Штамповые стали. Позняк Л.А., Скрынченко Ю.М., Тишаев С.И. М., "Металлургия”, 1980, 244 с.
Рассмотрены особенности легирования, термической обработки, физико-механических свойств, технологии металлургического производства, а также рациональные области применения штамповых сталей для инструментов горячего и холодного деформирования. Проанализированы методы определения основных свойств штамповых сталей, а также описаны новые методики, разработанные в последние годы авторами и другими исследователями. Особое внимание обращено на основные закономерности влияния легирующих элементов и их рациональные содержания в сталях, перспективы производства сталей методами специальной металлургии и применения упрочняющих обработок. Книга предназначена для инженерно-технических и научных работников, специализирующихся в области инструментальных материалов, а также может быть использована студентами вузов.
Ил. 116 Табл. 64. Библиогр. список: 209 назв.
УДК 669 14.018.254

ПРЕДИСЛОВИЕ

Основными направлениями развития народного хозяйства СССР на 1976-1980 гг., принятыми XXY съездом КПСС, предусматривается создание новых высококачественных материалов, в число которых входят штамповые стали. Как известно, стойкость инструментов для обработки металлов и других материалов во многом предопределяет производительность машиностроительных предприятий. В связи с этим применение наиболее прогрессивных инструментальных сталей, обеспечивающих максимально возможную стойкость инструментов разного назначения, а также правильное использование их с учетом вида обработки и типа обрабатываемых материалов является важной народнохозяйственной задачей.
Развитие отечественного машиностроения и металлургии, производство и использование все в больших объемах конструкционных материалов со специальными свойствами (многие из которых являются труднообрабатываемыми) , интенсификация процессов обработки давлением и резанием неизбежно сопровождались понижением стойкости инструментов и давно уже требовали существенных изменений в марочном сортаменте и структуре производства (потребления) инструментальных сталей.
К концу 60-х годов основными материалами, применяемыми для изготовления рабочих инструментов штампов горячего и холодного деформирования, были стали ЗХ2В8Ф, 4Х8В2, 5ХНВ (5ХНМ, 5ХНТ, 5ХГС), 7X3 (8X3) , типа Х12 (Х12М, Х12Ф1) , Х6ВФ, 9ХС, X, ХВГ, У7, У8, У9, У10, У11, У12 соответственно. В небольших объемах использовались более прогрессивные стали (4Х5В2ФС, 4Х4В4МФС, 4Х2В5МФ), поставляемые по ГОСТу, а также несколько марок новых сталей - по техническим условиям. Однако неудовлетворительный комплекс основных свойств большинства из этих сталей приводил к низкой стойкости тяжелонагруженных штамповых инструментов, что в значительной степени сдерживало широкое внедрение новых процессов обработки металлов давлением и прогрессивных конструкционных материалов. В определенной мере низкая стойкость объяснялась также и отсутствием четкой специализации штамповых сталей в зависимости от типов технологических процессов и характеристик штампуемых материалов, что в свою очередь было обусловлено отсутствием надежных критериев оценки физико-механических свойств штамповых сталей.
Это потребовало создания и применения штамповых сталей, обладающих комплексом весьма высоких физико-механических свойств: материал рабочих инструментов в состоянии высокой твердости (для инструментов горячего деформирования не менее HRC 45 — 50, холодного HRC 60 — 62) должен обладать высокими теплостойкостью, сопротивлением смятию, износостойкостью и удовлетворительной пластичностью при нормальных и повышенных температурах. Благодаря работам, выполненным Ю.А.Геллером, А.П.Гуляевым, В.И .Залесским, Б.Ф .Трахтенбергом, а также Е.В.Смирновым, Г.П.Алексеевой, С.В.Маркиным и др., в последние 10 — 15 лет был достигнут существенный прогресс в разработке новых штамповых сталей, уточнении критериев оценки их работоспособности и рациональных областей применения. Это привело во многих случаях к существенному повышению стойкости штампов. Наряду с созданием и внедрением новых сталей были выполнены работы по совершенствованию технологии ковки заготовок инструментов и режимов термической обработки последних, разработке технологии и определению рациональных областей применения термомеханической обработки, исследованию влияния рафинирующих переплавов на физико-механические и эксплуатационные свойства сталей и та., многие из которых способствовали дальнейшему повышению стойкости штамповых инструментов.
При написании книги были использованы отечественные и зарубежные результаты исследований инструментальных сталей.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ........................................
Глава I. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ШТАМПОВ, ХИМИЧЕСКИЙ
СОСТАВ И КЛАССИФИКАЦИЯ ШТАМПОВЫХ СТАЛЕЙ .... 5
1. Условия работы штамповых инструментов. Горячее деформирование ... 5
2. Стойкость и основные причины выход» из строя тяжелонагруженных
штамповых инструментов............................................................10
3. Химический состав и классификация штамповых сталей......................15

