автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Оптимизация режимов термической обработки штамповых сталей холодного деформирования с целью улучшения их технологических и эксплуатационных свойств

1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

■ донецкий государственный технический университет • ц

На правах рукописи

ШИЖО Ег.она Вдадпмироина

СГГОЫИЗАЦИЯ РБШОа ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ < ШТАШОЗЫХ СТАЛЕЙ ХОЛОДНОГО ДЕФСРМИРОЗАНИЯ С ЦЕЛЫ! УЛУЧШЕНИЯ ИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ' ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СзСЯСТЗ

Специальность: 05.16.0Г - "Металловедение и термическая обработка металлов"

а 3 т ореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ ДОНЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ШИШ О Елена Владимировна

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ « ШТАМПОЗЫХ СТАЛЕЙ ХОЛОДНОГО ДЕФСРМИРОЗАНИЯ С ЦЕЛШ УЛУЧШЕНИЯ Ж ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ' ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СЗСЙСТЗ

Специальность: 05.16.01 - "Металловедение и термическая обработка металлов"

А 3 Т О Р Е $ Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Диссертация является рукописью.

Диссертационная работа выполнена в НПО "НИШТМаш" г.Крамато

Научный руководитель - профессор, доктор технических наук

Моисеев 3.3?.

Официальные оппоненты - профессор, доктор топических наук

Белкин Г«.Я. - доцент, кандидат технических наук Марчук С. И.

Ведущее предприятие - Краматорское станкостроительное

производственное объединение

Защита состоится 24 ноября 1994 года в 12.15

сов в аудитории_353_ пятого учебного корпуса на за<

дании специализированного совета Д 068.20.01 в Донецком гос\ дарственном техническом университете (340СС0, г.Донецк, ул.Артема, 53).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Донецко! государственного технического университета.

«

Ученый секретарь специализированного совета Д Cco.2C.CI, доктор технпчесьт наук, профессор

• ®4АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Развитие машиностроения должно осуществляться преимущественно интенсивным путем с использованием прогрессивных технологий. Актуальной при этом являет-сл проблема обеспечения гарантированной стойкости штамповой оснастки^ стойкость которой на одну треть зависит от качества термической обработки.

Выбор наиболее рациональных режимов термической обработки при изготовлении штампов требует подробных сведений об уровне основных механических свойств (твердости, прочности и вязкости), получаемых с помощью этой обработки. Для большинства марок сталей имеющаяся по данному вопросу информация ограничена, отсутствие ее сдерживает рациональное использование штамповых сталей.

Контроль качества проведения термообработки по твердости не позволяет оценивать однозначно полноту превращений при закалке и отпуске, получение требуемого стрг/ктурно-фазового состояния.

Цель работы - исследование структурно-фазового состояния и обоснование характерных закономерностей изменения структуры и свойств штамповых сталей, разработка оптимальных технологий термической обработки и способа контроля качества, обеспечивающих гарантированную стойкость штампо-иого инструмента.

Научная новизна работы состоит в установлении характера изменения свойств углеродистых и легированных штамповых сталей в результате предвццеления углерода в первичном мартенсите, вццеления из него или растворения в нем.карбидов при низкотемпературном отпуске; установлении соотношения между количеством мартенсита и остаточного аустенита не

вызывающего образование трещин при закалке легированных сталей в воде; уточнении механизма упрочнения штамповых сталей с 12% хрома при закалке И отпуске; разработке критериев оценки качества закалки и отпуска.

Практическая ценность работы состоит п разработке режимов отпуска для пуансонов и матриц из углеродистых и легированных сталей, работающих в условиях повышенного износа и значительных динамических нагрузок; разработке режимов закалки и отпуска для получения минимальных деформаций после термообработки; разработке режимов закалки высокоуглеродистых и Легированных сталей в воде, исключающих образование трещин; разработке режимов закалки и отпуска высоколегированных штамповых сталей с 12м хрома, обеспечивающих высокую теплостойкость; разработке методов выбора оптимальных режимов термообработки и контроля качества их проведения по количеству остаточного аустенита.

