4. Для изготовления штампов, обрабатывающих металл в горячем состоянии, выбрана сталь 5хнсв;
а) расшифруйте состав и определите, к какой группе относится данная сталь по назначению;
б) назначьте режим термической обработки, приведите подробное его обоснование, объяснив влияние легирования на всех этапах термической обработки данной стали;
в) опишите микроструктуру и главные свойства стали после термической обработки.
Сталь марки 5ХНСВ относится:
- по назначению в зависимости от марки стали: к группе сталей для изготовления инструмента, используемого в дальнейшем у потребителя для обработки металлов давлением при температурах выше 300° С;
- по способу дальнейшей обработки: для холодной механической обработки (обточки, строжки, фрезерования и др.) - с полным объемом испытаний;
Состав стали 5ХНСВ:
0.5 % (углерода);
1.3 % Х (хрома);
0.8 % Н (никеля);
0.4 % В (вольфрама);
0.6 % С (кремния)
Режим термической обработки: закалка.
В процессе закалки деталей из легированных инструментальных сталей нужно в качестве охлаждающей среды стремиться применять воздух (спокойный или под давлением), масляно-воздушную смесь или масло. При закалке в масле не следует допускать полного охлаждения деталей до комнатной температуры. Крупные матрицы нужно охлаждать в масле, подогретом до температуры 120-150° С, и немедленно подвергать отпуску, так как задержка в выполнении отпуска может привести к образованию внутренних напряжений и микротрещин.
При нагреве под закалку детали загружают в печь с температурой не выше 600-650° С и выдерживают в течение 2 ч, а затем температуру печи повышают до заданной со скоростью 75-100° С в час.
Время выдержки при нагреве в газовой печи определяют для малолегированной стали из расчета 35-40 мин на каждые 25 мм наименьшей толщины детали, а для марок высоколегированных сталей - из расчета 40-50 мин на каждые 25 мм наименьшей толщины.
В электропечах время нагрева увеличивается соответственно до 50-60 мин на каждые 25 мм наименьшей толщины детали.
При отжиге заготовок и деталей штампов и пресс-форм их охлаждают вместе с печью со скоростью 40-50° С в час до температуры 350-400° С, а затем на воздухе.
Продолжительность выдержки при отпуске после закалки определяется из расчета 40-45 мин для эвтектоидных сталей (содержание углерода -до 0,82%, например, 4ХС, 4ХВ2С и др.) и 50- 60 мин для заэвтектоидных (содержание углерода от 0,83 до 1,7%) сталей на каждые 25 мм наименьшей толщины детали.
В табл. 2, 3, 4 приведены сведения, облегчающие выбор сред для нагрева и охлаждения деталей штампов и пресс-форм при их термической обработке.
Охлаждающие среды.
Наилучшими охлаждающими средами являются минеральные масла: индустриальное 12 20 30 45 или 50, цилиндровое 11, 24, 38 или 52, трансформаторное.
2. Составы соляных ванн для нагрева под закалку
п/п |
Состав, % |
Температурный % интервал применении, °С |
1 |
Хлористый барий (100) |
1020-1320 |
2 |
Хлористый барий (95)+кварцевый песок (5) |
955 -1315 |
3 |
Хлористый калий (80)+едкий натр (17) + поваренная соль (3) |
750-850 |
4 |
Хлористый барий (83)+фтористый барий (17) |
900-1100 |
5 |
Хлористый барий (50-80)+хлористый калий (50-20) |
630-1060 |
6 |
Хлористый барий (50-78)+поваренная соль (50-22) |
700-950 |
7 |
Поваренная соль (100) |
850-920 |
8 |
Хлористый калий (100) |
820-920 |
9 |
Хлористый калий (56)+поваренная соль (44) |
700-900 |
10 |
Хлористый кальций (50-81) + поваренная соль (50-19) |
550-900 |
3. Составы ванн для нагрева при отпуске
п/п |
Состав, % |
Температурный интервал, применения, °С |
1 |
Едкий натр (100) |
350-700 |
2 |
Едкое кали (100) |
400-650 |
3 |
Едкий натр (85)+едкое кали (15) |
330-600 |
4 |
Едкий натр (62) +углекислый калий (38) |
290-600 |
5 |
Едкий натр (77) + поваренная соль (14,5) +хлористый калий (8,5) |
330-600 |
6 |
Едкий натр (40)+поваренная соль (25) + +углекислый натрий (35) |
500-600 |
4. Время выдержки при отпуске с нагревом в жидких средах
Температура отпуска, °С |
Выдержка при температуре отпуска, ч |
Примечание |
140-150 |
2-4 |
Продолжительность выдержки следует считать с момента достижения расплавом температуры отпуска |
160-170 |
1,5-2,5 |
|
180-200 |
1-1,5 |
|
200 и более |
0,66-1 |
Кривые зависимости твердости по Роквеллу (HRC) от температуры отпуска
