. Производственнотехническая инструкция. ВД06
5. Проект технических условий на прутки из инструментальной стали 5Х0Г6М2Ф2СР опытная партия
6. Расчет экономической эффективности от внедрения в производство новой аустенитной штамповой стали
марки 5Х0Г6М2Ф2СР.
7. Акт внедрения результатов диссертационной работы . .
ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ


В нем возникают дополнительно к термическим локальные напряжения и остаточные деформации развиваются процессы коррозионной усталости и коррозионного растрескивания. Это приводит к резкому разупрочнению материала инструмента, снижению его термо и износостойкости. Проведенный анализ показывает, что основными видами износа инструмента жидкой штамповки медных сплавов являются объемные термические трещины, трещины и сетка разгара, смятие выступающих формообразующих частей штампа износ и потеря их геометрических размеров 7. Причинами появления объемных термических трещин являются напряжения, вызванные распорным действием деформируемой заготовки, тепловой удар, необратимые деформации, связанные с циклическим изменением температуры и малоцикловая механическая усталость. Влияние этих факторов, которые действуют совместно, но не совпадают по времени, наиболее сильно сказывается в местах концентрации напряжений, где обычно и появляются эти трещины. Объемные термические трещины в процессе циклирования развиваются в глубину и могут заполняться со временем прессуемым расплавом,что приводит к увеличению их размеров. Сетка разгара является следствием термомеханической и коррозионной усталости материала штампа. Разрушение материала инструмента от термической усталости происходит в случае, когда возникающие временные температурные напряжения превзойдут истинное сопротивление материала разрыву в данном месте. Вначале работы истинное сопротивление материала штампа разрыву . С увеличением циклов теплосмен глубина, ширина и протяженность трещин увеличивается и они в итоге переходят в сплошную сетку разгара. Факторы, влияющие на термомеханическую усталость материала штампа,услоено объединяют в 2 группы. Еыдержки при нижней и верхней температурах цикла. Ко второе группе физикохимические свойства прессуемого расплава, а также структурные и физикомеханические характеристики материала штампа, его фазовый и химический составы и их изменение при температурносиловых воздействиях. Критерием оценки термомеханической стойкости материалов обычно является количество запрессовок жидкого металла в штамп до появления сетки разгара или ее допустимой величины. Термомеханическая стойкость инструмента возрастает с увеличением запаса пластичности и прочности материала, его теплостойкости, с уменьшением чувствительности материала к концентраторам напряжения, веса отливок, а также с уменьшением температурных напряжений и общей деформации. Процесс необратимого формоизменения элементов штампа,вызванный циклическими температурносиловыми воздействиями проявляется в виде смятия, коробления и пластического перемещения металла. Этот процесс рассматривают как результат действия напряжений,возникающих вследствие неодинакового расширения макро и микрообластей материала штампа, а релаксация напряжений сопровождается пластической деформацией, которая и приводит к изменению размеров тела формоизменение особенно интенсивно проявляется при изготовлении отливок из высокотемпературных сплавов. Проиллюстрировать основные виды износа инструмента при жидкой штамповке можно на примере стержнейалементов штампа, формообразующих внутреннюю полость заготовки и испытывающих максимальные температурносиловые воздействия во время штамповки. На рис. I2 представлено изученное автором состояние рабочей поверхности и конфигурации промышленных стержней из стали 4Х4МВФС ЛИ при штамповке заготовок из жидкой латуни в зависимости от количества запрессовок. На рис. На первых стадиях штамповки б,е образуются трещины и сетка разгара без формоизменения выступающей рабочей части. Затем в,ж появляются объемные термические трещины, увеличивается сетка разгара и происходит смывание выступающей части стержня. При дальнейшей работе инструмента г,з объемные трещины увеличиваются по ширине, глубине и протяженности и местами заполняются црессуемым расплавом, происходит еще большее смывание и пластическая деформация формообразующей бобышки. Эти дефекты приводят к недопустимому ухудшению качества поверхности отливки, изменению ее геометрических размеров и конфигурации, следствием чего является выбраковка отливки, и, соответственно, стержня. Рис.