Личный вклад диссертанта в разработку научных результатов. которые выносятся на защиту.

На защиту выносятся: механизм упрочнения штамповых сталей при низкотемпературном отпуске; критерий оценки качества закалки легированных штамповых сталей; экологически чистые режимы закалки в воде легированных штамповых сталей; режимы отпуска стали Х12Ы5 на вторичную твердость в зависимости от количества остаточного аустенитг после закалки; режимы закалки и отпуска, обеспечивающие минимальную деформацию. Диссертантом обоснованы теоретические положения, практически опробованы и внедрены в промышленность ее результаты работы.

Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены на АО "ИКЫЗ" к ПО "Ежмаш".

Апробация работы. Материалы работы доложены и обсуждены на научно-технической конференции Краматорского индустриального института в 1989 году, на Всесоюзной научно-технической конференции "Обобщение опыта работы молодых ученых, инженеров и рабочих отрасли по экономии материальных и энергетических ресурсов" в г.Донецке, 1989 г и на семинарах отдела физических и химических методов исследований ШО "НИШТмаш" в 1990-1991 гг (г.Краматорск, Донецкой обасти).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 7 работах.

Сбъем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов, содержит 229 страниц машинописного текста, 77 рисунков, 18 таблиц, список источников, включающий 89 наименований, й приложении представлены материалы, подтверждающие внедрение результатов работы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ I. Состояние вопроса

По литературным данным в ближайшем будущем сохранится применение для изготовления штампов холодного деформирования стандартных сталей. Значительные средства бздут направлены на разработку новых способов термической обработки и методов контроля качества их проведения, повышающих стойкость штампов. Предпочтение будет отдаваться:

- режимам предварительной термической обработки, повышающим однородность структуры, улучшающим обрабатываемос.ть резанием, уменьшающим коробление при последующей закалке;

- режимам термообработки, разработанным с применением Э21М в системе САПР, позволяющим оптимизировать процессы с учетом многих технологических и эксплуатационных факторов.

2. Методика проведения исследований Для исследований использовали штамповые стали УЮ, 7ХГ2ьМ и Х12МФ промышленного производства. Ковку заготовок и термообработку образцов производили в условиях НПО "НИШТмаш" и ПО "НК.МЗ". Планирование опытов производили по методу симплексных решеток. Микроструктуру изучали, используя микроскопы "Неофот-21" и ЭЬЬЗ-ЮОл, для количественной оценки карбидов "Квантимет-720". Рентгеноструктурный анализ проводили на установках ДРОН-3,0 в железном К^ и кобальтовом Куз излучениях. Дилатометрический анализ проводили на дилатометре УдД с записью результатов на диаграммной ленте. С помощью дилатометрического анализа определяли деформацию при закалке и отпуске. Количество остаточного аустенита и коэрцитивную силу определяли магнитометрическим методом на баллистической установке ЕУ-3. Удельное электросопротивление определяли с ис** пользованием моста сопротивления Р-329. Твердость после отжига , закалки и отпуска определяли по методу Бринелля и Роквея-ла в соответствии с ГОСТ 9012-59 и'9013-59. Прочность отожженной стали Х12МФ при растяжении определяли согласно ГОСТ Г497-73. Прочность при изгибе и ударную вязкость определяли по методике, описанной в монографии В.Л.Геллера. Фазовый химический анализ проводили по методу ЦНИИЧермета. Результаты опытов оценивали по среднему арифметическому значению, среднему квадратическому отклонению, коэффициенту вариации и размаху.

