Прессование порошковых композиций сталей

09.07.2019
Для формирования заготовок и деталей из порошковой мартенситно-стареющей стали применяют горячее изостатическое прессование, горячую прокатку, экструдирование или комбинацию этих методов.

Более распространенным способом получения заготовок из мартенситно-стареющих сталей является прессование смеси порошков в стальных пресс-формах при комнатной температуре и холодная прокатка порошков в лист. При прессовании в стальных пресс-формах возникает необходимость в оптимизации режимов, изучении влияния параметров процесса на уплотнение и прессуемость шихты спеченной мартенситно-стареющей стали. Для улучшения прессуемости некоторые авторы рекомендуют добавлять в смесь стеарат лития, для удаления которого затем проводят отжиг в водороде при температуре 500 С в течение часа.

Исследование процесса прессования, проведенное в работе, показало, что относительная плотность спеченных мартенситно-стареющих сталей различного состава выше плотности спеченного железа на 1,5-7 % при аналогичных условиях прессования и спекания. Это связано, по-видимому, с большими значениями насыпной массы смесей Fe-Ni-Co-Mo-Ti (унас = 3,4 + 4,1 г/см3) по сравнению с чистым железом (унас = 2,7 г/см ). Для определения оптимального давления прессования при различных режимах спекания спрессованные брикеты мартенситно-стареющих сталей различного состава спекали при 1100, 1250, 1300 С в течение 1-4 ч (табл. 64). С увеличением давления прессования относительная плотность повышается от 63-88 (после прессования) до 69-92 % (после спекания), объемная усадка составляет 6,1-36 %. Давление прессования 800 МПа, обеспечивающее получение высоких значений плотности (0 = 89,9 * 91,8 %), предела прочности (ов = 834-1090 МПа) и незначительную усадку (AV/V = 6,1*10 %), принято в работе за оптимальное.


Авторами проведены исследования по влиянию отдельных легирующих элементов на пористость порошковых композиций мартенситно-стареющих сталей. Используя в качестве первого приближения уравнение регрессии второго порядка, моделировали зависимость относительной плотности от концентрации элементов, используемых для легирования мартенситно-стареющих сталей. Коэффициенты уравнения регрессии рассчитывали по результатам экспериментов, поставленных по нижеприведенной матрице некомпозиционного многофакторного планирования второго порядка.

Анализ данных (рис. 59, a, б) позволяет сделать о том, что при фиксированных условиях спекания (температура 1250 °С, продолжительность 4 ч) и давлении прессования 600 МПа на относительную плотность наиболее существенно влияет концентрация молибдена и титана. Кобальт в заданных пределах концентрации не оказывает существенного влияния на относительную плотность. Так, изменение концентрации Co с 10 до 4 % [в сплавах с концентрацией никеля до 15 % (рис. 59, а, б)] дает отличие в значении относительной плотности, лежащее в пределах погрешности опыта.

Исходя из этого, в виде изолиний относительной плотности строили поверхности отклика в координатах концентрация Mo - концентрация Ti. Анализ графического материала (рис. 59, в, г, д) позволяет сделать вывод о том, что поверхность отклика представляет собой минимакс с центром 4,5 % Mo; 2 % Ti. Центр минимакса остается фиксированным при любом варьировании остальных легирующих элементов в выбранном интервале, однако при этом изменяется характер кривизны отдельных участков поверхности отклика. Так, при минимальном содержании никеля и кобальта восходящий участок минимакса, соответствующий повышенным концентрациям молибдена, становится более пологим. При возрастании содержания никеля и кобальта этот участок становится также более пологим. Однако перпендикулярная ему ветвь минимакса становится круче и те же значения относительной плотности, которые достигались при более низком уровне Mo, Ni, Co, удается получить при большом содержании молибдена. Общей характеристикой для всех представленных поверхностей отклика является возрастание относительной плотности с увеличением содержания титана от 0 до 2 % и некоторое ее уменьшение - до 3 %, а также снижение относительной плотности при изменении концентрации молибдена от 3 до 4,5 % с последующим возрастанием ее при содержании 4,5-7 % Mo.

Характер взаимного влияния концентрации никеля и кобальта на относительную плотность не меняется от изменения содержания других элементов. Поверхность отклика относительной плотности в координатах концентрация Co -концентрация Ni имеет минимум при концентрации 16-17 % Ni и 8-9 % Co (рис. 59, а,б).

Такая зависимость относительной плотности от содержания титана и молибдена обусловливается диффузионными процессами, определяющими процесс уплотнения. Присутствие титана существенно активизирует процесс уплотнения вследствие наличия эвтектических составов в ряде твердых растворов, присутствующих в сплаве при спекании.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна