Состав сталей для штампов холодного деформирования,

% (ГОСТ 5950-73)

Примечание. Во всех сталях: <0,4% Si; <0,35% Mn; <0,35% Ni; <0,03% Р и S.

Именно большое количество избыточной карбидной фазы (при всех режимах термической обработки) и делает сталь очень износоустойчивой. Способность этих карбидов переходить в раствор и в тем большей степени, чем выше нагрев под закалку, позволяет, изменяя температуру закалки, изменять свойства стали и ее поведение при термической обработке.

По своей природе стали типа XI2 похожи на быстрорежущие, т. к. в них совершаются те же превращения, что и у быстрорежущих сталей.

На рис. 3.15 дана диаграмма, показывающая твердость (HRC) и количество аустенита (А, %)в стали Х12Ф1 в зависимости от температуры закалки.

Рис. 3.15. Влияние температуры закалки на твердость стали Х12Ф1,

количество остаточного аустенита и изменение длины (Δ l)

Сначала с повышением температуры закалки твердость возрастает.

Наибольшая твердость в стали Х12Ф1 получается при закалке с 1075°С. Дальнейшее повышение температуры приводит к снижению твердости вследствие еще большего растворения хромистых карбидов и увеличения количества остаточного аустенита.

Необходимую высокую твердость стали типа Х12 можно получить, закаливая ее от высоких температур (1150°С) в масле и, следовательно, получая большое количество остаточного аустенита, а затем путем обработки холодом и отпуска добиваться разложения остаточного аустенита и получать высокую твердость (> 60 HRC). Но чаще сталь типа Х12 закаливают с температур, дающих наибольшую твердость после закалки (от 1050–1075°С) и последующего низкого отпуска (при 150–180^СС). Твердость в обоих случаях одинаковая (61–63 HRC), но в первом случае сталь обладает более высокой красностойкостью, а во втором – большей прочностью.

Поскольку в стали типа Х12 количество остаточного аустенита изменяется в широких пределах (почти от 0 до 100%), то естественно, что и изменение объема, которое наблюдается при закалке, также сильно изменяется. При закалке на мартенсит сталь приобретает объем больший, чем исходный, а при закалке на аустенит – меньший (см. кривую Δ l на рис. 3.15). При некоторой температуре соотношение получающегося аустенита и мартенсита таково, что объем закаленной стали точно равен исходному. Как следует из графика, приведенного на рис. 3.15, это будет происходить при закалке с 1120°С, когда фиксируется около 40%остаточного аустенита при твердости 58 HRC (в этом случае Δ l = 0). Однако возможные колебания в температуре закалки, условиях охлаждения и других деталях термического режима, как правило, приводят к тому, что размеры штампа не окажутся точно равными исходным.

Если размеры штампа уменьшились (как говорят, штамп «сел»), то дается отпуск при 520°С. B результате этого остаточный аустенит превратится частично в мартенсит и размеры штампа увеличатся. Если размеры штампа при закалке увеличились (штамп «вырос»), то проводят отпуск при 350°С. Аустенит при этих температурах отпуска остается, а тетрагональный мартенсит превращается в отпущенный и размеры штампа уменьшаются.

Применяемые режимы термической обработки для сталей Х12Ф1-Х12М (обе эти стали практически равноценны), получаемые при этом свойства и некоторые данные о строении (количество аустенита) приведены в табл. 3.7.

Эта операция носит название термической доводки. В результате нее можно довести размеры штампов до требуемого значения с точностью ±0,1 мм.

Стали Х12Ф1, Х12М и им подобные мало деформируются при закалке, а при применении термической доводки деформацию можно свести практически к нулю. Поэтому эти стали следует рекомендовать для инструмента сложной формы, для которого деформация при закалке недопустима.

Таблица 3.7