Штампова кована сталь 4Х4Н5М4Ф2 підвищеної стійкості

Анотація

Наведено результати досліджень щодо оптимізації режимів термо-деформаційної обробки сталі 4Х4Н5М4Ф2. Встановлено, що неповний відпал (750 °С±20 °С) у литому та кованому стані, сприяє покращенню сталі при механічній обробці заготовок для виготовлення матриць порівняно з проведенням повного відпалу (860 °С). Показано, що використання неповного відпалу, а саме часткової перекристалізації сприяє утворенню сфероїдизованої, а не пластинчастої карбідної фази, що призводить до зниження характеристик: порогу міцності, порогу текучості, твердості 900 МПа, 800 МПа, 32-33 HRC у литому стані та 1200 МПа, 1050 МПа, 38‑39 HRC у кованому стані, відповідно. При цьому підвищується ударна в’язкість: 180 Дж/см² у литому та 130 Дж/см² у  кованому стані. Оптимізований режим кування за температури 1170 ± 20 °С та термічної обробки (гартування 1100 ± 5 °С, відпуск 595 ± 5 °С) сталі 4Х4Н5М4Ф2 дозволив підвищити ударну в’язкість у п’ять разів порівняно з литою дослідною сталлю, а також підвищити поріг міцності на 100 МПа. Кована сталь 4Х4Н5М4Ф2 має дещо нижчі показники теплостійкості у порівнянні з литою, яка розміцнюється за температури вище 630 °С в процесі експлуатації штампового інструменту. Після експлуатації коліс екструдерів з дослідженої кованої сталі та кованої сталі 4Х5МФ1С, яка використовувалась на підприємстві при обробці міді, були визначені властивості обох сталей. Досліджувана кована сталь 4Х4Н5М4Ф2 характеризується підвищенням порогу міцності на 200 МПа та твердості на 6 HRC. Після експлуатації (виготовлення 60 тон виробів з міді марки М1) інструмент (колесо екструдер) зі сталі марки Н13 (аналог 4Х5МФ1С) мав мікро та макротріщини на бічній та внутрішній частинах, а у дослідженої сталі 4Х4Н5М4Ф2 такі дефекти були відсутні. Таким чином, досліджувана сталь характеризується підвищеною стійкістю.