ВПЛИВ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ НА ШТАМПОВУ СТАЛЬ 4Х4Н5М4Ф2 ТА ВСТАНОВЛЕННЯ ЇЇ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ

Анотація

Наведено результати досліджень після термічної обробки (гартування та відпуску) легованої конструкційної сталі марки 4Х4Н5М4Ф2 в литому та кованому стані. Рекомендовано здійснювати часткову перекристалізацію (неповний відпал) дослідної сталі (4Х4Н5М4Ф2) за температури 750±20 °С. Запропоновано здійснювати термо-деформаційну обробку (ковка за температури 1170±20 °С), що підвищило у два рази бал зерна гартованої сталі та ударну в’язкість у п’ять разів після відпуску. Встановлено оптимальний температурний режим гартування (1095±5 °С) литої та кованої сталі, твердість якої співпадає на рівні 56 HRC. Показано бал зерна в литому та кованому стані (№ 3 – № 6 та № 6 – № 8, відповідно) дослідженої сталі залежно від температури гартування (1050–1110 °С). Встановлена залежність між твердістю та питомою електричною провідністю сталі після гартування у порівнянні з литим та кованим станом. Встановлено, що при оптимізованих режимів термічної обробки дослідженої сталі визначалось за мінімальним значенням параметру – питомої електричної провідності. Так для оптимального значення за температурою гартування сталі (1095 ºС) питома електрична провідність становила 0,075 Ом·мм²/м, а при відпуску (595 ºС) – 0,0415 Ом·мм²/м. Запропоновано методичний підхід після гартування сталі, що дозволяє проводити контроль температурного режиму при нагріві штампового інструменту. Встановлено, що після гартування сталі, найбільшу провідність має кована, ніж лита сталь. Представлено фізико-механічні властивості (поріг міцності, ударна в’язкість, твердість, мікротвердість у структурі металу та питома електрична провідність) дослідженої гартованої сталі (литої та кованої) після відпуску. Встановлено підвищення твердості та міцності литої сталі при відпуску за температур від 450 до 500°С, що забезпечується виділенням карбідної складової, де спостерігається інтенсивне підвищення мікротвердості. Встановлено, відпускну крихкість дослідженої сталі за температури 475±15 °С. Показано аномальне зниження ударної в’язкості (до 15 Дж/см²) та інтенсивне підвищення питомої електричної провідності литої та кованої сталі при відпускної крихкості. Встановлено збільшення мікротвердості сталі, що впливає на підвищення зносостійкості та ресурсу експлуатації штампового інструменту. Встановлено, що при повторному нагріві (відпуску), провідність сталі збільшується, а також інтенсивно змінюється структурно-чутлива механічна характеристика (ударна в’язкість), яка підвищується у два рази в інтервалі температур відпускної крихкості 475±15 ºС. Це дає можливість підвищити ресурс експлуатації пресового інструменту (філь’єри) зі сталі 4Х4Н5М4Ф2 для гарячого деформування алюмінієвого сплаву в інтервалі робочих температур 450-500 °С.