3. Влияние закалки и отпуска на структуру и свойства

штамповых сталей холодного деформирования Для стали УЮ максимальная твердость после закалки достигается при 15—16% остаточного аустенита. При отпуске Ю0°С происходи? предт,'деление и наделение углерода из мартенсита,

что снижает напряжения (коэрцитивную силу). Факт такого яв- •• ления подтверждает уменьшение ширины линии (ПО), вызванное ввделением углерода, и увеличение ширины линии (222), объясняемое увеличением микронапряжений в результате предвьщеления, уменьшения ассинетрии линии (ПО), характеризующее превалирующее влияние предвыделений над выделениями. Предвьщеление и выделение карбидов повышает твердость (на 0,5 ШСэ), прочность и вязкость стали. При отпуске от 100 до 125°С увеличивается коэрцитивная сила, ассиметрия линии (ПО), что можно объяснить выделением большого количества мелкодисперсных карбидов. После отпуска от 100 до 125°С на 0,5 - 1,0 ЩСэ снижается твердость, прочность и вязкость повышаются. При отпуске от 125 до 150°С снижается ассиметрия линии (ПО) и вязкость'стали, замедляется снижение твердости, что можно объяснить растворением некоторой части выделяющихся карбидов, имеющих большой запас свободной энергии, в мартенсите и охрупчиванием стали, не изменяется прочность.

Огпуск от 150 до 200°С увеличивает ассиметрию линии (ПО) мартенсита, .-намагниченность насыщения, снижает коэрцитивную силу (уровень напряжений) и твердость, что можно объяснить выделением карбвдов. При отпуске от 150 до 200°С видимо тоже имеет место,предвкделение карбидов, поскольку ширина линии (222) резко замедляет свое снижение. При отпуске 200-250°С происходит превращение остаточного аустенита. Появление высокоуглеродистого ыаркенсита увеличивает электросопротивление, намагниченность наеыцения, замедляет снижение твердости, уменьшает ассиметрию линии (ПО), повышает прочность и снижает вязкость (отпускная хрупкость первого рода). Огпуск от 250 до 350°С снова приводит к увеличению ассиметрии линии (ПО) в результате выделения карбидов из вторичного мартенсита. Этот

процессi если судить по увеличению ширины линии (222), также начинается с предвыделении. При отпуске свыше 250°С происходит дальнейшее снижение твердости п повышение вязкости, прочность мало Изменяется. Это можно' объяснить выделением углерода в виде, карбидов из матрицы. При отпуске от 350 до 400°С снова имеет место уменьшение ассиметрии линии (110), что как и в случае отпуска в интерзале от 125 до 150°С можно объяснить растворением в мартенсите некоторой части ранее вьи^яив-шихся карбидов.

В результате проведенных исследований, в отличие от ли- • тературных данных, обнаружено охрупчивание стали УЮ на более ранних стадиях отпуска, что объясняется растворением части карбидов в мартенсите и увеличением в нем углерода как и в. случае превращения остаточного аустенита.

Установлены три интервала температур, в которых при отпуске в стали УЮ происходит "предвыделение" и вьщеление карбидов. Первый - при отпуске до з исходном мартенсите, второй - при отпуске 150-175°С в мартенсите двухфазного распада и третий - при отпуске 250-300°С во вторичном мартенси-

I

те. Для промышленности рекомендованы: отпуск на высокую твердость и достаточно высокий уровень прочности и вязкости, который следует производить в' интервале Ю0-125°С; отпуск при 200°С на высокие прочность и вязкость для штампов, работающих в условиях ударных нагрузок.

В стали 7ХГ2ВМ максимальная твердость после закалки достигается при 18-20% остаточного аустенита. При отпуске 100°С в результате предвьщеления и выделения карбидов твердость несколько повышается. Предвццеление карбиддв сопрозождаетсл заметным увеличением ширины линии (222), а выделение их уменьшением ширины линии (110). После отпуска 125°С в стали 7лГ2й:,1

резко увеличивается ассиметрия линии (ПО), подтверждающая выделение ка^Зидов, что замедляет снижение твердости, повышает прочность и вязкость. При отпуске от 125 до 150°С уменьшается ассиметрия линии (ПО), свидетельствующая о растворении в мартенсите карбидов, имеющих высокий запас свободной энергии, что сопровождается снижением ударной вязкости, замедлением снижения твердости, незначительным повышением прочности. При 175°С отпуска происходит предвыделение карбидов, что заметно по уширению линии (222). Это замедляет снижение твердости. Превращение остаточного аустенита в мартер-сит в наибольшей степени происходит при отпуске 200-250°С. Оно сопровоздается уменьшением ударной вязкости (отпускная хрупкость первого рода), уширением линии (222) в связи с увеличением микронапряжений. Звделение карбидов из вторичного мартенсита, если судить по увеличению ассимеТрии линии (ПО), заметно в интервале 250-300°С. Оно сопровождается резким повышением ударной вязкости и дальнейшим повышением прочности.

