Дипломная работа: Исследования свойств штамповой стали после термической обработки
Рис. 36. Гистограмма
распределения длин хорд зерен аустенита для образца, закаленного на температуру
1 100оС
Наибольшее
количество зерен приходится на размерную группу 0,020–0,022 5 мм (см. табл. 31).
Для
сравнения результатов, полученных при использовании различных методик
экспериментальные данные сведены в таблицу 32.
Таблица
32. Размер зерна аустенита (мм), определенный различными методами
Метод |
Температура закалки, оС
|
950 |
1 000 |
1 050 |
1 070 |
1 100 |
секущих |
0,008 1 |
0,010 |
0,014 |
0,016 |
0,020 |
хорд |
0,007 5 |
0,010 |
0,015 |
0,015 |
0,022 5 |
Балл зерна |
11 |
10 |
9 |
9 |
8 |
3.6 Влияние температуры отпуска на износостойкость
Износостойкость
инструментальной стали, то есть способность ее сопротивляться различным видам
изнашивания поверхности, является характеристикой долговечности инструмента.
Изнашивание сопровождается не только физическим разрушением рабочего слоя и
потерей массы металла, но и его пластическим деформированием. В результате
обоих процессов изменяются форма и размеры рабочих кромок. Изнашивание
усиливается в условиях:
а) динамических нагрузок,
вызывающих дополнительно выкрашивание и скалывание поверхностных слоев;
б) нагрева при резании
или деформировании, снижающего твердость и сопротивление пластической
деформации и облегчающего диффузию атомов между сталью инструмента,
обрабатываемым металлом и сходящей стружкой.
Таким образом,
износостойкость очень сложное свойство. Она определяется не только химическим
составом, структурой и механическими свойствами, но и свойствами
обрабатываемого материала, условиями эксплуатации инструмента, его конструкции
и т. д. Последние определяют характер износа: абразивный, адгезионный,
эрозионный, диффузионный и др.
В данной работе было проведено
исследование износостойкости инструментальной стали 4Х5МФ1С в зависимости от
температуры отпуска. Для исследования применялся метод трения «шарика по
диску». Количество циклов трения было выбрано равным 40 000. В результате
серии экспериментов на образцах были получены следы (канавки) трения, сечение
которых измерялось на профилометре (рис. 37). Измерения проводились в пяти
разных местах следа. Износ образца в дальнейшем оценивался по вынесенному
объему металла. Для подтверждения полученных результатов дополнительно
оценивался износ шарика (см. табл. 33).
Также была изучена
износостойкость покрытий (нитрид и оксинитрид титана), нанесенных на образцы из
стали 4Х5МФ1С методом ионно-плазменной имплантации. Целью проведенного
исследования было выяснение перспективности нанесения покрытий для увеличения
износостойкости материала. Количество циклов трения составило 5 000 для
образцов с номерами 91 и 30, 10 000 – для образца 89 (см. табл. 34).
Сравнительная
износостойкость образцов, отпущенных с разных температур (температура закалки
1 070оС)
Номер образца |
91 |
30 |
89 |
69 |
Температура отпуска, оС
|
550 |
570 |
600 |
650 |
Количество циклов трения |
40 000 |
40 000 |
40 000 |
40 000 |
Сечение профиля износа S, мкм2
|
1 |
1 844,3 |
1 027,3 |
522,9 |
1 196,9 |
2 |
973,3 |
845,3 |
592,8 |
1 212 |
3 |
974,4 |
712,9 |
530,7 |
743,3 |
4 |
578,3 |
1 822,5 |
521 |
1 004 |
5 |
1 085,7 |
1 103,2 |
548,5 |
945,6 |
среднее |
1 091,2 |
1 102,24 |
543,18 |
1 020,36 |
Длина следа L, мкм |
1 873 |
1 956 |
1 997 |
2 001 |
Объем вынесенного материала V, мкм3
|
2 043 818 |
2 155 981 |
1 084 730 |
2 041 740 |
Износ шарика, мкм3
|
4,19 |
2,42 |
6,56 |
3,03 |
По результатам
экспериментов был построен график, характеризующий вынесенный объем материала в
зависимости от температуры отпуска (рис. 38). Минимум на приведенной кривой
соответствует образцу с максимальной износостойкостью.
Рис. 38. Сравнительная
износостойкость образцов из стали 4Х5МФ1С в зависимости от температуры отпуска
Для сопоставления
изменения твердости и износостойкости образцов, отпущенных на различные
температуры на приборе Роквелла была измерена их твердость (рис. 39).
Рис. 39. Зависимость
твердости стали 4Х5МФ1С от температуры отпуска
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24
|