Properties of Stamped Steel 4Kh4N5М4F2 for Hot Deformation of Non-Ferrous Metals and Alloys

Authors

  • O. M. Sydorchuk I. M. Frantsevich Institute for Problems of Materials Science of the NAS of Ukraine, Kyiv

DOI:

https://doi.org/10.31649/1997-9266-2021-154-1-108-112

Keywords:

die steel, composition, heat treatment, structure, physical and mechanical properties

Abstract

The results of researches of mechanical properties of cast and forged steel with regulation of austenitic transformation at operation, after thermal hardening are resulted. Taking into account the optimal modes of heat treatment (hardening 1100 ±5 ºС and tempering) of the investigated steel, the parameters of physical and mechanical properties were determined: hardness, strength threshold, yield strength, toughness, electrical conductivity and microhardness in the metal structure. The proposed improved composition of steel (4Kh4N5М4F2) with an increase in quenching temperature by 60 ºС, allowed to increase heat resistance by 35 ºС in comparison with steel with regulation of austenitic transformation during operation of 4Kh3N5М3F brand (without deformation-forging). The tempering brittleness of the investigated steel (4Kh4N5М4F2) at the tempering temperature of 475 ±15 °С (first kind) and above 650 °С (second kind) was established. Increasing the brittleness of the studied steel in the temperature range of 460…490 °C causes to reduce the toughness, change the structurally sensitive value (increase in electrical conductivity), increase the hardness of the released martensite, increase the strength threshold and yield strength. The paper shows the possibility of using the investigated steel for the operating temperature range of hot deformation of copper (550…650 ºС), copper-nickel (900…950 ºС) and aluminum alloy (450…500 ºС) with increased service life in comparison with ferritic steels 4Kh5МF1S and 3Kh3М3F of rolled grade. Experimental and industrial tests of die steel with regulation of austenitic transformation during operation (4Kh3N5М3F and 4Kh4N5М4F2) were carried out in Ukrainian and Chinese enterprises: Spetslityo plant (Dnipro, Ukraine); Artemivsk plant for non-ferrous metals processing (Donetsk Region, Bakhmut, Ukraine); Futec Co., Ltd (Ninghai, China); New material technology Co., Ltd (Kunshan, China). Ingots from the investigated steels were obtained by the technology of electroslag remelting: Rivne Research Institute of Mechanical Engineering Technology (Rivne, Ukraine); Tiangong International Co., Ltd (Danyang, China).

Author Biography

O. M. Sydorchuk, I. M. Frantsevich Institute for Problems of Materials Science of the NAS of Ukraine, Kyiv

Cand. Sc. (Eng), Senior Researcher, Senior Research Fellow

References

А. Д. Озерский, «Упрочнение стали ЭП930 для матриц горячего прессования медных сплавов,» Цветные металлы, № 10, c. 76-78, 1984.

Л. А. Позняк, Инструментальные стали. Киев: Наукова думка, 1996. 488 с.

Н. В. Лебедева, «Повышение стойкости инструмента для прессования труднодеформируемых цветных сплавов из сталей с регулируемым аустенитным превращением при эксплуатации.» автореф. дис. канд. техн. наук: 05.02.01. СПб., 2005. 18 с.

М. Н. Перепьолкина, і В. Я. Грабовский, «Вибір ефективного легування нових штампових сталей з аустенітним перетворенням при експлуатації,» Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні, № 1, c. 11-15, 2016.

К. О. Гогаєв, О. М. Сидорчук, і О. К. Радченко, «Інструментальні штампові сталі для гарячого деформування (огляд),» Металознавство та обробка металів, № 3, c. 18-24, 2016.

К. О. Гогаєв, О. К. Радченко, О. М. Сидорчук, і Д. В. Миронюк «Штампова сталь,» патент № 141447 Україна: МПК С22С 38/00, № u201909670; заявл. 05.09.2019; опубл. 10.04.2020. Бюл. № 7, 2020. 2 с.

О. М. Сидорчук, Д. В. Миронюк, О. К. Радченко, К. О. Гогаєв, і Є. Хонггуанг, «Підвищення теплостійкості та властивостей штампової сталі з регулюванням аустенітного перетворення при експлуатації,» Металознавство та обробка металів, № 2, с. 19-25, 2019. https://doi.org/10.15407/mom2019.02.019 .

О. М. Сидорчук, К. О. Гогаєв, О. К. Радченко, Д. В. Миронюк, і Л. А. Миронюк, «Термічна обробка штампової сталі підвищеної стійкості,» Металознавство та обробка металів, № 2, с. 29-37, 2020. https://doi.org/10.15407/mom2020.02.003

О. М. Сидорчук, К. О. Гогаєв, О. К. Радченко, Д. В. Миронюк, і Л. А. Миронюк, «Штампова кована сталь 4Х4Н5М4Ф2 підвищеної стійкості,» Металознавство та обробка металів, № 4, с. 30-38, 2020. https://doi.org/10.15407/mom2020.04.030 .

Я. С. Спектор, В. И. Саррак, и Р. И. Энтин, «Склонность стали к хрупкому разрушению и тонкая структура стали,» Физика металлов и металловедение, № 6, т. 18, с. 915-920, 1964.

Downloads

Abstract views: 181

Published

2021-02-26

How to Cite

[1]
O. M. . Sydorchuk, “Properties of Stamped Steel 4Kh4N5М4F2 for Hot Deformation of Non-Ferrous Metals and Alloys”, Вісник ВПІ, no. 1, pp. 108–112, Feb. 2021.

Issue

No. 1 (2021)

Section

Mechanical engineering and transport

Metrics

Downloads

Download data is not yet available.

License

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Authors who publish with this journal agree to the following terms:

  • Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.
  • Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgment of its initial publication in this journal.
  • Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).