MAG RUS

Сталь Х12МФ относится к сталям для штампов холодного деформирования. Требования предъявляемые к данной стали: высокая износостойкость и высокая твёрдость(61-63 НRC).

Сталь является высокоуглеродистой, содержание углерода в ней до 2 %; и высокохромистой, содержание хрома в ней от 11 до 12,5 %. Хром является основным легирующим элементом. Он увеличивает прокаливаемость и дополнительно увеличивает твёрдость и износостойкость.

Механические свойства:

σ_в, МПа	δ, %	ψ, %	НRC	KCU, Дж/см²
46	46	49	61-63	54

Эта сталь предназначена для изготовления профилировочные ролики сложной формы, секции кузовных штампов сложной формы, эталонные шестерни, накатные плашки, валки, матрицы и пуансоны вырубных просечных штампов со сложной конфигурацией рабочих частей, штамповки активной части электрических машин.

Целью моей работы является определить влияние параметров структурных характеристик на ударную вязкость.

В этой работе образцы подверглись закалки от температуре 1000°С(температура была выбрана из справочной литературы) и отпуску при температурах 450°С, 500°С, 550°С, 600°С. Эта температура была выбрана для получения высоких значений ударной вязкости и для предотвращения растрескиваности готового изделия во время эксплуатации. Затем образцы испытали на ударную вязкость. Из полученных образцов были изготовлены шлифы сфотографированы. По полученным фотографиям с помощью компьютерной программы Image Tool были посчитаны площади зёрен, удлинение, диаметр, и округлость зёрен на каждой микрофотографии. По полученным данным были построены графики зависимости ударной вязкости от площади, удлинения, диаметра, и окружности.

Из графиков следует, что:

1. Увеличение коэффициента удлинения зёрен приводит к снижению ударной вязкости. (Удлинение – это отношения длины частиц к их ширине) ( рисунок 1 ).

2. Увеличение коэффициента округлости зёрен приводит к увеличению ударной вязкости. (Округлость – это отношение корня из площади частицы к периметру) ( рисунок 2).

Влияние удлинения и округлости на ударную вязкость совпадает с данными, приведёнными в литературе.

Рисунок 1 - График зависимости ударной вязкости от удлинения

Рисунок 2 - График зависимости ударной вязкости от округлости

В тоже время, зависимости ударной вязкости от площади и диаметра частиц противоречат имеющимся в литературе сведениям о том, что наименьшие критические частицы приводят к охрупчиванию материала:

1. Увеличение коэффициента площади зёрен приводит к увеличению ударной вязкости (рисунок 3).

2. Увеличение диаметра зёрен приводит к увеличению ударной вязкости (рисунок 4).

Рисунок 3 - График зависимости ударной вязкости от площади

Рисунок 4 - График зависимости ударной вязкости от диаметра

Такое влияние может быть связано с тем, что при увеличении размеров частиц их количество уменьшается, так как общее содержание карбидов в стали можно считать постоянным. Поэтому с увеличением частиц возрастает расстояние между ними, что способствует торможению трещин в матрице материала, имеющей большую пластичность по сравнению с карбидом.

Было проведено исследование влияния ударной вязкости на микротвердость. Из графика зависимости микротвердости от ударной вязкости (рисунок 5) следует, что микротвердость в зависимости от температуры отпуска меняется в широких пределах. Однако отсутствует закономерное влияние микротвердости на значение ударной вязкости. Только отпуск при максимально высоких температурах приводит к росту микротвердости. Поэтому можно сделать вывод, что ударная вязкость не зависит от микротвердости матрицы.

Рисунок 5 - График зависимости ударной вязкости от микротвердости

Также хочу представить вашему вниманию структуры данных сталей (рисунок 6). Структуры типичные после закалки и отпуска. Из них видно, что при увеличении температуры отпуска травимость матрице становится контрастней.

Рисунок 6 - Структуры стали Х12МФ после закалки с температурой 1050 °С и различными температурами отпуска

Для проверки этого будут выполнятся исследования влияния размеров частиц на ударную вязкость при других температурах закалки.