Процесс выделения карбидов из твёрдого раствора – диффузионный, т.е. зависит от времени. Установлено, что при принятых температурах отпуска продолжительность изотермической выдержки должна составлять 1ч.
В качестве разупрочняющей термической обработки используется отжиг, включающий нагрев выше температуры превращения (840-860 для вольфрамовых и 800-830С для вольфрамомолибденовых сталей), длительную выдержку при этой температуре – не менее 3 ч и последующее весьма медленное охлаждение со скоростью не более 25-30 с/ч. Отжиг должен обеспечить структуру зернистого перлита и минимальную твёрдость для улучшения обрабатываемости резанием.
Состав и свойства быстрорежущих сталей.
В основу классификации быстрорежущих сталей по свойствам положена теплостойкость, которая определяет допустимые скорости резания, т.е. производительность обработки. Теплостойкость является стандартной характеристикой быстрорежущих сталей. В соответствии с ГОСТ 19265-73 она носит название «красностойкость» и оценивается температурой дополнительного четырехчасового отпуска, (этот нагрев выполняется на образцах окончательно термически обработанной стали), после которого сохраняется определённый уровень твёрдости – 58HRC. (пример обозначения: Кр58 = 640С – после четырехчасового нагрева при 640 С твёрдость стали составила 58HRC.)
Стали нормальной теплостойкости. К ним относятся вольфрамовые (Р18, Р12, Р9) и вольфрамомолибденовые (Р6М5); твёрдость сталей 63-65 HRC, Кр58 = 610-620С. Стали предназначены для обработки сталей (Qв до 800-1000 МПа), чугунов (твёрдостью до 255-280 НВ) и цветных металлов и сплавов, обладающих хорошей обрабатываемостью (медных, алюминиевых, цинковых).
Свойства сталей этой группы близки. Вольфрамовые обладают несколько большей теплостойкостью по сравнению с вольфрамомолибденовыми, но их механические свойства ниже. При используемых режимах резания отличия в свойствах сталей мало сказываются на стойкости инструмента (до 40 м/мин при обработке чёрных и до 80 м/мин при обработке цветных металлов).
По технологическим свойствам стали, имеют определённые отличия. Сталь Р6М5 обладает большей горячей пластичностью по сравнению с вольфрамовыми сталями, но менее технологична при термической обработке. Она обладает большей склонностью к обезуглероживанию при нагреве, для неё характерен более узкий интервал закалочных температур. Обрабатываемость резанием при лезвийной обработке всех сталей близка, их твёрдость в отожженном состоянии в соответствии с ГОСТ не должна превышать 255НВ. Обрабатываемость шлифованием сталей Р18, Р12 и Р6М5 по ГОСТ оценивается как удовлетворительная, тогда как стали Р9 – как пониженная. Это связано с большим содержанием ванадия в этой стали, образующего карбид VC(МеС) высокой твёрдости.
Стали повышенной теплостойкости. Более высокая теплостойкость сталей этой группы достигается за счёт повышения содержания углерода до 1%, ванадия до 3-4% и введения кобальта. Наиболее распространённой высокоуглеродистой является сталь марки 10Р6М5 (1%С), отличающейся от Р6М5 только повышенным на 0,2% содержанием углерода. Их основное преимущество – повышенная твёрдость – до 65-66 HRC. Рационально применять эти стали для изготовления инструмента, стойкость которого лимитирует размерный износ (развертки, метчики, зенкеры), а также для обработки улучшенных сталей повышенной твёрдости – 260- 300РВ. Увеличение содержания ванадия в стали сверх 1,5 – 2% с одновременным увеличением содержания углерода в количестве 0,2% на 1% V приводит к росту количества карбида ванадия VC, обладающего высокой твёрдостью. Поэтому высокованадиевые стали, обладают повышенной износостойкостью. Вместе с тем наличие карбида ванадия значительно ухудшает шлифуемость сталей, поэтому содержание ванадия в сталях ограничено.
Литература
1. Материаловедение/ А.М. Адаскин, В.М. Зуев. М.: Издательский центр «Академия» 2004. - 240 с.
2. Материаловедение/ Р.К. Мазберг. М.: Высшая школа,1991. – 448 с.