Лабораторный практикум по материаловедению

Ковочные свойства. Для характеристики ковочных свойств приводятся механические свойства в зависимости от температуры испытания в интервале ковочных температур и критерий ковкости. Помимо ковочных свойств приводятся температурные параметры ковки и условия охлаждения преимущественно крупных поковок, откованных как из слитков, так и из заготовок.

Критерий ковкости, являющийся комплексным показателем, характеризует способность металла к ковке

При K < 0,01 сталь (сплав) не куется, при 0,01 < K < 0,3 – ковкость низкая, при 0,3 < K < 0,8 – ковкость удовлетворительная, при 0,8 < K < < 2 – ковкость хорошая, при K > 2 – ковкость отличная.

Приведенная максимальная температура нагрева металла перед ковкой является максимально допустимой температурой нагрева металла в печи, причем для сталей марок 20Х1М1Ф1ТР (ЭП 182), 25Х1МФ (ЭИ 10), 20Х1М1Ф1БР (ЭП 44), 15Х5М (Х5М), 15X11МФ (14Х1ГМФ, ЦТ 1), 0ХН70ВМТЮ (ЭИ 617), 40Х9С2 (ЭСХ 8), 08X13 (ЭИ 496), 20ХГНР, 40X13 (4X13), 08Х18НЮТ (ЭИ 914) указана температура сварочной зоны, а для сталей марок 36Х18Н25С2 (ЭЯ ЗС) и 08Х16Н9М2 (Х16Н9М2) – температура томильной зоны печи.

Приведенные температурные интервалы ковки являются наиболее широкими, а режимы охлаждения – ускоренными, которые достигнуты отдельными передовыми заводами.

Использование на других заводах рекомендуемых параметров, а также назначение рациональной температуры нагрева металла и условий охлаждения поковок возможно только после предварительного опробования и соответствующей корректировки с учетом местных условий, металлургической технологии, объема ковочных работ, размера поковок, величины усадки, состояния печного оборудования и др. Рекомендуемые условия охлаждения металла после ковки в ряде случаев не заменяют режимов предварительной термической обработки поковок.

Указанные рекомендации составлены на основании действующих заводских технологических инструкций и нормалей, а механические свойства при ковочных температурах – по данным литературных источников и результатов исследований, проведенных в различных организациях.

Механическая обработка. Обрабатываемость сталей и сплавов резанием рассматривалась с точки зрения влияния свойств этих материалов на способность изнашивать режущий инструмент.

Обрабатываемость резанием сталей и сплавов определена для условий получистового точения без охлаждения по чистому металлу резцами, оснащенными твердыми сплавами Т5К10, ВК8 (для аустенитных сталей сплавов на никелевой основе), резцами из быстрорежущей стали марок Р18 (63–65 HRC) и равной ей по свойствам мало вольфрамовой стали Р6М5Ф2 (64–66 HRC) при постоянных значениях глубины резания 1,5 мм, подачи на оборот 0,2 мм и главного угла в плане 60°.

Обрабатываемость сталей и сплавов резанием оценена по скорости резания, соответствующей 60-минутной стойкости резцов, выражена коэффициентом K_v для условий точения твердосплавным инструментом и инструментами из быстрорежущей стали по отношению к эталонной стали. В качестве эталонной стали принята углеродистая сталь 45 (179 НВ и ст_в = 650 Н/мм²), скорость резания которой взята за единицу. Коэффициент твердосплавными резцами, где v₆₀ – скорость резания, соответствующая 60-минутной стойкости резцов при точении данного материала, м/мин; 145 – значение скорости резания при 60-минутной стойкости твердосплавных резцов при точении эталонной стали марки 45.

Коэффициент обрабатываемости K_v для условий точения резцами из быстрорежущей стали: где 70 – значение скорости резания при 60- минутной стойкости быстрорежущих резцов при точении эталонной стали марки 45. Для принятых условий резания абсолютное значение скорости резания V данной стали (сплава) определяется умножением ее коэффициента K_v на соответствующее значение эталонной стали 45.

Приведенные данные по характеристике обрабатываемости резанием различных марок сталей и сплавов указывают на низкую обрабатываемость высокомарганцовистых высокопрочных сталей, жаропрочных сплавов на железонике левой и никелевой основах в деформированном и особенно в литом состояниях, что обусловливает повышенную трудоемкость технологических операций механической обработки деталей из этих материалов.

Комплекс работ, проведенных ЦНИИТМАШ, по изысканию путей и средств повышения обрабатываемости резанием сталей и сплавов указывает, что это повышение может быть достигнуто за счет:

1) увеличения работоспособности режущего инструмента путем применения высокопроизводительных инструментальных материалов: твердых сплавов повышенной износостойкости марок ВК60М, ВКЮОМ, ВКЮХОМ, а также сплавов титановольфрамовой группы ТТ10К8, ТТ20К6;

2) рационального использования быстрорежущих сталей повышенной теплостойкости марок Р6М5К5, Р9М4К8, а также полученных методом порошковой металлургии марок Р6М5ФЗ-МП, Р6М5К5-МП и др. Указанное обеспечивает повышение обрабатываемости труднообрабатываемых материалов на 20–30%;

3) нанесения износостойких покрытий на рабочие поверхности инструмента;