Штамповые стали

Применяются для изготовления инструмента, предназначенного для изменения формы материала деформированием.

Штамповые стали делят на стали для холодного деформирования и стали для горячего деформирования.

Штамповые стали легируют хромом, вольфрамом, молибденом, ванадием, кремнием, иногда никелем, марганцем, кобальтом, титаном.

Увеличение содержания легирующих элементов благоприятно влияет на прокаливаемость и на склонность к дисперсионному твердению.

Стали для холодного деформирования.

Х12, Х12ВМ, 8Х4В2С2МФ, 7ХГНМ.

Эти стали должны иметь высокую твердость, износостойкость и повышенную вязкость. При больших скоростях деформирования штампы разогреваются до 300⁰С и необходима теплостойкость.

По свойствам штамповые легированные стали для холодного деформирования делят на:

• стали с умеренным сопротивлением пластической деформации;

• стали с высоким сопротивлением пластической деформации.

Стали с умеренным сопротивлением пластической деформации – термообрабатывают на первичную твердость (Х12, Х6ВФ4).

Термическая обработка этих сталей заключается в закалке от высоких температур (950…1050⁰С) и низком отпуске (150…250⁰С – 1,5…2,5 ч). Вследствие пониженной теплопроводности нагрев под закалку осуществляют с предварительным подогревом при 650…700⁰С.

После закалки структура представляет собой мартенсит, карбиды цементитного типа или типа Ме₂₃С₆.

Стали с высоким сопротивлением пластической деформации.

6Х4М2ФС, 8Х4В2С2МФ.

Штамповые стали, легированные Mo, W и V упрочняются за счет дисперсионного (вторичного) твердения. Термическая обработка таких сталей (рисунок слева) состоит из закалки с более высоких температур для повышения легированности аустенита (1110…1130⁰С) и многократном (3…4 стадии продолжительностью по 1…1,5 ч) высоком отпуске при 490…530⁰С. В результате отпуска происходит выделение мелкодисперсных карбидов и образование мартенсита из остаточного аустенита.

Штамповые стали для горячего деформирования.

Эти стали предназначены для штампов, работающих при повышенных температурах (5ХНМ – 540⁰С).

Требования, предъявляемые к ним:

• высокая теплостойкость;

• вязкость;

• сопротивление термической усталости (разгаростойкость);

• коррозионная стойкость (окалиностойкость).

• Теплостойкость штамповых сталей обеспечивается комплексным легированием W, Mo, Cr, V, Co.

Эти стали являются доэвтектоидными.

Термообработка этих сталей включает закалку на мартенсит и высокий отпуск. Температура нагрева под закалку зависит от состава стали: 5ХНМ или 5ХНВ нагревают до 920…950⁰С, стали, легрованные V, нагревают до 980…1020⁰С.

После закалки сталь имеет мартенситную (предпочтительно) или мартенситно-бейнитную структуру.

После отпуска структура представляет сорбит отпуска+карбиды типа МеС, Ме₃С и др. В некоторых сталях (с большим содержанием Mo, W и Co) образуются также интерметаллидные фазы (Fe, Co)₂W, (Fe, Co)₇W₆ (для сталей 2Х6В8М2К8, 3Х10В7М2К10).

Стали для измерительных инструментов

Х, 12Х1.

К ним предъявляются следующие требования: высокая износостойкость, сохранение постоянства линейных размеров и формы, высокая чистота поверхности (полируемость).

Для измерительных инструментов применяются высокоуглеродистые заэвтектоидные стали и стали с дополнительным легированием Cr, Mn, W, V.

Обычная термическая обработка этих сталей включает закалку с низким отпуском.

Объемные изменения в случае превращения остаточного аустенита на порядок больше, чем при распаде мартенсита, поэтому количество остаточного аустенита в сталях для измерительного инструмента должно быть минимальным.

Низкотемпературный отпуск практически не меняет количества остаточного аустенита. Для уменьшения его содержания применяют многократное охлаждение до -70⁰С с последующим отпуском при 125…150⁰С в течение 6…12 ч.

77