Способ термической обработки инструментальной марки 4Х5МФ1С Российский патент 2025 года по МПК C21D1/25 C21D6/00 

Изобретение относится к области термической обработки поковок и отливок из стали карбидного класса марки 4Х5МФ1С и может быть использовано при изготовлении из них штампового инструмента повышенной теплостойкости при физических и механических воздействиях с целью прошивки и поперечно-винтовой прокатки деталей для получения оптимального сочетания прочностных, пластических и эксплуатационных характеристик и возможного применения стали со свойствами конструкционной. Названная сталь широко используется для изготовления пресс-форм литья под давлением цинковых, алюминиевых и магниевых сплавов, молотовых и прессовых вставок (сечением до 250 мм) при горячем деформировании конструкционных сталей, а также для изготовления инструмента для высадки заготовок из легированных конструкционных и жаропрочных материалов на горизонтально-ковочных машинах. Полученные после термообработки изделия могут использоваться для работы при повышенных температурах, многократном нагреве и динамических нагрузках.

Практика показывает, что для получения необходимых свойств литого и деформированного металла с целью упрочнения получаемого инструмента необходимо корректировать предварительный отжиг и окончательную термическую обработку, включающую объемную закалку и отпуск.

В качестве прототипа приняты температурные режимы закалки для повышения теплостойкости инструментальной стали 4Х5МФ1С в различных заготовках из научной статьи «Оптимизация температурного режима закалки для повышения теплостойкости инструментальной стали 4Х5МФ1С в различных заготовках. Часть 1. Влияние температуры нагрева 1040°С при закалке в масле и отпуска на твердость на структуру поковок и отливок из стали 4Х5МФ1С» автора Федулова В.Н. из Белорусского национального технического университета («Материаловедение. Литье и металлургия». - 2017. - 2(87). - С. 97-103). В данной работе исследовано влияние температуры закалки с нагревом 1040°С и охлаждением в масле около одного часа поковок и отливок из инструментальной стали 4Х5МФ1С на микроструктуру и способность к упрочнению после высокого отпуска при температуре 500-650°С в течение 1,5 часов. Исследования автора показали, что повышение уровня упрочнения по сравнению с требуемым показателем не достигнуто. Химическая неоднородность стали 4Х5МФ1С закалкой в масле нагревом при 1040°С около одного часа устраняется частично, а отпуск при температуре 500-650°С практически не позволяет достичь требуемого уровня упрочнения. Автор статьи предполагает, что добиться уровня твердости стали следует за счет более высокого нагрева данной стали под закалку до 1090°С и более. Кроме того, автор статьи не указывает режимы предварительной термической обработки для стали 4Х5МФ1С.

Предварительный отжиг данного металла способствует перекристаллизации стали для измельчения зерна и обеспечения равномерного распределения структурных составляющих. Исследуемая сталь после отжига обладает малой склонностью к трещинам при закалке, имеет пониженную твердость НВ<179 для улучшения обрабатываемости резанием и уровень остаточных напряжений и имеет высокие механические свойства после окончательной термической обработки. Кроме того, после отжига на зернистый перлит карбидная фаза в стали 4Х5МФ1С составляет 6-12% и представлена преимущественно карбидами типа М₂₃С₆ и М₆С.

Также в данной работе не использован вторичный отпуск и не исследовано его влияние на свойства предлагаемой стали.

Данным изобретением предлагается решить задачу создания способа термической обработки, позволяющего дальнейшее использование штамповой стали карбидного класса марки 4Х5МФ1С в качестве конструкционной стали с высокой прочностью и пластичностью, необходимой теплостойкостью и высокой ударной вязкостью за счет получения необходимой микроструктуры.

