Разработка и исследование новых высокопрочных теплоустойчивых экономнолегированных 6% Cr-Mo-V сталей с ниобием и титаном

• Автор: Роич, Леонид Авраамович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 189 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Хромомолибденованадиевые теплоустойчивые стали

и их применение

1.1.1. Низколегированные теплоустойчивые стали

1.1.2. Штамповые стали

1.1.3. Быстрорежущие стали и их заменители

1.2. Структурные и фазовые превращения в сталях

1.2.1. Превращения при нагреве и охлаждении

1.2.2. Превращения при отпуске

ГЛАВА П. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Материал исследования и технология его получения
2.2. Методы исследований
2.2.1. Металлографические исследования
2.2.2. Электронномикроскопические исследования
2.2.3. Автоионномикроскопические исследования
2.2.4. Дилатометрические исследования
2.2.5. Фазовый химический и рентгеноструктурный анализ
2.2.6. Механические испытания
2.2.7. Стойкостные испытания
ГЛАВА Ш. ФАЗОВЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ ПРЕКРАЩЕНИЯ ПРИ
НАГРЕВЕ 6Сх Мо1 СТАЛЕЙ С НИОБИЕМ И
ТИТАНОМ
3.1. Структура и фазовый состав исследованных сталей
в литом, деформированном и отожженном состояниях
3.2. Превращение при нагреве
3.3. Влияние температуры аустенитизации на структуру, фазовый состав и свойства сталей
а Твердость, балл зерна и количество остаточного аустенита
б Распределение легирующих элементов между твердым раствором и карбидной фазой
в Твердость после отпуска и теплостойкость
3.4. Образование эвтектики при нагреве сталей типа Х6ФЗБ с переменным содержанием молибдена
ГЛАВА У. РАСПАД ПЕРЕОХЛАЖДЕННОГО АУСТЕНИТА 6СгМ0УСТАЛЕЙ С НИОБИЕМ И ТИТАНОМ ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ОХЛАЖДЕНИИ И ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ ВЫДЕРЖКАХ
4.1. Растворение карбидов при аустенитизации
4.2. Распад переохлажденного аустенита при непрерывном охлаждении
4.3. Изотермический распад переохлажденного аустенита
4.4. Влияние изотермической выдержки в интервале наибольшей устойчивости переохлажденного аустенита на твердость и теплостойкость исследованных сталей
ГЛАВА У. ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ ОТПУСКЕ ГЛАВА У. СВОЙСТВА 6СМ0 СТАЛЕЙ С НИОБИЕМ И ТИТАНОМ ПОСЛЕ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПО ОШЖАЛЬНЫМ РЕЖИМАМ
6.1. Красностойкость
6.2. Механические свойства
6.3. Результаты производственных стойкостных испытаний
Стр.
вывода
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Хромомолибденованадиевые стали также нашли широкое применение для изготовления штампов холодного и горячего деформирования. Для штампов холодной деформации применяются в основном стали, обладающие высокой твердостью и износостойкостью, а также вязкостью, если инструмент подвергается большим динамическим нагрузкам. В таких сталях ванадий применяют в небольших количествах (до 0,5-0,6$) с целью измельчения зерна при закалке. Однако, если от штампа требуется высокая твердость и износостойкость и не очень высокая вязкость, то используют, как правило, стали с высоким содержанием хрома и ванадия, такие как Х6НФТ, Х6ФЛ (ЭП0), Х6Ф5М, 6ХМ2ФС [, —] . Стали аналогичного состава используются за рубежом: в Англии - 5СС, в США - ВЧ-2, Concord I/. Эти стали содержат 1-2$ С, около 6%>Со. V , и около 1$ Мо. Очевидно, что их вязкость будет невысокой, на уровне быстрорежущих сталей. Высокое содержание углерода обеспечивает значительную объемную долю карбидов (-$) [), что и придает стали высокую твердость и износостойкость. Хром значительно повышает прокаливаемость, так необходимую для крупногабаритного инструмента, а также образует большое количество КарбИДОЕ MrjCg и I^gCg. Молибден, по мнению Ю. А.Геллера [] , способствует увеличению доли карбидов t^gCg, что положительно сказывается на механических свойствах. Ванадий, образуя высокодисперсные частицы карбида /С , значительно повышает износостойкость (см. Быстрорежущие стали"). УС , такие как отечественная ХЗФ [] и американская Oit a № [l9] . Эти стали отличаются высокой прочностью к износостойкостью, но т. Ю.А. Геллер [l7[] , например, рекомендует применять сталь типа ХЗФ для матриц прессования порошков высокой твердости. Следует отметить, что все высокованадиевые стали плохо обрабатываются резанием и шлифуются. Это, пожалуй, единственный недостаток, который не позволяет им занять достойное место в производстве штампов и штамповой оснастки. Однако, эти трудности можно избежать, если шлифовать подобные стали абразивами из кубического нитрида бора или из алмаза [, ] . Таким образом, в сталях для штампов холодного деформирования легирование ванадием применяется для повышения износостойкости (за счет образования карбида УС ), а также для получения мелкого зерна. Однако, легирование ванадием особенно эффективно, если штампы при работе разогреваются до высоких температур, не подвергаются большим ударным нагрузкам и испытывают, в основном, растягивающие или сжимающие усилия [] . В таких случаях применяют-ся стали типа 4Х2В5Ш, 4ХЗВ2Ф2М2, 4ХЗВМФ, ЗХЗМЗФ, 4Х5МФ1С [II, ]. За рубежом для этих целей используются аналогичные материалы: в Англии - С V 9, СУМ 4, Сус /опе , в США -Fo^ge I [l5j . Кроме того, ванадий повышает устойчивость мартенсита против отпуска и усиливает эффект дисперсионного твердения [] . Влияние молибдена, по мнению Ю. А.Геллера [] , в этих сталях заключается в увеличении доли карбидов й^С, что значительно повышает теплостойкость стали. Аналогично действует и вольфрам, но несколько слабее [] . В настоящее время в нашей стране производство сталей для тя-желонагружекных штампов развивается по пути снижения вольфрама за счет легирования менее дефицитными молибденом и ванадием [] . Таким образом для штампов и штамповой оснастки применяются в основном хромомолибденованадиевые стали. Причем содержание углерода и основных легирующих элементов определяется свойствами, которые необходимо получить для успешной эксплуатации того или иного инструмента. Быстрорежущие стали и их заменители. Быстрорежущие стали к их заменители применяются для изготовления режущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания. Под теплостойкостью (красностойкостью) понимается способность стали сохранять структуру и свойства при нагреве до температур, возникающих при эксплуатации инструмента. В зависимости от скорости резания, режущая кромка инструмента может разогреваться до температур порядка 0-0° С [2,] . Естественно, что при таких температурах обычная закаленная углеродистая сталь будет сильно раз-упрочняться ввиду распада мартенсита и коагуляции цементита.