Глава II. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ШТАМПОВЫХ СТАЛЕЙ; МЕТОДЫ
ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ....................................................?7
1. Структура и фазовый состав сталей после отжига, закалки и отпуска ... 27
2. Основные свойства сталей и методы их определения............................42
Твердость и сопротивление малым пластическим деформациям .... 43
Прочность при растяжении и изгибе ..........................................46
Пластичность (вязкость разрушения) ........................................50
Износостойкость..................................................................53
Сопротивление усталостной повреждаемости при нормальных и
повышенных температурах............................................................59
Теплостойкость........................................................67
Прокапиваемость (чувствительность к скорости охлаждения после
аустенитизации)....................................................................71
Устойчивость против схватывания..............................74
Физические свойства..........................................................75
3. Технологические свойства сталей и методы их опредепения
Обрабатываемость давлением и резанием............................80
Устойчивость против обезуглероживания и окисления....................82
Деформируемость и чувствительность к образованию трещин при
термической обработке..........................................................
Закаливаемость....................................................................84
Чувствительность к перегреву и пережогу ................................85

Глава III. ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА
СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ШТАМПОВЫХ СТАЛЕЙ................86
1. Систематика (классификация) легирующих элементов ....................88
2. Особенности влияния легирующих элементов на структуру и свойства
сталей для горячего и холодного деформирования...........

Влияние хрома .............................................95
Влияние вольфрама и молибдена ................................102
Влияние ванадия..................................................110
Влияние кремния и кобальта..........................116
Влияние никеля и марганца......................................12^
Глава IV. ШТАМПОВЫЕ СТАЛИ ДЛЯ ГОРЯЧЕГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ . 135
1. Стали умеренной теплостойкости и повышенной вязкости....................135
2. Стали повышенной теплостойкости и вязкости..................................147
3. Стапи высокой теплостойкости......................................................157
4. Аустенитные жаропрочные стали и сплавы........................................164

Глава V. ШТАМПОВЫЕ СТАЛИ ДЛЯ ХОЛОДНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ 166
1. Стали повышенной (высокой) износостойкости ........................... 166
2. Вторичнотвердеющие стали с высоким сопротивлением смятию............175
3. Высокопрочные стали с повышенной ударной вязкостью......................178

Глава VI. ОСОБЕННОСТИ ВЫПЛАВКИ И КОВКИ ШТАМПОВЫХ
СТАЛЕЙ ........................................................................................181
1. Выплавка..................................................................181
2. Ковка (прокатка) слитков и заготовок..........................................187
3. Требования, предъявляемые к сталям в состоянии поставки ..............199
4. Перспективы дальнейшего повышения работоспособности штамповых
сталей за счет применения новых технологических процессов............201

Глава VII. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА И СПЕЦИАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ
УПРОЧНЕНИЯ ШТАМПОвЫХ ИНСТРУМЕНТОВ................203
1. Термическая обработка................................................... . 203
2. Специальные способы упрочнения штамповых сталей..........................207
Библиографический список......................................................235