Технический результат достигается благодаря тому, что разработанный способ термической обработки инструментальной штамповой стали 4Х5МФ1С для получения изделий с повышенной прочностью и пластичностью, достаточной теплостойкостью и ударной вязкостью, так же как и способ-прототип, включает отжиг с подогревом в печи при температуре 650-670°С c выдержкой 1-2 часа, затем нагрев до температуры до 930-950°С с выдержкой 3-4 часа, охлаждение с печью до 740-760°С, выдержку в печи 2-3 часа, затем охлаждение с печью до температуры 470°С, далее на воздухе до температуры окружающей среды, затем нагрев в печи под закалку. Далее проведение первичного термического отпуска, проведение вторичного термического отпуска при температуре 615-625°С с выдержкой 2-3 часа, далее охлаждение до температуры окружающей среды. Новым является то, что после отжига проводят закалку с подогревом в печи с контролируемой атмосферой при температуре 680-700°С с выдержкой 1-2 часа, далее нагревают до температуры 1025-1035°С, выдерживают в печи 1-2 часа с охлаждением в масло, затем охлаждают на воздухе до температуры окружающей среды, при этом первичный термический отпуск проводят при температуре 545-555°С с выдержкой 2-3 часа, далее охлаждают до температуры окружающей среды.

Разработанный способ заключается в получении нового режима термической обработки стали 4Х5МФ1С, которую можно использовать в качестве конструкционного материала с категорией прочности КТ 110, отвечающего требованиям ОСТ 3-1686-90 «Заготовки из конструкционной стали для машиностроения. Общие технические условия».

В предлагаемом способе разработки нового режима термической обработки предлагаемой стали обеспечивается получение высокой прочности и пластичности, теплостойкости и ударной вязкости. Повышенная теплостойкость, высокая прочность и ударная вязкость обеспечиваются за счет получения большего количества фаз-упрочнителей, температуры закалки и повышения степени легированности твердого раствора. Это позволит сохранять материалу структуру и свойства при нагреве, т.е. иметь необходимую теплостойкость. Полученные показатели могут обеспечить только некоторые стали и сплавы (хромникелевые сплавы, никелевые сплавы, титановые сплавы и другие), но указанные сплавы нецелесообразно использовать в связи с дорогостоящей технологией и их высокой стоимостью на современном рынке.

Подогрев заготовок при отжиге способствует выравниванию температуры по сечению и уменьшению тепловых напряжений.

Отжиг заготовок обеспечивает улучшение обрабатываемости резанием и подготовки микроструктуры заготовки инструмента к окончательной термической обработке. При отжиге происходит перекристаллизация стали c измельчением зерна, обеспечение равномерного распределения структурных составляющих, снижение твердости для улучшения обрабатываемости резанием и снижение уровня остаточных напряжений. Полученная после отжига структура металла «зернистый перлит» обеспечивает минимальное сопротивление деформации, имеет необходимый ресурс пластичности и снижает неоднородность микроструктуры. Охлаждение вместе с печью до 740-760°С и выдержка в течении 2-3 часов, затем охлаждение с печью до температуры 470°С, далее на воздухе до температуры окружающей среды, приводит к коагуляции зернистого перлита с последующим охлаждением на воздухе. Дальнейшее охлаждение проводится на воздухе, так как наличие молибдена в стали 4Х5МФ1С в количестве 0,9-1,2% подавляет отпускную хрупкость второго рода.

Предварительный подогрев при нагреве под закалку способствует выравниванию температуры по сечению и уменьшению деформационных короблений. Объемная закалка стали 4Х5МФ1С при температуре 1025-1035°С при охлаждении в масло преобразует микроструктуру «зернистый перлит» в микроструктуру «мартенсит закалки». В этом состоянии сталь обладает максимальной твердостью не менее 55 HRC. Полученная после закалки микроструктура «мартенсит закалки» требуется с целью дальнейшего получения в структуре необходимого количества фаз-упрочнителей, необходимой теплостойкости и повышения степени легированности твердого раствора после проведения первичного и вторичного отпуска инструмента.

Первичный отпуск инструмента проводится с целью получения необходимой микроструктуры после распада аустенита. На данной стадии технологической обработки происходит распад мартенсита, который сопровождается выделением мелкодисперсных, когерентно связанных с матрицей ε-карбидов, снижением общего уровня напряжений второго рода, перераспределением и аннигиляцией дефектов кристаллического строения, развитием процесса полигонизации и распадом остаточного аустенита. Структура состоит из отпущенного мартенсита и карбидов. Необходимость первичного отпуска заключается в том, чтобы растворить аустенит остаточный, выделить специальные теплостойкие карбиды и получить максимальную твердость. Сохранение высокой твердости стали 4Х5МФ1С до 550°С обусловлено ее высокой теплостойкостью, высокой прочностью и необходимой пластичностью.

