§ 97. ОСОБЕННОСТИ КОВКИ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ
Легированными сталями называются такие стали, в состав которых, кроме углерода, входят специально вводимые полезные присадки или примеси. Эти введённые в сталь присадки изменяют в той или иной степени свойства стали. Специальными (легирующими) присадками служат хром, никель, молибден, вольфрам, алюминий, кобальт, а также кремний и марганец, если их количество превышает нормальное содержание в обычных сталях.
Решающее влияние на режим нагрева оказывает теплопроводность. Как правило, теплопроводность легированных сталей ниже, чем углеродистых. Легированные стали обладают меньшей пластичностью и большей склонностью к образованию трещин. Кроме того, они более склонны, чем углеродистые стали, к перегреву и пережогу.
С повышением температуры повышается пластичность стали. Поэтому при высоких температурах можно допустить увеличение скорости нагрева легированных сталей без опасности образования трещин. В начале же нагрева, когда сталь обладает малой пластичностью и низкой теплопроводностью, нагрев нужно вести более медленно и осторожно.
Из всего изложенного можно сделать следующие выводы об особенностях нагрева легированных сталей.
1. Посадка слитков должна производиться при пониженных температурах печи. Существует несколько способов нагрева легированных сталей: а) загрузка производится в холодную печь, и сталь нагревается вместе с печью; б) подогрев ведётся в особой печи с более низкой температурой, а затем слиток пересаживается в печь с высокой температурой; в) нагревание ведётся в двухкамерных печах, в которых одна камера имеет более низкую температуру и служит для подогрева; г) нагревание ведётся в методической печи, а металл постепенно нагревается по мере своего передвижения от более холодного конца к горячему.
2. Режим нагрева слитка из легированной стали должен состоять из трёх периодов: а) первый период: медленный нагрев в области малой пластичности и теплопроводности до 550–600°, а для некоторых особо хрупких сталей до 700–800°; б) второй период: более быстрый нагрев до температуры ковки; в) третий период: выдержка металла при постоянной температуре для выравнивания температуры по всему сечению слитка.
3. Прокатанные заготовки из легированных сталей (сечением примерно до 100×100 мм) могут нагреваться с большой скоростью, так же, как заготовки из обычных углеродистых сталей.
4. Общая продолжительность нагрева легированных сталей больше продолжительности нагрева простых углеродистых сталей.
5. Продолжительность нагрева для легированных сталей разных марок различная.
В табл. 12 даны температурные режимы ковки легированных сталей некоторых марок.
Таблица 12. Температурные режимы ковки легированных сталей
| Марка стали | Максимальная температура нагрева металла в °С | Максимальная температура печи при нагреве в °С | Температура конца ковки в °С | |
|---|---|---|---|---|
| при заготовительных операциях | при отделочных операциях | |||
| 15Х, 20Х, 35Х, 40Х, 30Н, 40Н, 2ХСМА, 34ХМ | 1220 | 1270 | 800 | 700 |
| 18ХНМА, 5ХНМ, 75ХГМ, 6ХНМ, 45ХН | 1200 | 1250 | 800 | 700 |
| Х3, 9Х, 9Х2 | 1150 | 1200 | 850 | 800 |
Перед ковкой поковок из легированных сталей необходимо произвести очистку поверхности заготовки или слитка от трещин, закатов и других дефектов, которые получились в процессе разливки стали в изложницы или в процессе прокатки. Поверхность заготовки очищается пневматическими зубилами или наждачными кругами. Слитки легированных сталей иногда обрабатываются (обдираются) на специальных станках по всей поверхности. Ободранный или очищенный слиток сажается в печь и нагревается для ковки под молотом или прессом. Температуру печи, а также температуру начала и конца ковки надо тщательно контролировать.
Для каждой марки легированной стали устанавливается температурный режим ковки, которого и должен придерживаться кузнец.
Обжимать слиток необходимо постепенно, делая сначала небольшие обжатия (20–30 мм), и только после первого (а лучше второго) обжатия можно увеличить. Такой способ предохраняет слиток от наружных трещин. Если же в процессе ковки появятся на поверхности заготовки трещины, то их немедленно надо вырубить. Затем заготовка подогревается, и работу продолжают снова.
Для того чтобы добиться высокого качества при ковке ответственных изделий из легированных сталей, надо выполнять следующие правила:
1) применять молоты или прессы повышенных мощностей;
2) обязательно производить два–три раза осадку, в зависимости от характера поковок;
3) производить после каждой осадки и последующей вытяжки промежуточный отжиг;
4) так как температурный интервал ковки легированных и инструментально-углеродистых сталей небольшой, рекомендуется при ковке легированных сталей подогревать бойки, накладные инструменты (плиты, кольца и т. д.) до температуры 400–500° С;
5) рабочие поверхности инструментов (бойков, плит и т. д.) нужно всегда держать в хорошем состоянии и следить, чтобы на них не было вмятин, зазубрин.
