2.11.6.3. Сталі для вимірних інструментів

Сталі для вимірних інструментів повинні відзначатися високою зносотрие-кістю, постійністю форми й розмірів протягом тривалого часу екагяуатаці та доброю оброблюваністю. Вимірний інструмент найчастіше виготовляють і вуглецевих інструментальних сталей марок У8...У 12, легованих іструменталь-них сталей марок X, ХГС, ХВГ, 9ХС, цементованих конструкційних вуглеце­вих сталей марок 15, 20. Для забезпечення високої твердості та зносотривкості

інструменти гартують у мінеральній оливі. Загартована високовуглецева сталь при кімнатній температурі зазнає природного старіння, яке характеризується:

• розпадом мартенситу й зменшенням об'єму;

• розпадом залишкового аустеніту й збільшенням об'єму;

• виникненням пластичних деформацій і перерозподілом залишкових нап­ ружень.

Щоб не допустити змін об'єму й лінійних розмірів інструменту, загартовану сталь піддають низькотемпературному відпусканню при температурі 120... 170 °С протягом 10...30 год. Це запобігає розпадові мартенситу протягом всього періоду експлуатації інструменту. Інструменти, від яких вимагають особливо високої точності, перед відпусканням додатково обробляють холодом при температурах -50...-80 °С для того, щоб позбутись залишкового аустеніту.

2.11.6.4. Сталі для штампів

Ці сталі застосовують для виготовлення штампів і прес-форм. Залежно від температури експлуатації розрізняють сталі для штампів, що працюють в умовах холодного й гарячого (до 900... 1200 °С) деформування.

2.11.6.4.1. Сталі для штампів холодного деформування

Сталі цієї групи мають високу зносотривкість (високу поверхневу твердість), достатню міцність в поєднанні зі задовільною в'язкістю, оскільки вони працюють в умовах ударних навантажень.

Для виготовлення деталей штампів діаметром до 25 мм застосовують вуг­лецеві інструментальні сталі марок У10, У11, У12 й низьколеговані інструмен­тальні сталі марок X, ХВГ, ХВС. Завдяки ненаскрізному гартуванню й низько­температурному відпусканню при 150... 180 °С на поверхні деталі формується твердий (60 HRC) і зносотривкий шар, а під ним — порівняно в'язке осердя.

Сталі з підвищеним вмістом хрому (6...12 %) марок Х12, Х12М, Х12Ф1 використовують для великих штампів складної конфігурації. Ці сталі відзна­чаються доброю прогартованістю. Висока частка карбідної фази Сг₇С, під­вищує твердість сталі до 61 ...63 HRC та зносотривкість. З ростом температури гартування збільшується розчинність карбідів і як наслідок — вміст вуглецю й хрому в аустеніті, що призводить до росту в охолодженій структурі частки залишкового аустеніту й до зниження твердості інструменту. Щоб здрібнити зерна, в хромову сталь вводять молібден і ванадій (сталь Х6Ф4М).

2.11.6.4.2. Сталі для шталтів гарячого деформування

Штампи гарячого деформування контактують зі заготовками, нагрітими до високих температур. Тому сталі для виготовлення штампів гарячого деформування повинні відзначатись доброю теплотривкістю, зносотривкістю і певною в'язкістю.

Якщо штамп сприймає істотні ударні навантаження, то його виготовляють зі сталей з часткою вуглецю 0,3...0,6 %. їх легують хромом, нікелем, марганцем, щоб підвищити прогартованість та в'язкість. Для зменшення схильності сталей до відпускної крихкості II роду до їх складу додають молібден або вольфрам. Для штампів гарячого деформування часто використовують сталі марок 5ХМ, 5ХНВ, 5ХНТ, 5ХНВС. Зі сталі 5ХНМ виготовляють великі штампи складної конфігурації, оскільки вона зберігає досить добрі механічні властивості до тем­ператури 500 °С. Сталі марок 5ХГМ і 5ХНВС за однакової зі сталлю 5ХНМ прогартованості менш в'язкі. Вони призначені для середніх за розмірами штам­пів. Перелічені сталі гартують у мінеральній оливі з подальшим високотемпе­ратурним відпусканням, щоб отримати трооститну або троостито-сорбітну структуру. Твердість після відпускання становить 35...45 HRC.

Сталі з підвищеним вмістом вольфраму (сталь ЗХ2В8Ф, сталь 4Х5В2ФС, сталь 6ХВ2С) теплотривкі до 650...670 °С.

Перетворення, що відбуваються в сталях марок ЗХ2В8Ф і 4Х5В2ФС під час термообробки, подібні до перетворень у швидкорізальній сталі. Ці сталі нагрівають до високих температур гартування для переходу легувальних еле­ментів із карбідів в аустеніт. Під час відпускання високолегованого дрібно­зернистого мартенситу відбувається дисперсійне зміцнення.