2.Чавуни.
Чавунами називаються сплави заліза з вуглецем, що містять вуглецю більше 2,14%. Чавуни, що містять менше 4,3% вуглецю, називаються доевтектичними, що містять 4,3% - евтектичними і більш 4,3% - заевтектичними [1]. Чавун відрізняється від сталі по технологічних властивостях - кращими ливарними якостями, малою здатністю до пластичної деформації. Чавун дешевше сталі [3]. Чавуни мають більш високу твердість, чим сталі через велику наявність цементиту, що одночасно підвищує і його крихкість. Однак, вуглець у цих сплавах може бути присутнім і у вигляді графіту.
Залежно від того, у якій формі присутня графіт у сплаві, розрізняють:
- білий чавун, у якому увесь вуглець перебуває у зв'язаному стані у вигляді карбіду;
- сірий чавун, у якому вуглець у значній мірі або повністю перебуває у вільному стані у формі пластинчастого графіту;
- високоміцний чавун, у якому вуглець у значній мірі або повністю перебуває у вільному стані у формі кулястого графіту;
- ковкий чавун, що отримують у результаті відпалу виливків з білого чавуну. У ковкому чавуні весь вуглець або значна частина його перебуває у вільному стані у формі хлоп`євидного графіту [3].
Ще однією перевагою цього класу є більш низька ціна в порівнянні зі сталями.
Недоліками чавунів є: більша крихкість, низька пружність. Однак інструмент, який нам необхідно виготовити (кернер), працює в умовах ударних навантажень, тому використання даного матеріалу недоцільно.
Таким чином, поршні для гарячого штампування можуть бути виготовлені тільки зі сталей. При цьому такі сталі вузько специфічні, тобто їх застосування цілеспрямоване. Такимит сталями є сталі для гарячого штампування…………….
3 Остаточний вибір матеріалу поршня цілінда преса
Найбільш кращі марки сталей наведено в таблиці 3.1 (їх хімічний склад, властивості і галузі застосування).
Таблиця 3.1 – Хімічний склад, властивості і застосування обраних сталей
|
Марка стали |
Температура, С |
Охлаждение |
Отпуск | ||
|
Подогрева |
Выдержки |
1 отпуск |
2 отпуск | ||
|
4ХМФС |
700-720 |
910-930 |
Масло |
580-620 |
550-580 |
|
4Х5МФ1С |
700-750 |
1000-1020 |
530-560 |
500-520 | |
|
4Х5МФС |
700-750 |
1020-1040 |
580-600 |
550-560 | |
|
3Х3М3Ф |
700-750 |
1020-1040 |
580-600 |
540-560 | |
|
3Х2В8Ф |
840-860 |
1070-1100 |
620-650 |
540-550 | |
Хром і кремній сприяють збереженню високого опору пластичної деформації при нагріванні до 500 ° С.
Молібден і ванадій викликають дисперсійне твердіння і вторинну твердість при 500-550 ° С.
Вивчивши всі марки матеріалів, проаналізуємо переваги і недоліки кожної сталі .
Температура критических точек.
|
Марка стали |
|
|
|
|
Мн |
|
4ХМФС |
760 |
805 |
710 |
530 |
280 |
|
4Х5МФ1С |
875 |
935 |
815 |
760 |
305 |
|
4Х5МФС |
840 |
870 |
810 |
735 |
300 |
|
3Х3М3Ф |
815 |
875 |
820 |
760 |
340 |
|
3Х2В8Ф |
800 |
850 |
750 |
690 |
380 |
Теплостойкость
|
Марка стали |
Температура |
Время |
HRC |
|
4ХМФС |
600 |
2 |
42 |
|
4Х5МФ1С |
600 |
2 |
47 |
|
4Х5МФС |
590 |
2 |
47 |
|
3Х3М3Ф |
590 |
2 |
47 |
|
3Х2В8Ф |
630 |
3 |
45-51 |
На основі порівняння властивостей шести обраних нами марок сталей можна зробити вивід, що для виготовлення поршня циліндра преса найбільш оптимальним матеріалом є сталь 4Х5МФС, тому що вона задовольняє необхідним вимогам і має ряд переваг у порівнянні з іншими:
низька вартість
проста термічна обробка
необхідний і достатній комплекс характеристик (твердість, жароміцність, ударна в'язкість), який необхідний у готовому виробі.