Способ термической обработки быстрорежущей стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХО:Ца 3 МлвесмикРЕСПУБЛИК 01)0 9/22 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И,А.Ординарцев,ерняковинструментальный 8.8)Инструментал ургия", 1975,оения",РЖ "Технолу 10, с.10Садовскийственность1973, с гия машинос.Д. Струкв стали.172-189. 2,1980,3 турнаяМ., "Мет насл лург ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Геллер Ю.Астали. М., "Металлс,427-434,(54)(57) СПОСО КИ БЪСТРОРЕЖУЩ двойную закалк ч а ю щ и й с повышения проч счет получения туры высоколег первую закалку пературы на 20 ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТЙ СТАЛИ, включающий и отпуск, о т л итем, что, с целью остных свойств за полигональной субструк рованного аустенита, осуществляют от темо35 С выше точки Ас,Изобретение относится к машиностроению н может быть использовано припроизводстве различных видов инструментов из быстрорежущей стали,Известен способ термической обра ботки инструмента из быстрорежущей стали, включающего закалку и отпуск 1.Данный способ обеспечивает недостаточный уровень прочности и режущих свойств инструмента.ОИзвестен способ термической обработки быстрорежущей стали, включаюший двойную закалку и отпуск с проведением первой закалки с 830- 1000 С и промежуточного отпуска при 51712-798 С в течение 12 чили первой закалки с 840-900 С с иэотермической выдержкой при 670-762 С в течение 4 ч в процессе охлаждения 2 .Обработка по.данному способу сдер О живает рост зерен при окончательной аустенитизации, но не обеспечивает получение полигонизованной субмикроскопической структуры в объеме исходных аустенитных зерен.25Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработки быстрорежущей стали, включающий двойную закал ку и отпуск 3 .Однако у такой дважды закаленной быстрорежущей стали без промежуточного ее отжига встречается брак, связанный с возникновением аномально крупных зерен аустенита, который сопровождатся грубым, так называемым "нафталинистым" изломом. Этот вид излома приводит к резкому снижению ее прочностных свойств и является результа О том фазового наклепа при повторной закалке неотожженной, предварительно закаленной стали.В результате фазового наклепа в кристаллической решетке быстрорежу 45 щей стали могут возникнуть напряжения, соответствующие напряжениям, возникающим при деформации стали с критической степенью, что приводйт к образованию неоднородной структуры аустенита.Структурная неоднородность такой дважды закалнной стали выражается в соседстве аномально крупных рекристаллизованных зерен аустенита с более мелкими зернами, в которых просматриваются субзеренные границы,являющиеся результатом незавершившейся полигонизации в стали.Подобная структурная неоднородность также приводит к резкому ухудшению прочностных и режущих свойствинструмента.Цель изобретения - повышение прочностных свойств стали за счет получения полигональной субструктуры высоколегированного аустенита.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу термическойобработки быстрорежущей стали, включающему двойную закалку и отпуск,первую закалку осуществляют от темРпературы на 20-35 С выше точки Ас З.Верхняя граница температуры аустенитизации при первой закалке быстрорежущей стали, связанного с образованием аномально крупных рекристаллизованных зерен аустенита,Нижняя граница температуры аустенита (выше точки Асз на 25 С) при первой закалке обусловлена, необходимостью получения аустенитной структурыв стали перед первой закалкой. В случае нагрева стали ниже температурыточки Ас и последующего ускоренногоохлаждения закалка не произойдет, следовательно, фазовый наклеп при повторном нагреве стали отсутствует иполигонизованная аустенитная структура не образуется, Упрочнения сталипри таких режимах двойного нагреваи охлаждения не произойдет. При предварительной закалкеоот температуры на 20-35 С вьппе точт ки Ас 5 эа счет фазового наклепа со степенью деформации меньше критической для данной марки стали получается исходная субэеренная мелкокристаллическая структура. При этом при повторной закалке осуществляются полигониэация зерен аустенита, что приводит к образованию субзеренной структуры повьппенной прочности.Полигональная аустенитная структура отличается от рекристаллизованной или обычной недеформированной наличием внутри исходных аустенитных зерен множества тонких субграниц, являющихся дополнительными барьерами для развития трещин при разрушении, вследствие чего получение однородной по всему объему полигональной субструктуры в инструменте, работающем в условиях динамического нагружения, повышает их прочность и надежность.10891 Составитель Р.КлыковаРедактор Е.Кривина Техред А.Кикемезей Корректор,А. Ильин Заказ 2879/24 Тираж 540 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наф., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 П р и м е р. Берут шлифованные образцы из стали Р 6 М 5 дважды закаленные по различным режимам и отпущено ные 3 раза по 1 ч при 560 С. Изменяют температуру нагрева под первую за калку. Температура второй окончательной закалки постоянная и равна 1225 С. Нагрев под закалку производят в соляной ванне со скоростью1 О ," 2-2,5 С/с. Точка Ас при этих условиях нагрева составляет 855-860 С,Испытание на прочность производят на испытательной машине Рпри статическом изгибе образцов размером 10 х 10 х 120 мм с приложением сосредото 15 ченной нагрузки по середине длины образца.Проведенные испытания показывают, что наибольший предел прочности при изгибе равный 468-27 кг/Мм имеют образцы, обработанные по предлагаемому способу.При выходе за указанныеграницы значения температуры аустенитизации первой закалки предел прочности на из-5 ,гиб снижается до400 кг/мм. В рей зультате такой термообработки получается полностью подигональная субструктура без следов рекристаллизации. 30Испытания сверл подтверждают их высокие режущие свойства. Сверла,52 4изготовленные по предпагаемому способу, имеют следующие свойства: твердость ННС 64-65, красностойкостьНЕС 620 С ) 58 (при балле зернаР 10,5-11,0). По сравнению с прототипом предлагаемый способ обладаетрядом преимуществ. Повьппается прочность режущих кромок инструмента на25.-307 благодаря наличию внтуриаустенитных зерен стали множестватонких субграниц, являющихся дополнительными барьерами для развития трещин,появляется возможность увеличиватьлегированность аустенита благодарявысокой термической устойчивости полигональной субструктуры, и как следствие, повысить красностойкость стали. В результате предлагаемой термообработки получается полностью полигональная субструктура аустенита безследов рекристаллизации.При использовании предлагаемогоспособа термического упрочнения быстрорежущей стали ожидаемый экономическийэффект составляет 400 руб в год на1000 сверл,Предлагаемое решение может быть использовано при изготовлейии режущихинструментов методом вьпппифрвыванияпо целому, а также методом пластической деформации с одновременной закалкой в процессе изготовления.