Вторичный термический отпуск проводят с целью получения структуры различного фазового состава, состоящей из троостита и карбидов. При данном отпуске продолжается процесс выделения новых карбидов и коагуляция старых. Температура второго отпуска выбирается, исходя из получения оптимального сочетания прочностных и пластических характеристик и ударной вязкости для необходимой категории прочности, которая удовлетворяет условиям эксплуатации изделия.

Режимы обоснованы экспериментально.

Способ осуществляют следующим образом.

Проводят отжиг с подогревом в печи при температуре 650-670°С c выдержкой 1-2 часа, затем нагрев до температуры 930-950°С с выдержкой 3-4 часа, охлаждение с печью до 740-760°С, выдержку 2-3 часа, затем охлаждение с печью до температуры 470°С, далее на воздухе до температуры окружающей среды. После отжига и механической обработки инструмента проводят его закалку посредством подогрева в печи с контролируемой атмосферой при температуре 680-700°С с выдержкой 1-2 часа. Далее нагревают при температуре 1025-1035°С, выдерживают в печи 1-2 часа с охлаждением в масло, затем охлаждают на воздухе до температуры окружающей среды. Первичный термический отпуск проводят при температуре 545-555°С с выдержкой 2-3 часа; далее охлаждают до температуры окружающей среды. Вторичный термический отпуск проводят при температуре 615-625°С с выдержкой 2-3 часа; далее охлаждение до температуры окружающей среды.

После проведения вторичного отпуска инструмент подвергается дальнейшей окончательной механической обработке и используется в качестве прошивного пуансона.

Пример осуществления способа

Применяли кованую заготовку круглого сечения диаметром 160 мм длиной 250 мм из стали карбидного класса марки 4Х5МФ1С для изготовления прошивного пуансона в соответствии с требованиями ОСТ 3-1686-90 по категории прочности КТ 100-110. Химический состав стали марки 4Х5МФ1С соответствовал ГОСТ 5950-2000 «Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали. Общие технические условия».

Отжиг трех кованых заготовок проводили с подогревом в печи при температуре 660°С выдержкой 1,5 часа, затем нагрев до температуры 940°С с выдержкой 3,5 часа, охлаждение с печью до 750°С, выдержку с печью 2,5 часа, затем охлаждение с печью до температуры 470°С, далее охлаждение на воздухе до окружающей среды. После отжига и механической обработки инструмента проводили его закалку с подогревом в печи с контролируемой атмосферой при температуре 690°С с выдержкой 1,5 часа, далее нагрев до температуры 1030°С, выдержку в печи 1,5 часа и охлаждение в масло; затем охлаждение на воздухе до температуры окружающей среды. Первичный термический отпуск проводили при температуре 550°С с выдержкой 2,5 часа; далее охлаждение до температуры окружающей среды. Вторичный термический отпуск проводили при температуре 620°С с выдержкой 2,5 часа; далее охлаждение до температуры окружающей среды.

В других примерах меняли температуру подогрева при отжиге заготовки (620, 630, 640, 680, 690 и 700°С) при средних значениях времени нагрева при отжиге, времени нагрева под закалку и первичном и вторичном отпуске, температур режима отжига, закалки и температур первичного и вторичного отпуска, выдержке с печью. Была принята оптимальной температура подогрева в печи 650-670°С.

Промежуточный подогрев при температуре 620, 630, 640°С не способствует полному снятию внутренних напряжений, а при температуре 680, 690 и 700°С приводит к неравномерному выравниванию температуры по сечению заготовки при дальнейшем нагреве до температур 930-950°С.

Выдержка в печи для промежуточного подогрева при отжиге 1-2 часа достаточна, т.к. при выдержке менее 1 часа заготовка прогревается неравномерно. Подогрев в печи при отжиге более 2 часов приводит к увеличенным энергетическим затратам и затягивает технологический процесс термообработки.

