Вопрос 3

Стали для штампов холодного деформирования

Эти стали (Х12Ф1, Х12М, Х6ВФ, 6Х5В3МФС, 7ХГ2ВМ) должны обладать высокой твердостью, износостойкостью и прочностью, сочетающейся с достаточной вязкостью, также должны быть теплостойкими. Во многих случаях для изготовления штампов для холодного деформирования используют быстрорежущие стали.

Для обеспечения высокой штампуемости отношение _в/_0.2 стали должно быть 0.5-0.65 при  не менее 40%. Штампуемость стали тем хуже, чем больше в ней углерода. Кремний, повышая предел текучести, снижает штампуемость, особенно способность стали к вытяжке. Поэтому для холодной штамповки более широко используют холоднокатаные кипящие стали 08кп, 08Фкп (0.02-0.04% V) и 08Ю (0.02-0.07% Al).

Свариваемость – способность получения сварного соединения, равнопрочного с основным металлом. Свариваемость металла характеризуется коэффициентом равнопрочности сварного соединения, количеством допускаемых способов и простотой технологии.

Листовая сталь для холодной штамповки должна обладать способностью к глубокой вытяжке и иметь хорошее качество поверхности для последующего нанесения покрытия. Различают 4 категории вытяжки: ВГ – весьма глубокая; CD – сложная; ОСВ – особо сложная; ВОСВ – весьма особо сложная. Способность к вытяжки зависит от многих факторов6 химического состава и концентрации углерода, структуру и механических свойств стали. Чем меньше концентрации углерода, тем легче идет процесс вытяжки. Микроструктура стали должна состоять из феррита с небольшим количеством перлита.

Стали для штампов горячего деформирования Эти стали (5ХНМ, 5ХНВ, 4Х3ВМФ, 4Х5В2ФС, 3Х2В8Ф, 4Х2В5МФ) долж-ны иметь высокие механические свойства (прочность и вязкость) при повышенных температурах и обладать износостойкостью, окалиностойкостью и разгаростойкостью и высокую теплопроводность.

Билет 6

1. Сталь 08. Фазовые превращения при охлаждении в равновесное состояние. Структура. Свойства. Типичная то и типичное применение.

Назначение: детали, к которым предъявляются требования высокой пластичности: шайбы, патрубки, прокладки и другие неответственные детали, работающие в интервале температур от -10 до 450 ℃. Температуры критических точек (на всякий случай): Ас1=735 С; Ас3(Ас_m)=874 C; Ar3 (Arc_m)=854 C; Ar1=680 C.

ДОДЕЛАТЬ

2. Термическая обработка сплавов с переменной растворимостью. Примеры сплавов.

Переменная растворимость компонен­тов в твердом состоянии дает возмож­ность значительно упрочнять сплавы с помощью термической обработки.

Стареющие сплавы упрочняются термической обработкой, состоящей из закалки и старения.

В результате такой закалки получаем однофазный α-твердый раствор. Пересыщенный компонентом B (в нашем случае Cu). Пересыщенный р-р является неравновесным, имеет повышенный уровень свободной энергии.

Старение делится на искусственное и естественное. Естественное – при комнатной t°. Искусственное – при повышенной t°.

При старении уменьшается концентрация пересыщающего компонента B (Cu) в тв. р-ре и происходит образование выделений. Тип выделений (кристаллическая структура), их размер и характер сопря­женности с решеткой твердого раствора зависят от вида сплава, и от условий старения (температуры, времени выдержки).

В общем случае при старении (распаде пересы­щенных тв. р-ров) могут возникать следующие типы выделений:

1) Зоны Гинье-Престона;

2) Кри­сталлы метастабильной фазы;

3) Кри­сталлы стабильной фазы.

Кристаллы метастабильной фазы имеют когерентное (КВ) или полукогерентное (ПВ) выделение. Кристаллы стабильной фазы – некогерентной фазы.

Зоны Гинье-Престона (зоны ГП-рис. а) представляют собой весьма малые (субмикроскопические) обьемы твердого раствора с резко повышенной концен­трацией растворенного компонента, со­храняющие решетку растворителя. Ско­пление растворенных атомов вызывает местное изменение периода (искажение) решетки тв. р-ра.

Метастабильные фазы (КВ,ПВ). Когерентная граница приводит к появлению переходной зоны с искаженной решеткой (рис. б). Значительно повышается сопротивление движению дислокаций (прочность увеличивается).

Стабильная фаза (в). Имеет сложную пространственную решетку с пониженным числом элементов симметрии. Вторичные кристаллы со стабильной структурой в большинстве сплавов вы­деляются в виде достаточно крупных частиц. Значительное различие кристал­лической структуры твердого раствора и стабильных кристаллов приводит к образованию некогерентной границы раздела (рис.в).

Кривые старения. строятся в координатах твердость-длительность старения (при пост. температуре)

t₁- зоны ГП

t₂ – метастабильные фазы

t₃ - стабильные фазы

Примеры сплавов – хз!