Таким образом, в стали 7ХГ2Ш, как и в стали УЮ, обнаружено два температурных интервала отпуска: 125-150°С и 200-250°С, при которых происходит ее охрупчивание, сопровождаемое снижением ее ударной вязкости.

Для практического пользования рекомендуется три температурных интервала отпуска стали 7ХГ23М: отпуск при Ю0-125°С обеспечивает сохранение мартенситной твердости на том же уровне, что и после закалки, но при значительно меньших напряжениях. Он пригоден при термообработке штампов, работающих в условиях износа без больших ударных нагрузок; отпуск при 180-200°С, обеспечивающий высокие значения ударной вязкости, прочности и твердости, необходимые для пуансонов при ударных нагрузках; отпуск при 300-350°С обеспечивает наиболее

высокие значения прочности, твердости и вязкости, необходи- , мые для матриц.

Для получения минимальной деформации после отпуска штампового инструмента из стали 7ХГ23М режимы закалки должны назначаться.с учетом последующей температуры отпуска. Качество закалки при этом должно контролироваться, по количеств; остаточного аустенита.

Для закаленной стали Х12МЕ твердость увеличивается по мере повышения температуры закалки до Ю00°С, затем, начиная с Ю50°С заметно снижается в связи с увеличением количества остаточного аустенита.

После закалки с низких температур Ю00°С мартенсит достаточно однороден. Линия (222) имеет практически одинаковую высоту в широком диапазоне углов. Линия (ПО) мартенсита сим метрична. При повышении температуры закалки линия (222) со стороны больших углов становится более интенсивной, а после закалки й П50°С она приобретает вид линии, близкой к феррит ной; по строению и расположению со стороны меньших углоэ она по-прежнему размыта. Линия (ПО) мартенсита с повышением тек1 пературы закалки уширяется как в сторону больших, так и в сторону меньших углов. А после закалки с Ю40°С и выше она раздваивается, что можно объяснить увеличением среднего содержания углерода в мартенсите более 0,52. Увеличение высоть линии (222) свидетельствует об уыеньепшии напряжений с повышением количества остаточного аустенита. Характер линий (П( и (222) свидетельствует о наличии в структуре стали двух ма) тенситов: с низким и высоким содержанием углерода. Это можн< объяснить поведением карбидов. При повышении температуры закалки вокруг растворенных карбидов создаются зоны остаточного аустенита. Джруг растущих карбидов образуются зоны мар

тенсита. Микроанализом зафиксировано наличие сильнотравящейся зоны вокруг растущих карбидов. 3 тех случаях, когда происходит одновременно и растворение и рост отдельных карбидных частиц, после закалки вокруг них будут наблюдаться как зоны мартенсита, так и зоны остаточного аустенита. Естественно предположить, что мартенсит, расположенный вокруг остаточного аустенита, будет содержать больше углерода, чем мартенсит, расположенный вокруг карбидов. После практически полного растворения карбидов (закалки с 1200°С) структура стали Х12МФ состоит из остаточного аустенита и небольшого количества малоуглеродистого мартенсита, расположенного вокруг нерастворив-шихся карбидов.

При низких температурах отпуска до Ю0°С происходит "предвыделение" карбидов, сопровождаемое повышением твердости, прочности и вязкости. При отпуске от 100 до 125°С выделяются карбиды* снижается твердость, намагниченность насыщения (они парамагнитны) и удельное электросопротивление, позывается прочность и вязкость,.коэрцитивная сила .

При отпуске от 125 до 300°С происходит растворение ранее виделившихся карбидов - уменьшение в карбидном осадке хрома после отпуска 250-300°С, предвыделенве - уменьшение высоты линии (222) и выделение - увеличение высоты линии (222) и содержания хрома в карбидном осадке карбидов.

Увеличение углерода в первичном мартенсите после отпуска 250-300°С, а также образование высокоуглеродистого вторичного мартенсита после отпуска 45С-520°С сопровождается увеличением микронапряжений (уменьшением высоты линии (222)) и макро напряжений (увеличением коэрцитивной силы). Растворение карбидов (Сч, ГеЭ^Сд в в мартенсите замедляет снижение твердое-ти, не влияет на прочность и вязкость стали Х12МФ. Растворе-

ние карбидов при отпуске 125-150°С сопровождается заметным приростом твердости на 1,5-3,0 Н5Сэ.

Второй прирост твердости после отпуска 500°С и выше связан с превращением остаточного аустенита и пропорционален его количеству после закалки.

Электронномикроскопические исследования показывают, что вьщеления карбидов при отпуске происходит внутри мартенсита, по границам "мартенсит-остаточный аусгонит" и внутри остаточного аустенита (в виде параллельных цепочек, отражающих поло- • жсние зерен). После полного превращения остаточного аустенита ориентация в расположении карбидных частиц не наблюдается, что должно быть связано с рекристаллизацией вторичного мартенсита.

По изменению коэрцитивной силы после отпуска было обнаружено три значительных пика ее повышения: первый пик при Ю0-125°С и вызван процессами "предвыделения" и выделения карбидов из первичного мартенсита, второй при 250-300°С_растворением карбидов, третий при 450-520°С образованием вторичного мартенсита.

Удельное электросопротивление- по мере повышения температур отпуска снижается, темп снижения с повышением темпера-, туры закалки замедляется. Наиболее сильно электросопротивление уменьшается с момента превращения остаточного аустенита.

Для практического пользования в случае закалки на первичную твердость рекомендуются режимы отпуска инструмента . из стали Х12МФ: отпуск при 150°С для пуансонов, работающих в условиях повышенного износа; отпуск при температуре 200°С для матриц.

' 4. Особенности упрочнения при отпуске штамповых сталей холодного деформирования На основании проведенного анализа можно сделать заключение, что в сталях У10. и 7ХГ2Л1, не содержащих после закалки избыточных карбидов и имеющих одинаковые интерзалы превращения остаточного аустенита при отпуске, характер изменения их твердости до температур завершения превращения основного количества остаточного аустенита (300°С) сохраняется одинаковым и не зависит от дегированности. влияние последней на разупрочнение сказывается лишь после превращения основного количества остаточного аустенита. При отпуске свыше 300°С разупрочнение стали связано с зццеленпем углерода из первичного и вторичного мартенсита. Оно менее интенсивно протекает в стали 7ХГ23М.

После отпуска стали Х12М2 наблюдается два пика повышения твердости. Первый - после 150°С вызван растворением в мартенсите и выделением из него специальных карбидов (Сч.ГеЭ^Сд. второй - после 450-520°С вызван превращением остаточного аустенита в мартенсит. Растворение карбидов (Сч.РеЭ^Сз при отпуске от 200 до 300°С заметного влияния на твердость не оказывает. При отпуске от 300 до 450°С в основном происходит выделение карбидов (Сч,Ре)г|Сд что подтверждается увеличением высоты и интенсивности линии (440). Отпуск свыше 520°С снижает твердость стали в результате выделения из первичного и вторичного мартенсита карбидов.

.Данные об изменении параметров и интегральной интенсивности линии (113) остаточного аустенита свидетельствуют о том, что превращение остаточного аустенита в. мартенсит начинается с момента, когда он полностью освобождается от воздействия напряжений, оказываемых первичным мартенситом.

5. Оптимизация режимов закалки и отпуска стали УЮ

Оптимизировали температуры закалки и гзцдерхки при них & использованием планирования опытов по метода симплексных решеток.

3 качестве оптимальных выбраны режимы охлаждения в холодной воде при 20°С, а затем в горячей воде при 60-100°С. Для достижения высокой твердости и минимального уровня напряжений цикл охлаждения "через холодную воду (20^С) в горячую воду (80-Ю0°С)" должен повторяться несколько раз до установления по сечению инструмента температуры горячей воды.

