Выбор материала и разработка технологического процесса термической обработки плашки
2. Характеристика материала
Характеристика материала сталь 9ХС показывается в ее химических, механических и других свойствах.
Химический состав в % материала стали 9ХС:
Кремний: 1,20-1,60
Марганец: 0,30-0,60
Медь: до 0,3
Никель: до 0,35
Сера: 0,03
Углерод: 0,85-0,95
Фосфор: 0,03
Хром: 0,95-1,25
Ванадий: 0,15
Титан: 0,03
Сталь 9ХС легирована хромом и кремнием. Она обладает повышенной устойчивостью аустенита и хорошей прокаливаемостью. После закалки в масле твердость HRC 60 и более получается в образцах сечением до 40 мм (в горячих средах до 30 мм). Сталь 9ХС имеет повышенную теплостойкость (твердость не ниже HRC 60 сохраняется при нагреве закаленной стали до 250--260° С), хорошие режущие свойства, равномерное распределение карбидов (в прутках диаметром 50--60 мм карбидная неоднородность не превышает одного-двух баллов); отжигается сталь 9ХС при 780--800° С; закаливается в масле и в расплавленных солях (с температурой 150--200° С) от 850--870° С.
Кремний является постоянными спутником практически в любой стали, поскольку их специально вводят при ее производстве. Кремний, наряду с марганцем и алюминием является основным раскислителем стали. Кремний не является карбидообразующим элементом, и его количество в стали ограничивают до 2%. Он значительно повышает предел текучести и прочность стали и при содержании более 1% снижает вязкость, пластичность и повышает порог хладноломкости. Кремний структурно не обнаруживается, так как полностью растворим в феррите, кроме той части кремния, которая в виде окиси кремния не успела всплыть в шлак и осталась в металле в виде силикатных включений.
Хром вводят в сталь 1.5-2.5%. Он повышает твердость и прочность, незначительно уменьшает пластичность, увеличивает коррозионную стойкость. Инструментальная сталь 9ХС не применяется для сварных конструкций и склонна к отпускной способности.
Таблица. Физические свойства
T |
E 10-5 |
с |
R109 |
|
Град |
МПа |
кг/м3 |
Ом·м |
|
20 |
1.9 |
7830 |
400 |
Обозначения:
T - Температура, при которой получены данные свойства, [Град] E - Модуль упругости первого рода, [МПа] с- Плотность материала, [кг/м3] R - Удельное электросопротивление, [Ом·м]
Таблица. Механические свойства при Т=20?С материала 9ХС
Размер |
ув |
ут |
д5 |
ш |
KCU |
|
мм |
МПа |
МПа |
% |
% |
кДж/м2 |
|
790 |
445 |
26 |
54 |
390 |
Обозначения:
Ув - Предел кратковременной прочности, [МПа] ут - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] д5 - Относительное удлинение при разрыве, [ % ] ш - Относительное сужение, [ % ] KCU - Ударная вязкость, [ кДж / м2]HB - Твердость по Бринеллю
Таблица. Технологические свойства материала 9ХС
Свариваемость: |
не применяется для сварных конструкций |
|
Флокеночувствительность: |
не чувствительна |
|
Склонность к отпускной хрупкости: |
склонна |