Заблоцкий В.К., Мелещенко И.Ю.

Донбасская государственная машиностроительная академия

Изменение твердости и микроструктуры стали 65Х4ГМФ после изотермической закалки

Изотермическая закалка стали 65Х4ГМФ может найти широкое применение при термообработке матриц у пуансонов сложной конфигурации, для которых требуется минимальная деформация после закалки. Выбор температуры изотермической закалки и выдержка при ней является важной технологической задачей. Для решения этой задачи были проведены исследования с использованием методики работы [1]. Образцы сечением 3х5х20 мм из стали 65Х4ГМФ с содержанием хрома 3,3 и 3,8 % подвергали изотермической закалке при разных температурах и выдержках, исследуя каждый раз твердость и структуру сталей.

Результаты исследований, приведенные на рис. 1 показывают, что наиболее высокая твердость 58 HRC сохраняется после изотермической закалки при 100⁰С и выдержки в пределах 17 – 167 минут. При этом структура представляет собой отпущенный мартенсит. Увеличение изотермической выдержки до 27 ч 47 минут приводит к незначительному снижению твердости до 55 HRC без заметных изменений в микроструктуре.

Повышение температуры изотермической выдержки до 200 и 300⁰С более резко снижает твердость стали и усиливает неоднородность получаемой микроструктуры (рис. 1). В структуре стали сохраняется значительное количество аустенита, что может отрицательно сказаться на эксплуатационных свойствах изделий.

Для стали 65Х4ГМФ с большим содержанием хрома (3,8 %) характер изменения твердости и микроструктуры в зависимости от продолжительности изотермической выдержки аналогичный (рис. 2). Имеется различие в том, что в случае большего содержания хрома интенсивное снижение твердости происходит в интервале более коротких выдержек. Приведенные результаты исследований показывают, что при каждой температуре изотермической выдержки требуется соответствующее время для получения стабильных значений твердости и стабильного структурного состояния. Поэтому для обеспечения гарантированной работоспособности изделий продолжительность изотермической выдержки должна на 5 – 10 % превышать минимальное время для необходимого получения стабильной твердости.

Рисунок 1 – Изменение твердости стали 65Х4ГМФ с содержанием Cr 3,3% в зависимости от продолжительности изотермической выдержки ( а – выдержка 17 мин при 100⁰С; б – выдержка 2 ч 47 мин при 100⁰С; в – выдержка 27 ч 47 мин при 100⁰С; г – выдержка 2 ч 47 мин при 200⁰С; д – выдержка 27 ч 47 мин при 200⁰С; е - выдержка 2 ч 47 мин при 300⁰С; ж - выдержка 27 ч 47 мин при 300⁰С, х100)

Рисунок 2 – Изменение твердости стали 65Х4ГМФ с содержанием Cr 3,8% в зависимости от продолжительности изотермической выдержки ( а – выдержка
2 ч 47 мин при 150⁰С; б – выдержка 27 ч 47 мин при 150⁰С; в – выдержка 2 ч 47мин при 250⁰С; г - выдержка 27 ч 47 мин при 250⁰С; д - выдержка 2 ч 47 мин при 350⁰С; е - выдержка 2 ч 47 мин при 350⁰С, х100)

Литература

1 Заблоцкий В.К. Влияние термической обработки на структуру и свойства валковой стали 9Х2МФ / В.К. Заблоцкий, Ю.Н. Клец // МИТОМ. – 1981. - №4. – С. 13-15.