Actual Problems in Machine Building 2015 No. 2

Актуальные проблемы в машиностроении. 2015. №2 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 387 сдержало внедрение новых процессов обработки металлов давлением. В определенной мере, низкая стойкость объяснялась также и отсутствием четкой специализации штамповых сталей, в зависимости от типов технологических процессов и характеристик штампуемых материалов, что в свою очередь было обусловлено отсутствием надежных критериев оценки физико – механических свойств штамповых сталей. Благодаря работам, выполненным Ю.А. Геллером, А.П. Гуляевым, В.И. Залесским и многим другим, был достигнут существенный прогресс в разработке новых штамповых сталей, уточнении критериев оценки их работоспособности и рациональных областей применения. Это привело, во многих случаях, к существенному повышению стойкости штампов. Наряду с созданием и внедрением новых сталей, были выполнены работы по совершенствованию технологии ковки заготовок инструментов и режимов их термической обработки [2]. Дефекты в структуре высокохромистых сталей холодного деформирования возникают на следующих этапах технологических процессов:  Выплавка стали. Микросостав стали определяется составом шихтовых материалов, методом и технологией выплавки, составом футеровки печи, и оказывает существенное влияние на дальнейшее поведение металла при деформации. [3] Производителю необходимо контролировать загрязненность стали неметаллическими включениями, степень двухфазности микроструктуры, наличие трещин и волосовин. Если производителем не была проведена предварительная ковка металла с последующим отжигом, структура полученной стали будет проблемной для производства. Выбор оптимального химического состава стали даже в пределах марки, подавление процесса ликвации при разливке, диффузионное выравнивание состава при термообработке или нагреве под прокатку, являются существенными условиями для повышения пластичности металла.  Термообработка. Причина возникновения трещин при охлаждении стали с образованием мартенситной структуры – увеличение объема металла при превращении аустенита в мартенсит. Это превращение начинается с поверхности, а затем распространяется вглубь металла. Глубинные участки металла, увеличиваясь в объеме, создают растягивающие напряжения в поверхностных слоях, имеющих мартенситную структуру, отличающуюся малой пластичностью и высокой твердостью. Образование трещин напряжения при мартенситном превращении зависит от состава стали и режимов охлаждения металла, и практически не зависит от способа выплавки. В сталях ферритного и ферритно-мартенситного класса, в основном высокохромистых, причиной возникновения трещин напряжения может быть выделение σ-фазы в интервале температур 750 – 850 °С, как при охлаждении, так и при нагреве. Наряду с изменениями объема в этом случае происходит охрупчивание металла. Для предупреждения трещин надо учитывать, что дефекты часто вызываются комплексом причин, а не каждой в отдельности, рассматриваемой ниже:  Резкие переходы по сечению, прямые углы и надрезы усиливают образование внутренних трещин. Таким же образом влияют риски и подрезы, оставленные после механической обработки.  Влияние исходной структуры : при одинаковых условиях нагрева и охлаждения менее чувствительны к трещинам: из заэвтектоидных – стали с зернистым перлитом, а не с пластинчатым и точечным, или с мартенситной структурой, получающие более насыщенный аустенит при нагреве и большие объемные изменения при охлаждении; из ледебуритных – стали с более равномерным распределением карбидов с балом менее 5.  Влияние температур закалки : с повышением температур сверх минимально необходимых, обеспечивающих требуемые твердость и теплостойкость, чувствительность к трещинам: