Структура стали, как упоминалось выше, является важным фактором, влияющим на процесс прессования. В общем случае желательно иметь мягкий материал для снижения до минимума давления прессования.
Оптимальные результаты достигаются в случае, если твердость заготовки не превышает HRB 60-80. При данном химическом составе структура, содержащая очень грубые шаровидные карбидные частицы, требует меньших давлений прессования. Ховард, Деннисон и Ангус исследовали влияние различных видов термической обработки (полного отжига при ряде температур, нормализации и закалки) на стали ряда марок.
Они пришли к выводу, что минимальное давление прессования требуется для полностью отожженного металла. Небольшие изменения давления зависели от различных температур отжига.
Нормализованный материал требует увеличения давления прессования на 3-5% по сравнению с материалом, полностью отожженным. Для закаленных образцов требуются значительно более высокие давления.
Ховард также установил, что горячекатаный материал в состоянии непосредственно после прокатки требует тех же давлений, что и нормализованный материал, и пришел к выводу о возможности широкого применения горячепрессованного материала. Окелл утверждает, что для низкоуглеродистых сталей достаточно охлаждения в субкритической области после соответствующей выдержки.
Сфероидизация карбидов в низкоуглеродистых сталях оказывает незначительное влияние на величину потребных давлений прессования. При прессовании легированных сталей, однако, нагрузка на пуансон больше и желательно иметь по возможности больше легирующих составляющих в ферритной фазе с соответствующим уменьшением количества легирующих элементов в карбиде.
Это достигается более медленным охлаждением для максимального растворения легирующих элементов в феррите.
Морган считает, что для углеродистых сталей с содержанием 0,2% С достаточен отжиг при температуре 688° С и что в полной сфероидизации нет необходимости. Например, выдержка заготовки диаметром 32 мм в течение 45 мин при температуре 688° С достаточна для отжига низкоуглеродистых сталей.
При содержании более 0,3% С необходима полная сфероидизация, для чего может потребоваться отжиг в течение 4 ч при 688° С. После отжига желательно охлаждение вместе с печью.
По данным Моргана, для прессования пригодны стали с содержанием 0,2% С, твердостью HV 120 и стали с содержанием 0,3% с твердостью HV 135. Технологический процесс, успешно используемый в промышленности, отличается от вышеуказанных рекомендаций. Особенности этого процесса следующие: выдержка при температуре выше критической в течение времени, достаточного для достижения равномерного прогрева; закалка в воде для получения равномерного распределения карбидов; отжиг при соответствующей температуре для быстрого смягчения при сохранении мелкозернистой структуры.
Такая последовательность операций приводит к оптимальному распределению карбидных частиц и смягчению заготовки.