Меняли температуру отжига кованой заготовки (900, 910, 920, 960, 970 и 980°С) при средних значениях времени нагрева при подогреве, времени нагрева под закалку и первичном и вторичном отпуске, температур режима подогрева, закалки и температур первичного и вторичного отпуска, выдержке с печью. Оптимальной была принята температура отжига в печи 930-950°С.

При уменьшении температуры отжига металла (900, 910 и 920°С) микроструктура стали 4Х5МФ1С «перлит + феррит» имеет составляющие: 60-70% «зернистый перлит» и 40-30% «пластинчатый перлит». Данное состояние не обеспечивает равномерность механических свойств заготовки и разнородность карбидных фаз.

При увеличении температуры отжига (960, 970 и 980°С) увеличивается размер зёрен микроструктуры, что способствует снижению прочностных и увеличению пластических характеристик заготовки.

Выдержка в печи при отжиге 3-4 ч достаточна, т.к. при выдержке менее 3 часов заготовка прогревается неравномерно, и структурные превращения в металле не успевают произойти равномерно по всему объему, в результате заготовка может иметь неравномерные механические характеристики.

Выдержка в печи более 4 часов приводит к увеличенным энергетическим затратам, затягивает технологический процесс отжига и способствует обезуглероживанию поверхности заготовки для изготовления инструмента.

Охлаждение с печью до температуры 740-760°С, затем охлаждение с печью до температуры 470°С и далее на воздухе до температуры окружающей среды выбрано с учетом того, что при медленном охлаждении при температуре 750°С окончательно формируется микроструктура «зернистый перлит», способствует образованию равномерной необходимой микроструктуры по поперечному сечению и длине заготовки, позволяет избежать упрочнений на поверхности металла. Охлаждение на воздухе при наличии в составе стали молибдена в количестве 0,9-1,2% подавляет отпускную хрупкость второго рода.

При охлаждении с печью при температуре более 770°С положение микроструктуры «зернистый перлит» неустойчиво.

После отжига заготовки транспортируются на предварительную механическую обработку.

Меняли температуру подогрева при нагреве под закалку (630, 650, 660, 670, 710, 720 и 730°С) при средних значениях времени нагрева при отжиге, времени нагрева под закалку и первичном и вторичном отпуске, температур режима отжига, закалки и температур первичного и вторичного отпуска, выдержке с печью. Оптимальной была принята температура подогрева в печи 680-700°С.

Подогрев при нагреве под закалку (630, 650, 660, 670°С) не способствует полному снятию внутренних напряжений в заготовке. Дальнейшее повышение температуры до 710, 720 и 730°С приводит к неравномерному выравниванию температуры по сечению инструмента и появлению риска дополнительного обезуглероживания поверхности при дальнейшем нагреве до температур 1025-1035°С.

Выдержка в печи для промежуточного подогрева под закалку 1-2 часа достаточна, т.к. при выдержке менее 1 часа заготовка прогревается неравномерно. Выдержка при подогреве в печи под закалку более 2 ч приводит к увеличенным энергетическим затратам и затягивает технологический процесс термообработки.

Меняли температуру закалки (990, 1000, 1010, 1015, 1040, 1045, 1050 и 1060°С) при средних значениях времени нагрева при подогреве и отжиге, времени нагрева под закалку и первичном и вторичном отпуске, температур режима подогрева и отжига, температур первичного и вторичного отпуска, выдержке с печью. Оптимальной была принята температура нагрева под закалку в печи 1025-1035°С.

При уменьшении температуры закалки от 1015, 1010, 1000 до 990°С преимущественно не происходит достаточное растворение карбидов типа М₂₃С₆. Структура стали 4Х5МФ1С после закалки от 990 до 1015°С оценивается двумя баллами G₉(28.09), G₁₁(14.05). При данных температурах не обеспечивается необходимая теплостойкость и занижены механические характеристики инструмента.

