Звіт про науково-дослідну роботу: „Штампові сталі для гарячого деформування кольорових металів та сплавів з підвищеними експлуатаційними властивостями "

Abstract

Економічна ефективність процесів формоутворення методом гарячого пресування заготовок кольорових металів та їх сплавів визначається стійкістю робочого інструмента. В залежності від марки деформованого сплаву, температури розігріву поверхневі шари можуть змінюватись від достатньо помірних (400 – 600 °С) до високих (600 – 950 °С) температур. При робочих температурах до 600 °С задовільна стійкість інструмента у багатьох випадках забезпечується при використанні традиційних штампових сталей на базі α-твердого розчину з карбідним зміцненням. При температурі більше за 600 °С в процесі експлуатації інструмент із-за низької теплостійкої сталі феритного класу виходить з ладу. Типовими представниками цих сталей є сталі 3Х2В8Ф, 3Х3М3Ф, 4Х4ВМФС, 5Х3В3МФ та інші. Додаткове введення легуючого елементу (нікелю) у сталь на феритній основі зумовлює зниження критичної точки А3. При розширенні області γ-Fe модифікації в сталі у вихідному стані і при нагріванні її до температур, за якими відбувається α → γ перетворення, зберігається аустенітна структура впродовж усього періоду високотемпературної експлуатації штампового інструмента до 950 °С. Такі сталі отримали назву – сталі з регулюванням аустенітного перетворення при експлуатації (РАПЕ). При традиційному підходу до підвищення теплостійкості штампових сталей на феритної основі підвищують температур фазових перетворень. В цьому полягає головна відмінність підходу до легованих теплостійких штампових сталей на феритної основі зі сталями з РАПЕ. В роботі було досліджено фазовий склад, кристалічна структура та визначення механічних властивостей сталі з РАПЕ 4Х3Н5М3Ф та 4Х4Н5М4Ф2 в литому та кованому станах при розробці режимів термічної обробки. Проводились дослідно-промислові випробування штампового інструменту в процесі експлуатації гарячого деформування: мідно-нікелевого сплаву марки МНЖ 5-1 при температурах 850 – 950 °С, міді марки М1 при температурах 550 – 650 °С, алюмінієвого сплаву марки АК7ч при температурах не перевищуючи 450 °С. У роботі були проведені порівняльні характеристики фізико-механічних та службових властивостей литої та деформованої сталі з РАПЕ з марками сталей 4Х5МФ1С, 3Х3М3Ф та 3Х2В8Ф. Ключові слова: ЕЛЕКТРОШЛАКОВИЙ ПЕРЕПЛАВ, СТАЛЬ, ТЕРМІЧНА ОБРОБКА, ТЕМПЕРАТУРА, СТРУКТУРА, ФАЗА, ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ, ІНСТРУМЕНТ.