Введение к работе
і
_.у
І'їііІ'дІ Актуальность темы. В настоящее время наряду о необходимым комплексом эксплуатационных и технологических свойств, предъявляемых к инструментальной оснастке, все большее значение приобретают требования экономического характера: возможно более низкая стоимость стали и недейицитность ее легирующих составляющих.
Так, недостатком традиционно применяемых для изготовления пресс-форм литья под давлением сталей 4Х5В2ФС, ЗХ2В8Ф, 4Х4ВШЮ, 4Х5МЗС, ЗХЗМЗФ и др. является повышенное содержание дорогих, остродефицитных элементов (W и Мо ). А применяемые для изготовления штампов изотермического деформирования жаропрочные стали на основе у - Fe и сплавы на никельхромовой основе, как известий, обладают низкой технологичностью.
В связи о вышеизложенным, а также с учетом большого разнообразия эксплуатационных условий при осуществлении реальных технологических, процессов, встает вопрос о создании экономнолегиро-ванннх сталей, обладающих комплексом требуемых свойств.
Цачь работы. Разработка состава а изучение свойств экономно-легированных сталей для инструмента горячего формообразования, обладающих высокой эксплуатационной стойкостью в сочетании с оптимальным комплексом физико-механических и технологических свойств.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
-
Применительно к штампам для изотерического деформирования изучить возможность использования стала со структурой 6 -эв-тектоида.
-
Применительно к пресс-формам литья под давлением изучить структуру и свойства среднеуглеродистых сталей Сг - Мо - V комплекса (типа ЗХ(1,5-7,0)іЛ(1,0-3,0)Ф(0,3-1,0)) в условиях обычной, изотермической и ступенчатой закалок.
-
На основании полученных экспериментальных результатов и анализа литературных данних выбрать составы экономнолегированных сталей для инструмента горячего формообразования. Изучить структурные изменения, отпускоустойчивость і! механические свойства сталії оптимального состава.
-
Установить связь мезду параметрами тонкой структуры в поверхностных слоях инструмента,' испытанного я различных пкеплуа-
тационных условиях (при лигье стали, алюминиевых и медных сплавов), из разработанной стали и характером разрушения. Изучить особенности строения поверхности изломов различнолагированных сталей, полученных при статическом и термоциклическом нахруже-нии и при тешюсменах.
5, Осуществить промышленные испытания разработанных сталей.
Научная новизна.
1. Установлен характер влияния содержания углерода (0,16-
0,36 %) и ванадия (0,5-4,0 %) в сталях типа Х2МЗ на взаимосвязь
мезду форїдіруіощеііся при закалке (Э50-1200 С) структурой (мартенсит и мартенсит *- 6 -эвтектоид), свойствами, отпускоус-тойчивостьи и трещииостойкоогью; показана принципиальная возможность использования сталей, содержащих определенное количество -эвтектоида, для изготовления штампов изотермического деформирования алюминиевых и титановых сплавов (с градиентом температур)
-
Выявлено влияние содержания хрома (1,5-3,и %) и молибдена (1,0-2,0 %) в сталях типа 32> на взаимосвязь параметров тонкой структури, отлускоустойчивости и степени развитая бейнитного превращения .
-
Установлена закономерность влияния содержания ванадия (0,3-1,5 %), температуры аустєшітизации, ступенчатого охлазде-ния при закалке на параглетры тонкой структуры мартенсита закалки и отпуска, отпускоустопчивость и сопротивление хрупкому и вязкому разрушению сталей типа Ъ72й.
-
Установлены зависимости изменения твердости, циклической и статической трещиностойкосги в зависішости от легирования хромом (1,5-7,0 %) и молибденом (1,0-ч2,0 %) и температурно-времен-ными параметрами отпуска сталей типа 3>. Выявлен характер распределения остаточной упругой деформации и предаонена схема, объясняющая процесс накопления ее в поверхности изломов при макро-вязком, макрохрупком и усталостном разрушении.
-
Установлен характер структурно-фазовых изменений, происходящих при эксплуатации в поверхностных слоях инструмента из разработанной стали ЗХ2МІФ, отработавшего ресурс в установках для литья под давлением алюминиевого сплава (АК5М2), латуни (ЩцА-57-З-І) и стали (Ш36ІЛ), температура заливки 720, 1050 и 1500 С, соответственно.
Практическая ценность. Разработаны новые экономнолегкрован-
ішо стали ЗХ2МГФ (а.с. 1079692) и ЗХ2МФ (а.с. 2375678).
Освоєно металлургическое производство новнх сталей ЗХ2ГЯФ и ЗХ2ИЗ. На их поставку разработаны и ут-вервдены технические условия "Поковки из инструментальной легированной стали" (ТУ 92-04.01.102-87). На 5-ти предприятиях различных отраслей промышленности выполнены опытно-промышленные испытания сталей ЗХ2йФ и ЗХ2МІФ. Стойкость инструмента, изготовленного из новых сталей, находятся на уровне стойкости инструмента, изготовленного из сталей 37J2M23> и ЗХ2В8Ф. Экономический эффект от внедрения стали ЗХ2МФ составит 134,050 тыс. руб.
Апробация работц. Материалы диссертации докладывались на: научно-технических семинарах "Повышение качества, наделшости и долговечности изделий из конструкционных, жаропрочных и инструментальных сталей и сплавов", г..Ленинград. 1381, 1986, 1987, 1988 г.г.; X Всесоюзном семинаре "Актуальные проблемы прочности", г. Тарту, 1985 г.; Всесоюзной конференции "Прикладная рентгенография металлов", г. Ленинград, 1986 г.; республиканских конференциях "Металловедение и термообработка сталей со специальными свойствами", г. Краматорск, 1985 р.» и "Повышение стойкости шташовой оснастки л инструмента", Г. Улан-Удэ, 1989 г.
Публикации. Основные результаты диссертаціш изложены в 14 печатных работах и двух авторских свидетельствах.
Объем и ..структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и приложения, общим объемом /35" страниц, включая 63 риоунка, 13 таблиц и список литературы из 91 наименования.