При дальнейшем повышении температуры от 1040°С до 1060°С аустенитизация приводит к увеличению растворимости карбидов типа М₆С, однако при этом наблюдается незначительный рост зерна. Структура стали 4Х5МФ1С при температуре 1060°С оценивается двумя баллами и считается разнозернистой: G₆(41.76), G₈(10.28). Средний диаметр действительного зерна увеличивается до 6 баллов (до 39 мкм). Размер зерна в штамповой стали влияет на прочность и снижается пропорционально росту зерна и ведет к увеличению степени карбидной неоднородности. Высокая температура приводит к обезуглероживанию поверхности и к увеличенным энергетическим затратам.

Меняли время нагрева под закалку прошивного пуансона в печи 0,5 часа, 0,85 часа, 2,5 часа, 3 часа, 3,5 часа и 4 часа при средних значениях времени нагрева при подогреве и отжиге, времени при подогреве под закалку и первичном и вторичном отпуске, температур режима подогрева, закалки и температур первичного и вторичного отпуска, выдержке с печью. Достаточным временем нагрева в печи было принято время нагрева 1-2 часа.

При уменьшении времени нагрева под закалку до 0,5-0,85 часа при температурах аустенитизации не обеспечивается полный прогрев инструмента, т.е. в структуре металла стали 4Х5МФ1С не обеспечивалась гомогенизация аустенита, а также не обеспечивалось растворение того количества углерода и легирующих элементов, которое может быть переведено в аустенит при данных условиях нагрева. Короткая выдержка не обеспечивает достаточной прокаливаемости и теплостойкости.

Длительная выдержка более 2,5 часов вызывает рост зерна и обезуглероживание поверхности инструмента.

Меняли температуру первичного отпуска прошивного пуансона 530, 535, 540, 560, 570°С при средних значениях времени нагрева при подогреве отжига, времени подогрева и нагрева под закалку и вторичном отпуске, температуры вторичного отпуска, выдержке с печью. Оптимальной была принята температура подогрева в печи 545-555°С.

При уменьшении температуры первичного отпуска (530, 535, 540°С) в закаленной стали не успевают пройти процессы распада мартенсита-пересыщенного твердого раствора углерода в α-железе; распада и превращения остаточного аустенита. Карбидная фаза, представленная частицами М₃С (Fe₃C) при указанных температурах, не может зарождаться в результате взаимодействия железа с углеродом в местах сегрегаций последнего, возникших на начальной стадии отпуска. Такие температуры отпуска не позволяют достичь максимально высокой твердости.

При увеличении температуры первичного отпуска с 560 до 570°С и выше возрастает диффузионная подвижность карбидообразующих элементов, продолжается распад твердого раствора на ферритокарбидную смесь разной степени дисперсности. Происходит выделение специальных карбидов типа М₂С и МС. Кроме изменений в карбидной фазе, начинают происходить процессы возврата и рекристаллизации в α-фазе. В тонкой структуре происходит перераспределение и аннигиляция дислокаций, выстраивание дислокаций в стабильные стенки, возникновение субзерен, образование полигональной субструктуры. Полигонизационная перестройка дислокационной структуры приводит к образованию малоугловых границ. Кроме того, в мартенсите, имеющем высокую плотность дислокаций, по мере повышения температуры отпуска реализуются процессы возврата первого и второго рода. Комплексное выделение различных карбидов типа М₂С приводит к получению максимально завышенной твердости после отпуска.

Меняли время нагрева под первичный отпуск прошивного пуансона в печи (0,5 часа, 0,8 часа, 1,5 часа, 2 часа, 2,5 часа, 3 часа, 3,5 часа и 4 часа) при средних значениях времени нагрева при подогреве, времени нагрева под закалку и вторичном отпуске, температур режима подогрева и температур вторичного отпуска, выдержке с печью. Достаточным временем первичного отпуска в печи было принято 2-3 часа.

При уменьшении времени нагрева первичного отпуска до 0,5-1,5 часа в стали 4Х5МФ1С не обеспечивается достаточная диффузионная активность для протекания процессов распада мартенсита и выделения карбидной фазы в полной мере. Короткая выдержка не обеспечивает полного завершения 1-3 стадий отпуска в полной мере. Это приводит к неравномерности механических свойств и твердости.

Длительная выдержка инструмента при первичном отпуске более 3 часов приводит к обильному выделению легирующих элементов из твердого раствора и коагуляции карбидов. Большое выделение и рост карбидной фазы ухудшает механические характеристики изделия.

Меняли температуру вторичного отпуска прошивного пуансона 580, 590, 600, 610, 630, 640 и 650°С при средних значениях времени нагрева при подогреве, времени нагрева под закалку и вторичном отпуске, температуры вторичного отпуска, выдержке с печью. Оптимальной была принята температура подогрева в печи 615-625°С.

При уменьшении температуры вторичного отпуска (580, 590, 600, 610°С) в закаленной и первично отпущенной стали не успевают пройти процессы распада мартенсита - пересыщенного твердого раствора углерода в α-железе; распада и превращения остаточного аустенита. Карбидная фаза, представленная частицами М₃С (Fe₃C) при указанных температурах, не может зарождаться в результате взаимодействия железа с углеродом в местах сегрегаций последнего, возникших на начальной стадии отпуска. При таких температурах отпуска сталь 4Х5МФ1С имеет высокие прочностные характеристики, низкие пластические характеристики и низкие показатели ударной вязкости.

При увеличении температуры вторичного отпуска 630, 640, 650°С возрастает диффузионная подвижность карбидообразующих элементов, продолжается распад твердого раствора на ферритокарбидную смесь разной степени дисперсности. Происходит выделение специальных карбидов типа М₂С и МС. Кроме изменений в карбидной фазе, начинают происходить процессы возврата и рекристаллизации в α-фазе. В тонкой структуре происходит перераспределение и аннигиляция дислокаций, выстраивание дислокаций в стабильные стенки, возникновение субзерен, образование полигональной субструктуры. Полигонизационная перестройка дислокационной структуры приводит к образованию малоугловых границ. В мартенсите, имеющем высокую плотность дислокаций, по мере повышения температуры отпуска при 650°С реализуются процессы возврата первого и второго рода. Сталь 4Х5МФ1С после такого режима термической обработки обладает низкими показателями прочностных характеристик, а также твердости, что не позволяет получить необходимую категорию прочности.

Меняли время нагрева при повторном отпуске прошивного пуансона в печи (0,5 часа, 0,8 часа, 1,5 часа, 2,5 часа, 3 часа, 3,5 часа и 4 часа) при средних значениях времени нагрева при подогреве, времени нагрева под закалку и первичном отпуске, температур режима подогрева и температур первичного отпуска, выдержке с печью. Достаточным временем вторичного отпуска в печи было принято 2-3 часа.

Уменьшение времени нагрева вторичного отпуска до 0,5-1,5 часов стали 4Х5МФ1С не обеспечивает достаточную диффузионную активность, чтобы процессы распада мартенсита и выделение карбидной фазы протекали в полной мере. Короткая выдержка не обеспечивает полного завершения 4 стадии отпуска в полной мере.

Увеличение времени выдержки при повторном отпуске более 3 часов вызывает коагуляцию и интенсивный рост карбидной фазы. Длительное и интенсивное прохождение 4 стадии отпуска приводит к резкому понижению ударной вязкости за счет выделения и укрупнения большого количества фаз-упрочнителей.

Травление образцов проводили в азотной кислоте 5,0 см³, соляной кислоте 50 см³ и дистиллированной воде 50 см³. Исследования проводились на образцах призматической формы с размерами 10×10×55 мм. Твердость образцов проката определяли на приборе Роквелла «Rockwell 574» по шкале С на параллельно шлифованных лысках; механические характеристики - на разрывной машине Inspect 100 table, шкала 20 кг; испытание на растяжение образцов тип II проводились по ГОСТ 1497; микроструктуру - на поперечных микрошлифах с использованием оптического микроскопа «MT 7530F» при увеличениях ×100-×1000. Испытания на ударную вязкость образцов с U-образным концентратором (тип 8 с высотой рабочего сечения 5 мм) при положительных температурах (+20°С) по ГОСТ 5494 на копре маятниковой Walter + baiag.

Результаты приведены в таблице 1.

Проведенный анализ аналогов показал, что предлагаемое решение соответствует критерию «новизна», полученный технический результат, достигаемый, и совокупность существенных признаков свидетельствуют о соответствии критерию «изобретательский уровень», а проведенные испытания в производственных условиях подтверждают промышленную применимость.

