Алюминий и его сплавы

СПЛАВЫ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Стали для штампов

Стали для измерительных инструментов

Основное требование к этим сталям помимо высокой твердости и износостойкости - сохранение постоянства размеров и формы в течение срока службы. Изменение размеров инструмента при длительной эксплуатации может происходить при самопроизвольном превращении остаточного аустенита в мартенсит. Поэтому термообработка должна предусматривать минимальное количество аустенита остаточного.

Для измерительного инструмента применяют хромистые стали Х, ХГ, ХВГ. Их термообработка: закалка+низкий отпуск. Для снижения количества остаточного аустенита перед отпуском проводится обработка холодом при -70°С. Структура: Мотп+карбиды. Применение: линейки, скобы, плитки, шаблоны, калибры и др.

Различают стали для штампов холодного и горячего деформирования.

Стали для штампов холодного деформирования должны иметь высокую твердость, износостойкость, прочность и достаточную вязкость.

Для штампов небольшого размера применяют углеродистые стали У10, У11, У12, для более крупных – стали с большей прокаливаемостью Х, ХВСГ. Термообработка: закалка + низкий отпуск. Структура: мартенсит отпуска и вторичный цементит (карбиды). Твердость после термообработки 62…63 HRC.

Для крупных штампов сложной формы (формовочных штампов, матриц, пуансонов, кузовных штампов) применяют высокохромистые стали ледебуритного класса Х12Ф1 и Х12М, обладающие высокой прокаливаемостью (до 200 мм). После закалки и низкого отпуска стали получают структуру: Мотп+карбиды (Cr,Fe)7C3 и твердость 60…62 HRC.

Стали для штампов горячего деформирования работают в жестких условиях нагружения. Дополнительные требования к ним:

· теплостойкость,

· окалиностойкость;

· разгаростойкость – способность выдерживать многократные нагревы и охлаждения без образования трещин;

Применяют среднеуглеродистые стали (0,3…0,5%С), обладающие повышенной вязкостью: 5ХНМ и 5ХГМ. Термообработка: закалка в масле+высокий отпуск. Структура: троостосорбит, твердость 40…45 HRC, рабочая температура – 500…550°С.

Стали повышенной теплостойко сти 4Х5В2ФС, 3Х2В8Ф используют для штампов, работающих с разогревом поверхности до 600…700°С (прошивные пуансоны, матрицы пресс-форм для отливок медных и алюминиевых сплавов и т.д.) После закалки и последующего отпуска при 560…640°С происходит дисперсионное упрочнение мартенсита за счет выделения специальных карбидов М₂₃ C₆ и М₆C. Структура – троостит, обладающая твердостью 45…50 HRC и достаточной вязкостью.

Свойства алюминия:

· Тпл=660 ºС;

· кристаллическая решетка ГЦК (не имеет полиморфного превращения);

· низкий удельный вес;

· высокая электро- и теплопроводность;

· высокая пластичность;

· высокая коррозионная стойкость вследствие образования на его поверхности пленки оксида Al₂O₃;

· высокие технологические свойства – легко обрабатывается давлением, хорошо сваривается.

Классификация алюминиевых сплавов:

1. Деформируемые сплавы:

· сплавы, не упрочняемые термической обработкой;

· сплавы, упрочняемые термической обработкой.

2. Литейные сплавы.

3. Порошковые сплавы.