|
| |
|
Главная Промышленность ТАБЛИЦА 18.1. Режимы термической обработки наиболее применяемых инструментальных сталей
введением большого количества вольфрама совместно с другими карбидообразующими элементами: молибденом, хромом, ванадием. Вольфрам и молибден в присутствии хрома связывают углерод в специальный труднокоагулируемый при отпуске карбид типа MgC и задерживают распад мартенсита. Вьщеление дисперсных карбидов, которое происходит при повышенных температурах отпуска (500-600 °С), вызывает дисперсионное твердение мартенсита-явление вторичной твердости (см. рис. 5.30,6). Особенно эффективно вторичная твердость и теплостойкость повышаются при введении нескольких сильных карбидообра-зователей, например, вольфрама (одного или совместно с молибденом) и ванадия. При отпуске ванадий, вьще-ляясь в виде карбидов, усиливает дисперсионное твердение, а вольфрам (молибден), сохраняясь в мартенсите, задерживает его распад. Увеличению теплостойкости способствует также кобальт. Он не образует карбидов, но, повышая энергию межатомных сил связи, затрудняет коагуляцию карбидов и увеличивает их дисперсность. В результате комплексного легирования инструменты из быстрорежущих сталей сохраняют высокую твердость до 560-640 °С и допускают в 2-4 раза более производительные режимы резания, чем инструменты из углеродистых и низколегированных сталей. Быстрорежущие стали (см. табл. 18.1) обозначают буквой Р, цифра после которой указывает содержание (в процентах) вольфрама-основного легирующего элемента (ГОСТ 19265-73). Содержание ванадия (до 2%) и хрома, количество которого примерно 4% во всех сталях, в марке не указывается. Стали, содержащие дополнительно молибден, кобальт или повышенное количество ванадия, имеют в марке соответственно буквы М, К, Ф и цифры, показывающие их массовую долю в процентах (напри- мер, Р6М5, Р10К5Ф5). ГОСТ 19265-73 предусмотрено 14 марок быстрорежущих сталей, которые по эксплуатационным свойствам делятся на две группы: нормальной и повышенной производительности. Группу сталей нормальной производительности образуют вольфрамовые (Р18, Р12, Р9, Р9Ф5) и вольфрамомолиб-деновые (Р6МЗ, Р6М5) стали, сохраняющие твердость не ниже HRC 58 до температуры 620 °С. При одинаковой теплостойкости эти стали отличаются главным образом механическими и технологическими свойствами. Лучшей обрабатываемостью давлением и резанием, а также прочностью и вязкостью обладают стали Р6МЗ и Р6М5. Стали Р9, Р9Ф5 плохо шлифуются из-за присутствия твердых карбидов ванадия. К группе сталей повышенной производительности относятся стали, содержащие кобальт и повышенное количество ванадия: Р6М5К5, Р9М4К8, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18К5Ф2. Они превосходят стали первой группы по теплостойкости (630 640 °С), твердости {HRC > 64) и износостойкости, но уступают им по прочности и пластичности. Стали повышенной производительности предназначены для обработки высокопрочных сталей, коррозионно-стойких и жаропрочных сталей с аустенитной структурой и других труднообрабатываемых материалов. Быстрорежущие стали, особенно второй группы, отличаются высокой стоимостью. Для уменьшения расхода дорогих и дефицитных элементов, особенно вольфрама, преимущественно используют экономно-легированные стали. Из них наиболее широкое применение имеет сталь Р6М5. Разрабатываются безвольфрамовые быстрорежущие стали. Особенности термической обработки, структуры и свойств быстрорежущих сталей представлены на примере сталей Р18 и Р6М5. По структуре после отжига быстрорежущие стали относятся к ледебуритно-му классу. В литом виде они имеют ледебуритную эвтектику, которую устраняют горячей деформацией путем измельчения первичных карбидов. Ковка стали-ответственная операция. При недостаточной проковке возникает карбидная ликвация - местное скопление карбидов в виде участков неразрушенной эвтектики. Карбидная ликвация снижает стойкость инструмента и увеличивает его хрупкость. Деформированную сталь для снижения твердости (до НВ 2070 - 2550) подвергают изотермическому отжигу. Структура отожженных сталей состоит из сорбитообразного перлита, вторичных и более крупных первичных карбидов. Общее количество карбидов в стали Р18 составляет примерно 28%, в стали Р6М522%. Ос- РастВорение Вторичных карбидов 3-кратный отпуск при 550 -570°С  Рис. 18.1. Схема термической обработки быстрорежущей стали: а - без обработки холодом; б - с обработкой холодом новным карбидом стали Р18 является сложный карбид вольфрама переменного состава FejWjC (МС), который растворяет в себе часть ванадия и хрома. В остальных сталях кроме МС и небольшого количества карбида (Fe, Сг)2зСб присутствует карбид VC(MC). В карбидах содержится 80-95% вольфрама и ванадия и 50% хрома. Остальная часть легирующих элементов растворена в ффрите. Высокие эксплуатационные свойства инструменты из быстрорежущих сталей приобретают после закалки и трехкратного отпуска (рис. 18.1). Из-за низкой теплопроводности быстрорежущие стали при закалке нагревают медленно с прогревами при 450 и 850 °С, применяя соляные ванны для уменьшения окисления и обезуглероживания. Особенность закалки быстрорежущих сталей-высокая температура нагрева (см. табл. 18.1). Она необходима для обеспечения теплостойкости получения после закалки высоколегированного мартенсита в результате перехода в раствор максимального количества специальных карбидов. Степень легирования аустенита (мартенсита) увеличивается с повышением температуры нагрева (рис. 18.2). При температуре 13(Ю°С достигается предельное насыщение аустенита-в нем растворяется весь хром, около 8% W, 1% V и 0,4-0,5% С. Легирование аустенита происходит при растворении вторичных карбидов. Первичные карбиды не растворяются и тормозят рост зерна аустенита, поэтому при нагреве, близком к температуре плавления, в быстрорежущих сталях сохраняется мелкое зерно. Быстрорежущие стали по структуре после нормализации относятся к мартенситному классу. От температуры закалки мелкие инструменты охлаждают на воздухе, крупные-в масле. На воздухе их ие охлаждают из-за опасное ги выделения вторичных карбидов и снижения теплостойкости. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 [ 54 ] 55 56 57 58 59 60 61 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
