» » Термическая обработка стали для форм
23.04.2015

Назначение термической обработки: а) сообщить металлу однородность структуры, обеспечивающую механическую прочность формы и достаточную устойчивость ее при высоких температурах, обусловливающую неизменяемость размеров формы; б) обеспечить снятие напряжений, возникающих в металле во время механической обработки.
Термическая обработка должна придать стали необходимую твердость при высоких значениях вязких и упругих свойств и предотвратить коробление.
В настоящее время рабочие части форм, соприкасающиеся с жидким металлом, а равно и детали камер сжатия для литья магниевых, алюминиевых и медных сплавов, изготовляются, главным образом, из стали ЗХ2В8. Сталь ЗХ2В8 сохраняет твердость при относительно высоких температурах отпуска и не понижает ее при длительной работе.
Режим термической обработки этой стали по заводским данным, приведен в табл. 20.
Термическая обработка стали для форм

Термическая обработка стали для форм

Необходим длительный подогрев форм перед закалкой.
Длительность подогрева принимается равной одному часу на 25 мм толщины сечения.
Термическая обработка стали ЗХ2В8 по описанному выше режиму не всегда дает удовлетворительные результаты, особенно для заготовок сложной формы, имеющих разнообразные сечения. В таком случае для получения постоянных результатов и ускорения процесса рекомендуется изотермический отжиг, основанный на процессе изотермического превращения переохлажденного аустенита. При этом способе отжига решающую роль играют следующие основные факторы: 1) температура максимального нагрева стали для перевода ее в аустенит; 2) скорость охлаждения от температуры начального нагрева до температуры изотермического превращения; 3) температура интенсивного превращения переохлажденного аустенита в структурные формы, присущие отожженной стали; 4) максимальное время, необходимое для изотермического превращения при выбранной температуре.
Изотермический отжиг применяется до механической обработки. Распад аустенита ведется при температуре 720°. Изотермический отжиг сообщает стали невысокую твердость (Hb = 210—230), что облегчает ее механическую обработку. Вместо закалки с подстужи-ванием применяется ступенчатая закалка.
Первая закалочная среда имеет температуру максимальной устойчивости аустенита (500—550°); при температуре второй закалочной среды процесс распада аустенита протекает весьма интенсивно. Режим ступенчатой закалки приведен в табл. 21.
Термическая обработка стали для форм

Режим термической обработки хромистых сталей с низким содержанием вольфрама состоит в следующем:
Отжиг. Отжиг при нагреве до 885° с выдержкой при этой температуре 2 часа. Охлаждение в печи до 760° с выдержкой при этой температуре 4—6 час, Охлаждение на воздухе.
Закалка. Медленный нагрев до 850° и выдержка при этой температуре до полного прогрева. Дополнительная выдержка в 0,5 часа на каждые 25 мм максимальной толщины. Быстрый нагрев до 1000° и выдержка при этой температуре до полного прогрева. Охлаждение на воздухе до комнатной температуры.
Отпуск. Форма переносится в печь, нагретую до 240°, и выдерживается в ней в течение 2 час., затем температура в печи поднимается со скоростью от 50 до 100° С/час до 580° и производится выдержка в 2 часа на каждые 25 мм толщины сечения. После этого форма удаляется из печи и охлаждается.
При термической обработке необходимо предохранять форму, упакованную в ящики, от окисления и чрезмерного науглероживания ее поверхности. Для этого она покрывается тонкой оболочкой из нержавеющей стали.
Исследования стойкости форм, изготовленных из хромистой стали с низким содержанием вольфрама (см. табл. 18, № по пор. 9—11), показали, что при их термической обработке в присутствии карбюризатора с получением поверхностного науглероженного слоя на глубину от 0,5 до 1,3 мм и твердости на поверхности до 50—52 Rc стойкость их значительно,повышается. Она не только не уступает стойкости форм из высоковольфрамистой стали, но даже превосходит ее. Это обусловливается поверхностной твердостью в сочетании с мягкой сердцевиной, при которой сталь меньше реагирует на напряжения.
Структура науглероженной поверхности состоит из мелких карбидов, равномерно распределенных в основе из отпущенного мартеноита.
Наблюдения показали, что износ форм из такой стали после длительной эксплуатации происходит от постепенного обезуглероживания поверхности при разъедании стали алюминиевым сплавом.
При уменьшении контакта между сталью формы с науглероженной поверхностью и алюминиевым сплавом (например, воронением поверхности) значительно повышается стойкость.