Продолжительность отпуска при на максималь-

ную твердость стали не более 3 часов, при 2£0-250°С не более I часа.

6. Оптимизация режимов закалки и отпуска

стали 7ХГ23М

Оптимизация температур и выдержек при закалке и отпуске производилась по методу симплексных решеток.

Предложено закалку в масле, как экологически- вредную, заменить закалкой в горячей воде с температурой выше 80°С

7. Оптимизация предварительной и окончательной

термообработки стали Х12МФ

СЬтимизацию температуры отжига стали Х12МФ проводили с применением математического планирования опытов по методу симплесных решеток при скоростях нагрева 100, 50, 25 и охлаждения 50, 25 и 15°С/ч. Температуру аустенизации изменяли б пределах 820-940°С, выдержки - 2-10 часов.

Наиболее целесообразным для поковок из стали Х12Ы1 является следующий режим отжига: нагрев со скорости не более Ю0°С/ч до температуры 900-920°С с выдержкой при этой температуре для завершения се—--у превшщения не более I часа,

далее охлаждение со скоростью не более 25°С/ч до 700°С, после чего охлаждение с печью до 500°С, затем допускается охлаждение на воздухе.

Результаты исследований влияния температуры закалки в пределах 9CG-IG4G°C (через 20п3, выдержка от 100 до 6GC с) и отпуска при 150-200°С на количество остаточного аустенитз после закалки и свойства после отпуска позволяют выбирать режимы закалки стали XI2M3? на перзичную тзердость с учетом требуемого уровня свойств в зависимости от условий эксплуатации штампов и энергозатрат на проведение термообработки.

Оптимизацию режимов закалки и отпуска на вторичную твердость производили по результатам исследований влияния температуры отпуска на превращение остаточного аустенита а зависимости от его количества, полученного после закалки. Наиболее благоприятное сочетание свойств и высокая теплостойкость достигаются после закалки с температуры П00°С с выдержкой з течение 600 с и последующего двухкратного отпуска при 560°С продолжительностью I ч.

8. Промышленное опробование и внедрение результатов исследований

Рациональные режимы закалки и отпуска пуансонов и матриц, контроля качества термообработки штампОЕ из сталей УЮ, 7ХГ23М и XI2M5 внедрены на АО "ПКМЗ", накатных роликов - на "Гамаш".

На заводах отрасли тяжелого машиностроения внедрение.результатов исследований проведено с OI.OI.I98S года в соответствии с РД 24.027.19-87 'контроль качества термической обработки штампов холодного и горячего деформирования'.'

ВЫВОДЫ

I. Исследовано и установлено, что а сталях УЮ и 7лГ2лМ

независимо от режимов нагрева .максимальная твердость непосредственно после "закалки достигается при одинаковом количестве осаточного аустенита 15-16 и 18-2Ш соотввтственно. Разработаны режимы закалки сталей У10 и 7ХГ23М в воде, исключающие образование трещин.

2. При отпуске сталей У10 и 7ХГ23М установлены три интервала температур, в которых происходит предвыделение и выделение карбидов. Первый - при отпуске до Ю0°С в исходном мартенсите, второй - при Отпуске 150-175°С в мартенсите двуфаз-ного распада и третий - при отпуске 250-300°С во вторичном мартенсите, впервые обнаружено охрупчивание сталей УЮ и 7ХГ23Ы на более ранних стадиях отпуска в интервале 125-150°С, что связано с растворением части карбидов в мартенсите и увеличением в нем углерода. Это явление аналогично отпускной хрупкости первого рода после отпуска 200-2Ь0°С, связанной с увеличением доли вьгсокоуглеродистого мартенсита при превращении аустенита,

3. Наиболее благоприятное соотношение мевду прочностью, вязкостью, и твердостью для сталей У10 и 7ХГ23'.1 наблюдается после отпуска при что обусловлено особым состоянием первичного мартенсита, в котором растворены выделившиеся на более ранних стадиях отпуска карбиды и наличием в структуре остаточного аустенита.

