Схеми деформаційного зміцнення матриць зі сталі з регульованим аустенітним перетворенням під час експлуатації
DOI:
https://doi.org/10.37142/2076-2151/2025-1(54)201Ключові слова:
інструментальна сталь, штампова сталь, гарячій наклеп, матриця, пресування, технологічна схема, дефор-маційне зміцнення, геометричні розміри, фазові перетворення.Анотація
Кругляков О. А., Медведєв М. I., Коноводов Д. В., Губа Р. В. Схеми деформаційного зміцнення матриць зі сталі з регульованим аустенітним перетворенням під час експлуатації
Найбільш теплостійкі традиційні штампові сталі на феритно-перлітній основі з карбідним та змішаним зміцненням при нагріванні вище 650-700 °C суттєво знижують міцність, що призводить до швидкого виходу інструменту з ладу. Не вирішує проблему і застосування жароміцних аустенітних сталей і сплавів, які при високих температурах перевершують за міцністю сталі феритного класу і за рахунок цього іноді забезпечують значне підвищення стійкості інструменту. Однак внаслідок їх схильності до розтріскування, поганої оброблюваності різанням, високої вартості та дефіцитності компонентів, що входять до складу, їх застосування дуже обмежене. Штампові сталі з регульованим аустенітним перетворенням під час експлуатації є новим і єдиним класом інструментальних сталей, для яких характерне явище збереження гарячого деформаційного зміцнення (гарячий наклеп). Ступінь наклепу в сталі, отримана після аустенізації за температури 1150 ºС з подальшою циклічною деформацією при 450 °С, посилюється при подальшій циклічній деформації за температури 700-850 ºС. Аустенізація за температури 1150 °С, витримка і попередня деформація при 450 °С з подальшим охолодженням до кімнатної температури і швидким нагріванням до температури деформації 750 °С стабілізує стан гарячого наклепу і сприяє максимальному зміцненню сталі за температури 700-850 °С. З урахуванням стабілізації гарячого наклепу в роботі було запропоновано дві технологічні схеми деформаційного зміцнення пресових матриць, що забезпечують їхню високу експлуатаційну стійкість. Встановлено кількісні залежності між зміною розмірів матриці та температурою нагрівання або охолодження. Отримані в роботі залежності дають змогу проєктувати початкові розміри пресового інструмента, враховуючи особливості фазових перетворень у сталях з регульованим аустенітним перетворенням під час експлуатації.
Посилання
Roberts G., Krauss G., Kennedy R. Tool Steels, 5th ed. ASM International, USA, 1998. 364 p.
Loginov Yu.N., Inatovich Yu.V. Tool for pressing metals. 2nd edition, corrected and supplemented. Ekaterinburg: Publishing house of the Ural. University, 2014, 224 p. (in Russian).
Alimi A., Fajoui J., Kchaou M., Branchu S., Elleuch R., Jacquemin F. Multi-scale hot working tool damage (X40CrMoV5-1) analysis in relation to the forging process. Engineering Failure Analysis. 2016. V. 62. pp. 142-155.
Pozniak L.A. Ynstrumentalnыe staly. Kyev: Naukova dumka, 1996. 488 p.
Pat. 157816 Ukraine. Method for manufacturing pipes from titanium alloys. Medvediev M.I., Kruhliakov O.A., Konovodov D.V., Huba R.V. November 27, 2024 (in Ukrainian).
Ozersky A.D., Kruglyakov A.A. Stamp steels with controlled austenitic transformation during operation. Leningrad: LDNTP, 1988. 28 p. (in Russian).
Krugljakow A.A., Nikulin C.A. Structure and features of deformation hardening of die steels with controlled austenite formation. Deformation and destruction of materials. (in Russian). 2014. 11. pp. 23-25.
Sydorchuk O.M. Properties of stamped steel 4Kh4N5М4F2 for hot deformation of non-ferrous metals and alloys. 2021. Visnyk Vinnytskoho politekhnichnoho instytutu. 2021. 1. 108-112. (in Ukrainian).
Sydorchuk O. M., Myroniuk L. A., Hohaiev K. O., Radchenko O. K. Metaloznavstvo ta obrobka metaliv, 2020. Vol.26. (96), pp. 30-38 (in Ukrainian).
Krugljakow A.A., Rogachev S.O., Lebedeva N.V. et al. On the nature of hot work hardening phenomenon in die steel with regulated austenitic transformation during exploitation. Materials Science and Engineering A. 2022. V. 833. P. 142548. DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2021.142548
Method of hardening treatment of tools made of die steels: A.s. 1013500 USSR. C21D 8/00. No. 3287255/22-02; declared 13.05.81; published 23.04.1983. Bulletin No. 15. 4 p. (in Russian).
