Влияние режимов упрочняющей термической обработки на сопротивление развитию трещины штамповой стали 5Х2СМФ


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В литературных источниках практически отсутствуют данные о влиянии закалки с выдержками в перлитной и бейнитной областях и последующего низкого и высокого отпуска разной продолжительности на сопротивление развитию трещины штамповых сталей, а имеющиеся данные противоречивы. Между тем более «мягкая» закалка с выдержками в промежуточных областях существенно снижает риск образования закалочных трещин и деформацию штампов и штамповой оснастки. В работе образцы из штамповой стали 5Х2СМФ с острым надрезом и искусственно нанесенными трещинами были подвергнуты термической обработке, включающей в себя стандартную закалку 910 °C в масло и закалку от 910 °C со ступенями при 650 и 340 °C с разными видами отпуска (200, 560, 600 и 640 °C) и разной продолжительностью по времени – 1, 3, 5, 7 и 14 ч (для 200 °C) с целью повышения сопротивления развитию трещины. Проведенные исследования позволили установить, что данные по сопротивлению развитию трещины после ступенчатой закалки с выдержкой в области перлитного превращения и последующего высокого отпуска при 560, 600 и 640 °C сопоставимы со стандартной закалкой в масло и высоким отпуском при тех же температурах. Твердость после ступенчатой закалки в области бейнитного превращения (340 °C) во всех случаях значительно ниже при различных режимах отпуска, поэтому сравнить сопротивление развитию трещины со стандартной закалкой не представляется возможным. Установлено оптимальное с точки зрения повышения сопротивления развитию трещины время выдержки (3 и 5 ч) после стандартной закалки от 910 °C в масло и низкого отпуска при 200 °C.

Об авторах

Карэн Юрьевич Шахназаров

Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II

Автор, ответственный за переписку.
Email: karen812@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7501-6590

доктор технических наук, профессор кафедры материаловедения и технологии художественных изделий

Россия, 199106, Россия, г. Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21-я линия, 2

Артур Русланович Рафиков

Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II

Email: artur.mankevich.99@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-9881-9115

аспирант кафедры материаловедения и технологии художественных изделий

Россия, 199106, Россия, г. Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21-я линия, 2

Список литературы

  1. Чернов Д.К. О приготовлении стальных бронепробивающих снарядов: сообщение Д.К. Чернова в Императорском Русском технологическом обществе, 10 мая 1885 г. СПб.: тип. бр. Пантелеевых, 1885. 33 с.
  2. Костин Н.А. Особенности закалки штамповых сталей 5ХГС и 5Х3ГС, науглероженных до заэвтектоидных концентраций // Черные металлы. 2020. № 5. С. 31–36. EDN: YCAHQN.
  3. Цуканов Д.В., Смирнова Д.Л., Петкова А.П., Штерцер В.В. Моделирование режима охлаждения при закалке крупногабаритной заготовки ротора из Cr-Ni-Mo-V-стали // Черные металлы. 2024. № 9. С. 29–36. doi: 10.17580/chm.2024.09.05.
  4. Рахштадт А.Г. О структурных превращениях в переохлажденном аустените ванадий содержащих сталей // Известия АН СССР. Металлы. 1984. № 2. С. 102–107.
  5. Бажин В.Ю., Исса Б. Влияние термической обработки на микроструктуру стальных змеевиков нагревательной трубчатой печи // Записки Горного института. 2021. Т. 249. С. 393–400. doi: 10.31897/PMI.2021.3.8.
  6. Пряхин Е.И., Прибыткова Д.А. Влияние качества подготовки поверхности труб для теплосетей на их коррозионную стойкость при эксплуатации в условиях подземного залегания // Черные металлы. 2023. № 11. С. 97–102. doi: 10.17580/chm.2023.11.15.
  7. Якубович Е.А. Анализ влияния режимов термической обработки на стойкость инструмента для горячей штамповки // Журнал передовых исследований в области естествознания. 2020. № 11. С. 37–42. doi: 10.26160/2572-4347-2020-11-37-42.
  8. Ермаков Б.С., Ермаков С.Б., Вологжанина С.А., Хузнахметов Р.М. Влияние условий эксплуатации на формирование нано- и ультрадисперсных зернограничных дефектов в сварных соединениях // Цветные металлы. 2023. № 8. С. 80–85. doi: 10.17580/tsm.2023.08.13.
  9. Сивенков А.В., Кончус Д.А., Гареев Д.В., Пряхин Е.И. Применение покрытий Cr – Ni методом химико-термической обработки из растворов легкоплавких металлов // Черные металлы. 2024. № 12. С. 101–106. doi: 10.17580/chm.2024.12.14.
  10. Крылова С.Е., Ромашков Е.В. Особенности термической обработки новой стали для изготовления штампов горячего деформирования // Черные металлы. 2021. № 1. С. 54–60. doi: 10.17580/chm.2021.01.08.
  11. Zambrano O.A. A Review on the Effect of Impact Toughness and Fracture Toughness on Impact-Abrasion Wear // Journal of Materials Engineering and Performance. 2021. Vol. 30. P. 7101–7116. doi: 10.1007/s11665-021-05960-5.
  12. Шнейдерман А.Ш. Об отпуске бейнитной структуры // Металловедение и термическая обработка металлов. 1978. № 12. С. 12–15.
  13. Еднерал А.Ф., Русаненко В.В., Смирнова А.В. Структурные превращения при термической обработке хромомолибденовой стали // Металловедение и термическая обработка металлов. 1982. № 9. С. 4–8.
  14. Крамаров М.А., Виноградов С.И. Влияние режима отпуска на статическую и циклическую трещиностойкость сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1986. № 3. С. 14–17.
  15. Pryakhin E.I., Azarov V.A. Comparative analysis of the use of epoxy and fluoroplastic polymer compositions as internal smooth coatings of the inner cavity of steel main gas pipelines // CIS Iron and Steel Review. 2024. Vol. 28. P. 93–98. doi: 10.17580/cisisr.2024.02.16.
  16. Петкова А.П., Злотин В.А. Анализ эффективности снижения потерь водорода в трубопроводе из различных аустенитных нержавеющих сталей // Черные металлы. 2024. № 9. С. 50–54. doi: 10.17580/chm.2024.09.08.
  17. Xu Wen-hua, Li Yang, Xiao Gui-yong, Gu Guo-chao, Lu Yu-peng. Effects of quenching and partitioning on microstructure and properties of high-silicon and high-aluminum medium carbon alloy steels // Materials Today: Communications. 2023. Vol. 34. Article number 105031. doi: 10.1016/j.mtcomm.2022.105031.
  18. Шахназаров К.Ю., Касатонов В.Ф., Васильев А.П., Акифьев С.К., Кудрявцев Р.С., Пантелеев В.И., Астраханцев Г.Н. Штамповая сталь: авторское свидетельство № 1671726 A1 СССР. 2 с. EDN: VVISEL.
  19. Тишаев С.И., Орлов М.Р., Колесников В.А. О природе «бейнитной хрупкости» вторичнотвердеющих сталей // Известия АН СССР. 1984. № 4. С. 32–37.
  20. Курдюмов Г.В., Утевский Л.М., Энтин Р.И. Превращение в железе и стали. М.: Металлургия, 1978. 392 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Шахназаров К.Ю., Рафиков А.Р., 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах