Статьи | Металлолом — Part 20

Чтобы обеспечить необходимую стойкость инструмента, стали для го­рячего деформирования должны иметь: 1) теплостойкость, обеспечива­ющую необходимое сопротивление пластической деформации (предел теку­чести, твердость) для сохранения фор­мы гравюры при рабочих температу­рах; 2) вязкость, особенно при работе с динамическими нагрузками; 3) из­носостойкость; 4) разгаростойкость, т. е. сопротивление термической и тер­момеханической усталости; 5) окали — ностойкость, определяющую скорость окислительного износа, особенно выше 600 0C; 6) прокаливаемость для достижения равнонрочности по се­чению.

Любое решение о необходимом соче­тании показателей свойств материала штампа является компромиссным. Правильным будет решение, учитыва­ющее конкретные условия работы инструмента и даже ограниченного участка гравюры, которые определяют преобладающий вид повреждения.

Наибольшая стойкость штампов достигается при таком соотношении параметров температурно-силового воздействия и свойств материала, когда выбраковка связана преимущественно с износом и только небольшим разгаро — образованием на поздней стадии экс­плуатации. Износ может быть окисли­тельным (нормальный), абразивным и с заеданием (интенсивный). При неблагоприятном соотношении на­званных факторов происходит ин­тенсивное смятие, раннее разгаро — образование или появление крупных термошоковых трещин. Промежуточ­ная стойкость отмечается у штампов, состояние которых к моменту выхода из строя определяется значительным разгарообразованием и истиранием при сопутствующем смятии на отдельных участках.

Наиболее сильное изменение гра­вюры наблюдается на участках ее поверхности (облойный мостик, бо­бышка), где удельные силы деформи­рования максимальны. Они зависят от сопротивления деформированию штампуемого материала, формы и раз­меров облойной щели, теплового эф­фекта деформации, свойств окалины, скорости деформации.

Скорости деформирования (соответ­ствующие им средние скорости дефорт мации указаны в скобках) для наиболее распространенных машин следующие: для гидравлических прессов 0,01 — 0,1 м/с (0,3—0,5 1/с), для кривошип.- ных прессов 0,25—0,50 м/с, для вин­товых пресс-молотов 0,5—1,5 м/с, для молотов 4—9 м/с (8—12 1/с). Уве­личение скорости деформации при переходе от штамповки на гидравли­ческих прессах к кривошипным повы­шает сопротивление деформированию в 1,3—1,5 раза, а при переходе к моло­там в 2,5—3,5 раза.

Преобладающий вид повреждения может изменяться в зависимости от отношения массы штампа к массе поковки: при малом отношении — смятие, при большом — истирание. С его увеличением уменьшается сред­няя температура штампа и относитель­ная толщина поверхностных слоев гравюры, прогретых до высокой тем­пературы. Стойкость растет пропор­ционально этому отношению.

Смена вида повреждения наблю­дается и при изменении температурного режима штампа. Например, при недо­статочном охлаждении преобладает смятие, а при избыточном резко уско­ряется разгарообразование.

Неравномерная деформация сни­жает стойкость инструмента. Для обес­печения максимального съема поко­вок, учитывая тенденцию к стабилиза­ции размеров штампа после съема определенного числа поковок, целе­сообразно: 1) на некоторые размеры назначать оптимальные минусовые допуски (повышение стойкости на 30— 40 %); 2) применять в процессе штам­повки на прессах черновой ручей; 3) использовать вставки из более стой­ких сталей.

Стойкость штампов снижается при увеличении массы поковки до опре­деленного значения. Для молотовых штампов эта зависимость сильнее, чем для прессовых, и стабилизация стой­кости наступает при большей массе. Поэтому при некоторой массе поковок стойкость прессовых штампов стано­вится выше молотовых. Это объяс­няется более интенсивным повышением нагрузки на инструмент при штамповке на молотах из-за увеличения массы падающих частей и соответственно ско­рости деформирования.

Снижают содержание хрома. Одцако уменьшение содержания хрома ниж6 15 % влечет за собой снижение Conp0. тивления окислению. Поэтому сплавы с низким содержанием хрома требуют защиты от газовой коррозии.

67. Примерное назначение некоторых жаропрочных сплавов ва основе никеля [26]

16-	800
800	720	450	9	12	600
850 ¦	600	400	8	15 •¦	700
900	380	220	12	35

Сплав Д»ОСТ 5632—72)	Назначение	Рекомендуе­мая темпера­тура исполь­зования	Температура начала интен­сивного ока­ли нообразо — вания
			С
X Н70ВМЮТ ХН70ВМТЮ	Лопатки газовых турбин, кре­пежные детали, срок работы •— весьма длительный	750 850	1000
ХН80ТБЮ	Лопатки, крепежные детали турбин	700	1000
ХН70МВТЮБ ХН70Ю ХН78Т	Листовые детали, газопроводы, работающие при умеренных на­пряжениях, срок службы огра­ниченный	850 1100 1100	1200 1200 1100 *
X H 75МБ ТЮ	Листовые детали турбин, срок службы ограниченный	850	1050
ХН77ТЮР	Диски, лопатки турбин с огра­ниченным сроком службы	750	1050
ХН60ВТ	Листовые детали турбин с огра­ниченным сроком службы	1000	IlGO
ХН62МВКЮ	Лопатки, диски турбин с дли­тельным сроком службы	800	1080

Горячая деформация Ъысоколегиро. ванных жаропрочных сплавов имеет следующие особенности: 1) малую пла — стичность при всех температурах — 2) высокое сопротивление деформации’ включая и однофазную область твердого раствора; 3) узкий температурный ин­тервал деформации (до 80—IOO0C); 4) высокую чувствительность к пере­греву (нагрев выше определенной тем. пературы приводит к катастрофиче­скому снижению пластичности).

0S ПреДел» длительной прочности, — лзучеств и выносливости (в Mila) П»пЛава ХН70МВТЮБ [26)

% ‘С	Oioo	Oaoo	«0,2/1 00
20	—	—	—	420
600	—	—	—	350
650′	620	600	—	—
700	480	420	300	370
800	250	230	180	350
850	180	230	180	—
900	— V-		—	180

70. Механические свойства сплава ХН80ТБЮ при различных температурах [26)

T, 0C	«в	OrO,2	6		Кси, КДж/м8
МПа	%
20	950	650	18	22	700

81. Длительная прочность и выносливость (в МПа) сплава ХН55ВМКЮ

					А_, на базе циклов
T, 0C	ClOO	01000	08000	CrO, 2/IflO
					IO’	IO8
800	440	310	290	370
900	240	130	100	140	320 .	280
950	140	65	55	__	__	__

82. Механические свойства сплава ХН56ВМТЮ

T,	Ol О ^ RT I I СО СО Tf Tf —< 0100 CN — 4- мм) из прецизионных никель — хромовых сплавов Х20Н80-ВИ, Н80ХЮД-ВИ; Х20Н80, ЭП277-ВИ. Проволоку поставляют в отожженном состоянии. Сортамент, электрические и механические свойства проволоки в за­висимости от диаметра нормированы ГОСТ 8803—77, свойства ее приве­дены в табл. 20. Непроволочные резистив­ные материалы разделяют на пленоч­ные металлические, пленочные на ос­нове оксидов, силицидов, карбидов н неметаллические — углеродистые. Пленочные резистивные материалы ис­пользуют в» микроэлектронике, в мик­росхемах, интегральных схемах и дру­гих устройствах. Непроволочные ре­зисторы широко применяют в автома­тике, измерительной и вычислитель­ной технике, в различных областях! электротехники. Свойства некоторых! пленочных и углеродистых резистив­ных материалов приведены в табл. 21 и 22. Материалы для электронагревате­лей. Общие требования, к сплавам для электронагревательных элементов; вы­сокая жаростойкость, высокое элект­рическое сопротивление в сочетании с низким температурным коэффициен­том сопротивления, пластичность для промышленного получения изделий различного сортамента (проката, про­волоки, ленты) и нагревателей. О-С ° Sifc 5 Я Й я • « H M S О й •75 Я Ou § Я S R Я Я ,а >,go ^ я О. я s ¦йи TN Я О. С СО Ч R О. Са О Q. C H 5 H >> >5 ClH H ftH я С Б. Н. Арзамасов и др. Ч Я> Л Л А R (Я Ж CU В* S Ft Ся H M S E Ч Ч К S Ч CJ Ч К Ft я С E H Л О Са С Ч h СО ^—’ fli Га M я >• а 2 й XfflM Vc WT о s Э яуиу CU S Я CU 4 И 5 S ft е 8 S 8 в- S В» CU 3 E E СЯ О Я E О ft S Ё « Saj Ёаг CU О E CC я^, 83. Концентрация основных носителей заряда (ОНЗ) в слитках арсенида галлия (ОСТ.4.032.015—80) Марка Концентрация ОНЗ, M»3 Марка Концентрация ОНЗ. м-’ АГЧ Не более МО22 АГЧО-1 1,5-IO22-2,5. JO24 АГН-1 » » 2- IO2a АГЧО-2 МО23—4-IO24 АГН-2 Э » 2- IO2a АГЧО-3 2,5- IO24-5- IO24 АГЧТ-1 5 — IO22—4- IO24 АГЧЦ-1 1,5- IO23—2- 102В АГЧТ-2 5- 1022—8- IO24 АГЧЦ-2 2-1025—6,5- IO25 АГЧТ-3 4. IO24-MO25 АГЧЦ-З 6,5- IO45—9- IO25 АГНК 9-IO23-3,5- IO24 АГЧЦ-4 9- IO26—1,2- IO29 Я — _зя 84. Подвижность основных носителей заряда (нижний предел) для арсенида галлия, легированного теллуром, оловом, цинком и иелегированного при температуре (23±2) 0C (ОСТ 4.032.015—80) Подвижность носителей заряда, mV(B-c). При легирующих О о 8 S3 5< S S О J	Со	Со
IT	Sh	Sh
И I	И I	О I
I О	6	А
1—1	CM	Со
	Sh	ET
И	И	И

Ые не предусмотренные этим стан — Ldtom свойства чугуна. В общем случае, чем меньше графита, мельче и благоприятнее по распределению еГо включения, днсперснее перлит, мельче эвтектическое зерно, тем выше указанные свойства. Однако если ов, т тв, Ф зависят как от графита, так и»1′металлической основы, то E — главным образом от графита, a HB — почти полностью от структуры метал­лической основы. Малая чувствитель­ность серого чугуна к надрезам иллю­стрируется следующими данными по сопротивлению усталости чугуна при вибрации [24]:

140

On

84 105 140 163 80 95 120 130

Толщина стенки

Рнс. 4. Изменение прочности серого чугуна различных марок в зависимости от тол» щнны стенкн отливки

175 210 255 300

МПа , МПа:

0-1,

Без над — 65 реза с надрезом 65

Влияние легирующих элементов на механические свойства чугуна марок СЧ показано на рис. 3, а изменение прочности серого чугуна в зависимо­сти от толщины стенки отливки, полу­чаемой в песчаной форме, — на рис. 4.

Для различных групп отливок путем варьирования содержания химическо­го состава основных элементов и ле­гирования чугуна небольшими добав­ками обеспечивают комплекс оптималь­ных эксплуатационных свойств. Так, для блоков цилиндров карбюраторных двигателей чугун легируют Cr (0,2— 0,5 %) и Ni (до 0,2 %), а для автомо­бильных дизелей дополнительно Cu (0,2—0,4%). Необходимые свойства Для тракторных двигателей обеспечи­вают повышенным (до 1,4 %) содержа­нием Mn.

Ёд, МПа

380 360 340 320 300 280

О O1S 1,0 1,5 2,0 2,5 % Легирующий элемент

Рис. 3. Влияние легирующих элементов на прочность и твердость чугуна с пла« стинчатым графитом состава: 3,2 % Ci 1,85 % Si; 0,7 % Mn; 0,14 % P [6]

Гильзы карбюраторных двигателей изготовляют из чугуна СЧ25 с обыч­ным (0,14%) и повышенным (0,17— 0,22 %) содержанием фосфора.