Таблица 1

Механические характеристики изделий из стали 4Х5МФ1С по предложенной технологии и требования к категории прочности КТ 110 согласно ОСТ 3-1686-90 «Заготовки из конструкционной стали для машиностроения. Общие технические условия»

Состояние заготовок Механические свойства σт, МПа σ 02, МПа Ψ, % δ, % Твердость HRC (НВ) KCU, Дж/м² Примечание 1 2 3 4 5 6 7 8 Предлагаемый Образец №1
состояние - закаленное с отпуском 1422 1265 46 12 44 (418) 40 Оптимальное сочетание прочностных, пластических свойств твердости и ударной вязкости дает режим закалки 1030°С в масло с двукратным отпуском: 1-й отпуск на максимальную твердость при 550°С; 2-й отпуск при 620°С Образец №2
состояние - закаленное с отпуском 1421 1263 45 13 43(402) 41 Оптимальное сочетание прочностных, пластических свойств твердости и ударной вязкости дает режим закалки 1030°С в масло с двукратным отпуском: 1-й отпуск на максимальную твердость при 550°С; 2-й отпуск при 620°С Образец №3
состояние - закаленное с отпуском 1418 1260 44 14 43(402) 41 Оптимальное сочетание прочностных, пластических свойств твердости и ударной вязкости дает режим закалки 1030°С в масло с двукратным отпуском: 1-й отпуск на максимальную твердость при 550°С; 2-й отпуск при 620°С Требования КТ 100-110 согласно ОСТ 3-1686-90 «Заготовки из конструкционной стали для машиностроения. Общие технические условия» Состояние - закаленное с отпуском Не менее Примечание - 1079 40 5 40-45
(375-429) 40 Требования к категории прочности КТ 110 согласно требованиям ОСТ 3-1686-90

Изобретение относится к области термической обработки поковок и отливок из стали карбидного класса марки 4Х5МФ1С и может быть использовано при изготовлении из них штампового инструмента повышенной теплостойкости при физических и механических воздействиях с целью прошивки и поперечно-винтовой прокатки деталей для получения оптимального сочетания прочностных, пластических и эксплуатационных характеристик. Способ включает проведение после отжига закалки с подогревом в печи с контролируемой атмосферой при температуре 680-700°С с выдержкой 1-2 часа, далее нагревают до температуры 1025-1035°С, выдерживают в печи 1-2 часа с охлаждением в масло, затем охлаждают на воздухе до температуры окружающей среды, при этом первичный термический отпуск проводят при температуре 545-555°С с выдержкой 2-3 часа, далее охлаждают до температуры окружающей среды. Технический результат заключается в возможности использования штамповой стали карбидного класса марки 4Х5МФ1С в качестве конструкционной стали с высокой прочностью и пластичностью, необходимой теплостойкостью и высокой ударной вязкостью за счет получения необходимой микроструктуры. 1 табл., 1 пр.

Способ термической обработки инструментальной штамповой стали 4Х5МФ1С, включающий ее отжиг с подогревом в печи при температуре 650-670°С с выдержкой 1-2 часа, затем нагрев до температуры до 930-950°С с выдержкой 3-4 часа, охлаждение с печью до 740-760°С, выдержку в печи 2-3 часа, затем охлаждение с печью до температуры 470°С, далее на воздухе до температуры окружающей среды, затем нагрев в печи под закалку, далее проведение первичного термического отпуска, проведение вторичного термического отпуска при температуре 615-625°С с выдержкой 2-3 часа, далее охлаждение до температуры окружающей среды, отличающийся тем, что после отжига проводят закалку с подогревом в печи с контролируемой атмосферой при температуре 680-700°С с выдержкой 1-2 часа, далее нагревают до температуры 1025-1035°С, выдерживают в печи 1-2 часа с охлаждением в масло, затем охлаждают на воздухе до температуры окружающей среды, при этом первичный термический отпуск проводят при температуре 545-555°С с выдержкой 2-3 часа, далее охлаждают до температуры окружающей среды.