Анализ структурных и фазовых превращений протекающих при химико-термической обработки изделия
Микроструктура быстрорежущей стали в литом состоянии имеет эвтектическую структурную составляющую. Для получения оптимальных свойств инструментов из быстрорежущей стали необходимо по возможности устранить структурную неоднородность стали – карбидную ликвацию. Для этого слитки из быстрорежущей стали подвергаются интенсивной пластической деформации (ковке). При этом происходит дробление карбидов эвтектики и достигается более однородное распределение карбидов по сечению заготовки.
Структура отожженной быстрорежущей стали – мелкозернистый (сорбитообразный) перлит и карбиды, мелкие эвтектоидные и более крупные первичные. Количество карбидов около 25 %. Сталь с такой структурой хорошо обрабатывается резанием. Структура быстрорежущей стали после закалки состоит из легированного, очень тонкодисперсного мартенсита, значительного количества (30…40 %) остаточного аустенита и карбидов вольфрама. Наличие аустенита остаточного в структуре закаленной стали ухудшает режущие свойства.
При нагреве под отпуск выше 400oС наблюдается увеличение твердости. Это объясняется тем, что из легированного остаточного аустенита выделяются легированные карбиды. Аустенит при охлаждении от температуры отпуска превращается в мартенсит отпуска, что вызывает прирост твердости. Увеличению твердости содействуют и выделившиеся при температуре отпуска мелкодисперсные карбиды легирующих элементов.
После однократного отпуска количество аустенита остаточного снижается до 10%. Чтобы уменьшить его количество до минимума, необходим трехкратный отпуск. Структура стали после термообработки состоит из мартенсита отпуска и карбидов.
3.3 Эксплуатационные и технологические свойства изделия после проведения химико-термической обработки изделия
Стали получили свое название за свойства. В следствии высокой теплостойкости (550…650oС), изготовленные из них инструменты могут работать с достаточно высокими скоростями резания.
Стали содержат 0,7…1,5% углерода, до 18% основного легирующего элемента – вольфрама, до 5% хрома и молибдена, до 10% кобальта.
Добавление ванадия повышает износостойкость инструмента, но ухудшает щлифуемость. Кобальт повышает теплостойкость до 650oС и вторичную твердость HRC 67…70.
Основными видами режущих инструментов из быстрорежущей стали являются резцы, сверла, долбяки, протяжки, метчики машинные, ножи для резки бумаги. Часто из быстрорежущей стали изготавливают только рабочую часть инструмента.
Твердость стали после закалки составляет HRC 60…62. Наличие аустенита остаточного в структуре закаленной стали ухудшает режущие свойства. Твердость стали после отпуска составляет HRC 64…65.
После закалки сталь охлаждают, после этого проводят однократный отпуск для снятия напряжений.
Иногда для повышения износостойкости быстрорежущих сталей применяют низкотемпературное цианирование.
Список литературы
1. Богодухов, С.И. Курс материаловедения в вопросах и ответах: учебное пособие / С.И. Богодухов, В.Ф. Гребенюк, А.В. Синюхин. - М.: Изд-во «Машиностроение», 2003.-256 с.
2. Материаловедение: Учебник для вузов/ Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др. под общ. ред. Б.Н. Арзамасова, Г.Г. Мухина. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003.-648 с.
3. http://www.system.oao-ni.ru/pubpobedit.php
4. http://turner.narod.ru/dir1/sverlenie.htm
Нормативные ссылки
1. ГОСТ ЕСКД 2.104-68 Основные надписи.
2. ГОСТ ЕСКД 2.105-95 Общие требования к текстовым документам.
3. ГОСТ ЕСТД 3.1105-84 Форма и правила оформления документов общего
назначения.
4. ГОСТ ЕСТД 3.1109-82 Термины и определения основных понятий.
5. ГОСТ ЕСТД 3.1127-93 Общие правила выполнения текстовых технологических
документов.
6. СТП 1-У-НГТУ-2004 Общие требования к оформлению пояснительных записок
дипломных и курсовых проектов.
7. ГОСТ 1055-88 Конструкционные стали.
8. ГОСТ 1435-99 Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали.Общие технические условия.