4. Максимальная прочность стали 7ХГ23М достигается после отпуска при

300°С в результате образования вторичного мартенсита и выделения из него мелкодисперсных карбидов.

5. Рекомендовано для повышения износостойкости пуансонов и матриц вытяжных штампов из сталей У1С и 7ХГ2^ назначать отпуск при 125-200°С для пуансонов и 300°С для матриц, воспринимающих значительные динамические нагрузки.

6. Дйя получения минимальной деформации после отпуска режимы закалки должны назначаться с учетом последующей температуры отпуска. Критерием качества закалки служит количество остаточного аустенкта. Сталь 7ХГ2ал з случае отпуска при IC0-125, 200, 300°С следует закаливать по режимам, обеспечивающим 15, 20, 25% остаточного аустенита соответственно.

7. В стали Х12МФ при нагреве под закалку имеют место дез процесса: растворение и коагуляция карбидов, преобладает растворение карбвдов. Оба эти процесса приводят к образованию в закаленной стали двух мартенситов, отличающихся по содержанию углерода и легирующих элементов. После практически полного растворения карбидов структура стали состоит в основном из остаточного аустенита и небольшого количества малоуглеродистого мартенсита, расположенного вокруг нерастворившихся карбидов.

8. При отпуске стали XI2Î.D до 125°С происходит предвцде-лениё и выделение карбвдов в мартенсите, что повышает прочность, вязкость и твердость. Отпуск от 125 до 200°С вызывает ввделение и растворение карбидов в мартенсите, что более значительно повышает прочность и вязкость, а при отпуске до 150°С также и твердость.

9. Для практического пользования разработаны режимы закалки стали XI2Î.0 в воде на первичную твердость. Для повышения теплостойкости пуансонов и матриц рекомендовано инструмент закаливать на 90-95% остаточного аустенита и подвергать одно-дзухкратному отпуску при 560°С продолжительностью I час.

10. Результаты исследований внедрены на АО "HKL13" при термообработке пуансонов и матриц и ПО "Южмаш" при термообработке накатанных роликов. Годовой экономический эффект составил 23,4 тыс. рублей в ценах 1989 года.

ПУБЛИКАЦИИ ПО РАБОТЕ

1. Заблофсий З.К., Шимко Е.8. Уровень и тенденции разви тия штампоаых сталей горячего и холодного деформирования: Обзор.- М., 1969.- 133 е.- Деп. р :р!ИТЭП1№1Э''1 24.I0.tb,

.1о0 - ОС.

2. ¡Гимко £.3. Оптимизация предварительной термической обработки стали XI2M&// Обобщение опыта работы молодых учень инженеров и рабочих отрасли по экономии материальных и энергетических ресурсов: Тез. докл. Зсесоюз. науч.-техн. конф., Донецк, 24-26 мая 1989.- Донецк, 1353.- С.146.

3. Заблоцкий З.К., Шимко E.J., Антонов J.J. Оптимизация режимов термической обработки инструментальных сталей УЮ, 7ХГ23М, XISMi// Термическая обработка сталей в машиностроении: Сб.науч. работ НПО "НИШТЫаш"- Краматорск,1994.- С.3-9.

4. Шимко Е.З., Заблоцкий J.K., Моисеев 3.S. Превращения при отпуске инструментальных сталей УЮ, 7ХГ2ЛМ и XI2iviJ // Термическая обработка сталей в машиностроении: Сб. научн. работ НПО "НИШТМаш". - Краматорск, 1394.- С.10-19.

5. А.с. 1690339 СССР, ЫКИ4 С 21 Д 9/22. Способ термической обработки инструмента из высоколегированных и быстрорежущие сталей / З.К.Заблоцкий, В.З.Антонов, Е.З.Шимко. -

Jf 4712680/02; заявлено 03.07.69., опубл.07.II.91. Бол. J? 41.