В

Го м во во мп

Для ребристых цилиндров двига­телей воздушного охлаждения исполь­зуют чугун, легированный Sb (0,5—¦ 0,08%), Cr (0,4-0,6%) и Ni (0,1—• %) или Ni (0,65%) н P (0,65— и>’5 %).

Станкостроении для повышения

Твердости средних по развесу отливон наряду с модифицированием чугуна ebj и SiCa применяют ковшевое легирование Cu (0,3-0,4%) и Cr

43.- Влияние температуры на механические свойства теплостойкостью	Отпуска после закалкн от оптимальных температур сталей с высокими сопротивлением смятию и
Сталь (рекомендуемые температура закалки, твердость после закалки)	Температура отпуска, 0C	HRC	Ои, МПа	Он, МДж/м2 (нена — дрезанный образец)

Однократный отпуск 1,5 ч

8Х4В2МФС2 (1075 °С; HRC 64)

170	62,0	3000	____
200	60,5	3330	0,35
250	58,0	3700	0,45
300	57,2	3900	0,90
350	57,6	3750	1,05
400	58,5	3500	0,70
450	59,7	3200	0,45
480	61,0	3180	0,40

Трехкратный отпуск по 1 ч

	500	61,4	3200	0,35
	520	62,2	3250	0,30
	540	61,8	3500	0,40
	560	61,5	3800	0,44

Продолжение табл. 43

Температура отпуска, 0C

HRC сти, МПа

Сталь (рекомендуемые температура аакалки, твердость после закалки) ан, МДж/м8 (нена — дрезанный образец)

(1090 0C; HRC 62)

11Х4В2МФЗС2

HRC 62)

(1060 ЬС;

Однократный отпуск 1,5 ч

170	61,0	3800	0,50
200	60,0	4000	0,57
250	58,0	4200	0,74
300	57,5	4300	0,78
350	57,0	4200	0,75
400	57,5	4000	0,64
450	58,5	3600	0,37

Трехкратный отпуск по 1 ч

500	60,4	3600	0,30
520	61,0	3800	0,30
540	59,5	3900	0,30
560	57,6	4100	0,30

Силициды переходных металлов IV— VI групп Периодической системы эле­ментов [62, 63, 65, 67, 101 ] находят применение в самолетостроении, атом­ной, ракетной и космической технике, главным образом в качестве жаропроч­ных и жаростойких материалов, а так­же защитных покрытий. Свойства диси­лицндов металлов «большой девятки» тугоплавких металлов приведены в табл , 8.

5,9	4,958	323,62
HiB2	»	10,5	3250	29 000	10,6	6,3	4,797	325,50
VB2	»	5,1	2400	28 000	22,7	7,9	3,404	—
Nbii	Ромбическая	7,6	2300	22 000	40,0	12,9	—	—
NbB2	Гексаго­нальная	6,97	3000	26 000	25,7	7,7	6,376	—
TaB2	»	11,7	3037	26 000	32,5	7,9	6,867	188,25
Cr2B	Ромбическая	6,5	1870	13 500	107,0	14,2	4,101	—
CrB	»	6,2	2100	21 000	45,5	12,3	3,606	77,04
CrB2	Гексаго­нальная	5,6	2200	22 000	30,0	10,5	4,503	123,23
MoB	Тетраго- иальная	8,8	2600	23 000— 24 500	—	—	—	70,74
WB	»	16,0	2300 2920					71,11

Зл	Плот­ность, т/м3	T ‘ пл> 0C	Н, МПа	?.10″», МПа	А-10«, 0C»1 (в интервале 20—1000 0C)	— ДОг98> кДж. моль-1
	4,13	1540	8 920	3,551	10,3	132,15
	4,86	1700	10 630	2,599	8,37	149,36
	9,03	1750	9 120	—	—	225,94
	4,66	1660	8 900—9 600	—	12,0	148,47
	5,66	2100	10 820	2,551	10,6	123,32
			(20—IlOO0C)
	9,1	2200	14 070	—	10,2	116,01
	5,0	1500	9 960—11 500	—	12,9	98,77
					(20—700 °С)
	6,24	2030