Термічна обробка штампової сталі підвищеної стійкості

О. М. Сидорчук; К. О. Гогаєв; О. К. Радченко; Л. А. Миронюк; Д. В. Миронюк

doi:10.15407/mom2020.02.029

Автор(и)

О. М. Сидорчук Центр досліджень і технологій ІПМ Нінбо, Нінхай, Китайська Народна Республіка
К. О. Гогаєв Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, Київ
О. К. Радченко Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, Київ
Л. А. Миронюк Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, Київ
Д. В. Миронюк Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, Київ

DOI:

https://doi.org/10.15407/mom2020.02.029

Ключові слова:

штампова сталь, склад, термічна обробка, структура, механічні властивості

Анотація

Досліджено вплив режимів термічної обробки штампової сталі 4Х4Н5М4Ф2 для гарячого деформування на її фізико-механічні властивості. Враховуючи важливість режимів охолодження при відпуску, були досліджені різні режими охолодження (в маслі, в печі та на повітрі після гартування від 1100 ± 5 °С). Визначено фізико-механічні властивості литої сталі 4Х4Н5М4Ф2 після відпуску за температур 550 ± 5 °С та 600 ± 5 °С. Оптимальний режим відпуску сталі за температури 550 ± 5 °С з охолодженням на повітрі забезпечує: поріг міцності 1860 МПа та межу плинності 1760 МПа. Встановлено також оптимальний режим відпуску сталі за температури 600 ± 5 °С з охолодженням на повітрі: поріг міцності 1600 МПа, межа плинності 1500 МПа, теплостійкість 48,5 HRC. Після подвійного гартування та відпуску сталі за температури 600 ± 5 °С з охолодженням в оливі в’язкість руйнування становила 75 Дж/см², а при охолодженні на повітрі – 30 Дж/см². Встановлено, що температурний інтервал відпускної крихкості дослідженої сталі складає 465 – 495 °С. Оптимізований температурний режим відпуску дослідженої сталі (590 ± 5 °С), дозволив підвищити ударну в’язкість у два рази (до 30 Дж/см²) в інтервалі температур 465 – 495 °С. Проведено дослідно-промислове випробування штампового інструменту виготовленого з дослідженої сталі. При гарячому пресуванні трубних заготовок алюмінієвого сплаву марки АК7ч ресурс експлуатації матриць з литої сталі 4Х4Н5М4Ф2 знаходився на рівні ресурсу експлуатації кованої сталі 4Х5МФС з азотованим поверхневим шаром, яку використовували на підприємстві. Після експлуатації обох матриць (гарячого деформування) були вирізані зразки і випробувані на твердість та ударну в'язкість. Остання виявилася вищою у кованій сталі, проте, ресурс експлуатації матриць з обох сталей виявився на одному рівні.

Посилання

Kurdiumov G. V., Utevskyi L. M., Entin R. I. Prevrashcheniia v zheleze i stali (The transformation in iron and steel), Moscow, Nauka, 1977, 236 p. [in Russian].

Zavialov A. S. K teorii legirovaniia i termicheskoi obrabotki stali (To the theory of alloying and heat treatment of steel), NKTP-SSSR TsNII, 1943, 132 p. [in Russian].

Gudtsov N. T. (Eds.). D. K. Chernov i nauka o metallah (D. K. Chernov and the science of metals), Moscow, Metallurgizdat, 1950, 563 p. [in Russian].

Kurdiumov G. V. Yavleniia zakalki i otpuska (Hardening and tempering phenomena), Moscow, Metallurgizdat, 1960, 64 p. [in Russian].

Bokshtein S. Z. Struktura i mehanicheskiie svoistva legirovannoi stali (The structure and mechanical properties of alloy steel), Moscow, Metallurgizdat, 1954, 279 p. [in Russian].

Hudremon E., Zaimovskyi A. S., Bernshtein M. L. (Eds.). Spetsialnyie stali (Special steels), Trans from Ger, Moscow, Metallurgizdat, 1959, 952 p. [in Russian].

Meskin, V. S. Osnovy legirovaniia stali (The steel alloying basics), Moscow, Metallurgizdat, 1959, 688 p. [in Russian].

Spektor Ya. I., Sarrak V. I., Entin R. I. Fizika metallov I metallovedeniie,1964, Vol.18, No. 6, pp. 915-920 [in Russian].

Lysak L. I., Nikolin B. I. Fizicheskie osnovy termicheskoi obraboiki stali (Physical fundamentals of heat treatment of steel), Kyiv, Tekhnika, 1975, 304 p. [in Russian].

Kasylov A. N., Kasylov O. A. Naukovyi visnyk Khersonskoi derzhavkoi morskoi akademii, 2013, Vol. 9, No. 2, pp. 171-182 [in Russian].

Hohaiev K. O., Radchenko O. K., Sydorchuk O. M., Lukianchuk V. V. Tekhnolohiia vyhotovlennia shtampovoi stali 40KH3N5M3F dlia hariachoho deformuvannia, Tsilova kompleksna prohrama NAN Ukrainy «Problemy resursu i bezpeky ekspluatatsii konstruktsii, sporud ta mashyn» Instytut elektrozvariuvannia im. YE. O. Patona NAN Ukraiiny (Target complex program of NAS of Ukraine "Problems of the resource and safety of the exploitation of structures, construction and machines" Ye. O. Paton Institute of electric welding NAS of Ukraine), 2015, pp. 669-672 [in Ukrainian].

Hohaiev K.O., Sydorchuk O.M., Radchenko O.K., Karpets M.V., Piatachuk, S.H., Metalofizyka ta novitni materialy, 2015, Vol. 37, No. 12, pp 1653-1661 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mfint.37.12.1653

Hohaiev K. O., Sydorchuk O. M., Radchenko O. K. Metaloznavstvo ta obrobka metaliv, 2016, No. 3, pp. 18-24 [in Ukrainian].

Hohaiev K. O., Sydorchuk O. M., Radchenko O. K., Lukianchuk V. V., Orel H. H. Pratsi instytutu problem materialoznavstva im. I. M. Frantsevycha NAN Ukrainy. Seriia “Fizyko-himichni osnovy tehnolohii poroshkovyh materialiv”, 2016, Vol. 25, pp. 105-108 [in Ukrainian].

Hohaiev K. O., Laskonev O. P., Radchenko O. K., Dudetska L.R., Sydorchuk O.M. Anotovanyi zbirnyk proektiv spilnoho konkursu DFFD-BRFFD, Akademperiodyka, 2017, pp. 125-128 [in Ukrainian].

Sydorchuk O. M., Suchasni problem fizychnoho materialoznavstva. Pratsi instytutu problem materialoznavstva im. I. M. Frantsevycha NAN Ukrainy. Seriia “Fizyko-himichni osnovy tehnolohii poroshkovyh materialiv” Kyiv, 2013, Vol 22, pp. 186‑188 [in Ukrainian].

Hohaiev K. O., Sydorchuk O. M., Radchenko O. K., Mamonova A. A., Metaloznavstvo ta obrobka metaliv, 2014, No. 1, pp. 40-44 [in Ukrainian].

Patent No. 94746 Ukraine. MPK С21 / D8 / 00. Sposib termichnoyi obrobky stali dlya haryachoho presuvannya [Method for heat treatment of hot pressing steel], Hohaiev, K. O., Sydorchuk, O. M., Radchenko, O. K., Lukianchuk, V. V., No. u201407076; zaiavl. 23.06.2014; opubl. 25.11.2014, Biul. No.22/2014, 4 p. [in Ukrainian].

Panchenko E. V., Skakov Yu. A., Krimer B. I., Arsentiev P. P., Popov K. V., Tsviling, M. Ya., Laboratoriia metallografii (Metallography laboratory), Moscow, Metallurgiia, 1965, 440 p. [in Russian].

Sydorchuk O.M., Myroniuk D.V., Radchenko O.K., Hohaiev K.O. Hongguang Ye, Metaloznavstvo ta obrobka metaliv, 2019, No.2, pp. 19-25 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/mom2019.02.019

Kucheriavyi, V. I., Arzamasov, B. N., Brostrem, V. A. Shtampovye stali dlia goriachego deformirovaniia. Konstruktsionnyie materialy: spravochnik (Die steel for hot deformation. Construction materials: Handbook), Moscow, Mashinostroieniie, 1990, 688 p. [in Russian].

Pozniak, L. A. Instrumentalnyye stali (Instrument steels), Kiev: Naukova Dumka, 1996, 488 p. [in Ukrainian].