6. А.с. 1702699 СССР, ШИ4 С 21 Д 1/78. Способ термической обработки инструмента из углеродистых марок сталей / 3.К.Заблоцкий, 3,J.Антонов, З.З.ШимкО, Е.Н.Хмиль./ К 475373.; 02; заялвено 16.08.89., опубл. 30.12.91. Бюл. №48.

7. Пат. I80295I СССР, ¡¿СИ4 С 21 Д 9/22. Споооб термической обработки инструмента из средкелегированных сталей / З.К.Заблоцкий,'З.З.Моисеев, З.З.Антонов, Е.3.Шимко. -

- .jf- 4739602/02; заявлено 18.09.89., опубл. 15.03.93. Бол. Ji 1С

ШИШО ЕЛЕНА МАЦИ;.1ИР0л4А

Оптимизация режимов термической обработки штамповых сталей холодного деформирования с целью улучшения их технологических и эксплуатационных свойств.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальное:".-: Со. I6.CI - металловедение и терыо-обрабзтке металлов, Донецкий государственный -.'ехн/ческий университет, г.Донецк, 1994 год.

Защищается 4 научных работа и 3 авторских свидетельства, содержащие новые теоретические разработки и их практическое подтверждение в характере изменения свойств углеродистых и легированных штамповых сталей при закалке к отпуске, влияние остаточного аустенита на свойства сталей после отпуска. Установлено, что при отпуске сталей У10 и 7ХГ2з:.1 есть три интервала температур предвцделения и звделення карбидов. Первый -при отпуске до Ю0°С а исходном мартенсите, второй - при отпуске 150-175°С в мартенсите двухфазного распада и третий -при отпуске 250-300°С во вторичном мартенсите. Обнаружено охрулчипание сталей У10 и 7ХГ2зй! в интервале температур Е5-15С°С , что связано с растворением части ка.бидоь в мартенсите. При отпуске стали XI2Ü1I до 200°С происходят предвыделение, выделение и растворение карбидов в мартенсите, что повышает прочность, вязкость, а при отпуске до IüO°C и твердость. Для практического пользования разработаны режимы закалки сталей 7ХГ2лл и XI2i.iT' ñ поде.

Результаты исследований внедрены на АО ";К;;13" к ПО "Ижмаш". Годовой экономический эффект составил 23,4 тыс. рублей в ценах 1989 года.

KJI040BI СЛОлЛ: м1кроструктура, тергичнг. обробка, загар-тування, в1дпустка, штамповг сталь холодно! деформацП.

SHIMKO ELEN

Optimisation of heattreatment conditions by die steels of cold str for the purpose of improvement theirs workabilities and service propert

Thesis for a candidate's degree in field of tehnical science speciality 05.16.01 - metal science and heattreatment of metals. St tehnical university, Donetsk, 1994 year.

Defe;nd are 4 scientific works and 3 author's certificates i contained new theoretical works and practical confirm character's of ch£ of properties cabon and alloyed steels wich hardening and temper, influence, retained austenite on properties of steels after the temperii Established, that by tempering of steels U10 and 7CrMn2VMo there is thr temperature space, wich that is going pre—excretion and excretion carbii The first - by tempering to the 100®C in initial martensite, the secon by tempering 150-175'C in martensit of two phase desay and the thir< by tempering 250-300"C in secondary martensite. An embrittlement of stE Llio and 7CrMn2VMo was detected with dissolution's of parts carb in martensite. Wich tempering of steel Crl2MoV to the 200'C take pi an pre-excretion, excretion and dissolution of carbides in the marten; that raise a strength and impact elasticity, ahd wich tempering to 1! also a hardness. For a practical use work out conditions of hardei in water steels 7CrMn2VMo and Crl2MoV.

The resalts of investigations, apply at the Lease Unification "N kramatorsk machin-building plant" and Unification "South machin-build plant". The year's economic effect maked up 23400 roublesin pri of 1989 year.

K/ikjmobi ^/loba:' MiKpo-TpyKTypa, TBPMinHa o6po6Ka,3arapTyBaHHFi, Bi^nyc luTaMnoaa sia/ib fl/in xo/ioAHoi fle«popMauii.