85 / 126
Актуальные проблемы в машиностроении
. Том 4. № 3. 2017
Материаловедение
в машиностроении
____________________________________________________________________
85
Исследование этой возможности в настоящее время выдвигается на уровень
актуальных.
Результаты и обсуждение
Исследования показали, что теплостойкость экспериментальных сталей (для
твёрдости HRC 45) составляет 650°С.
На сталь состава, мас. %: углерод – 0,2 - 0,3; кремний – 0,4 - 0,8; молибден – 2,0 – 2,5;
хром – 8,0 - 10,0; вольфрам – 2,5 - 3,0; кобальт – 1,0 - 1,5; марганец – 1,0 – 1,4; титан – 0,2 –
0,3; никель – 6,0 – 8,0; ванадий – 0,2 - 0,3; железо – остальное, получен патент [12].
В наших исследованиях показана актуальность изучения вопросов по повышению
прочностных характеристик комплексным легированием. Комплексное легирование, прежде
всего, предусматривает воздействие различных легирующих элементов на образование
соединений, создающих упрочняющую фазу, с целью улучшения механических свойств.
В процессе изучения комплексного легирования были проведены исследования о
влиянии содержания кремния на свойства и теплостойкость инструментальных сталей.
Вопрос влияния кремния изучается многими авторами уже не один год. Но однозначных
выводов до сих пор нет.
На наш взгляд, изучение влияния кремния на свойства сталей остаётся и, скорее всего,
останется на долгие годы актуальным.
В наших исследованиях [13] было уделено внимание влиянию кремния на свойства
сталей с целью использования их в качестве сталей для режущего и штампового
инструмента. Исследовался ряд сталей с различным содержанием кремния.
Исследования показали, что ударная вязкость при принятых пределах кремния не
изменяется. Однако, увеличение содержания кремния выше 1,4% вызывает резкое снижение
вязкости. При содержании кремния 1,4% прочность при изгибе увеличивается с 4100 МПа до
4500 МПа, с сохранением высокой ударной вязкости (таблица).
Таблица
Механические свойства исследуемых сталей в зависимости от содержания кремния
Выводы
Из анализа результатов исследования можно сделать выводы:
1. Возможно использование исследуемых сталей для штампового инструмента,
работающего в пределах температур от 300 до 650°С.
2. Сталь 3М2Х10В3К можно использовать до температуры 750°С.
3. Наличие хрома, никеля, марганца, молибдена, ванадия обеспечивает высокую
прокаливаемость, а следовательно, возможно изготовление из этих сталей
крупногабаритного инструмента.
4. Подбор для легирования указанных элементов определяет высокие механические
свойства, особенно ударную вязкость.
№ образца Содержание Si, % Твёрдость
образца, HRC
Ударная вязкость
КС, Дж/м
2
Прочность при
изгибе σ
изг
, МПа
1
0,67
58 – 59
1,6
4100
2
0,97
59 – 60
1,6
4200
3
1,4
67 – 68
1,6
4500