Способ термической обработки быстрорежущей стали Советский патент 1984 года по МПК C21D9/22 

1 Изобретение относится к машиностр нию и может быть использовано при производстве различных видов инструментов из быстрорежущей стали. Известен способ термической обработки инструмента из быстрорежув1ей стали, включающего закалку и oTnycKp Данный способ обеспечивает недостаточный уровень прочности и режущих свойств инструмента. Известен способ термической обработки быстрорежущей стали, включающий двойную закалку и отпуск с проведением первой закалки с 8301000°С и промежуточного отпуска при 712-798 С в Течение 12 ч или первой закалки с 840-900 С с изотермической вьщержкой при670-762 С в течение А ч в процессе охлаждения 2 . Обработка по.данному способу сдер жипает рост зерен при окончательной аустенитизации, но не обеспечивает получение полигонизованной субмикроскопической структуры в объеме исход ных аустенитных зерен, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработки быстрорежущей стали, включающий двойную закалку и отпуск 3 . Однако у такой дважды закаленной быстрорежущей стали без промежуточно го ее отжига встречается брак, связа ный с возникновением аномально крупных зерен аустенита, которьй сопрово грубым, так называемым нафт линистым изломом. Этот вид излома приводит к резкому снижению ее прочностных свойств и является результатом фазового наклепа при повторной закалке неотожженной, предварительн закаленной стали. В результате фазового наклепа в кристаллической решетке быстрорежущей стали могут возникнуть напряжения, соответствующие напряжениям, возникающим прч деформахщи стали с критической степенью, что приводи к образованию неоднородной структур аустенита. Структурная неоднородность такой дважды закалиной стали выражается в соседстве аномально крупных рекрис таллизйванных зерен аустенита с более мелкими зернами, в которых просматриваются субзеренные границы. 22 являнициеся результатом незавершивпшйся полигонизации в стали. Подобная структурная неоднородность также приводит к резкому ухудшению прочностных и режущих свойств инструмента. Цель изобретения - повышение прочностных свойств стали за счет получения полигональной субструктуры высоколегированного аустенита. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу термической обработки быстрорежущей стали, включающему двойную закалку и отпуск, первую закалку осуществляют от тем- i пературы на 20-35 С вьппе точки Acj. Верхняя граница температуры аустенитизации при первой закалке быстрорежущей стали, связанного с образованием аномально крупных рекристаллизованТных зерен аустенита. Нижняя граница температуры аустенита (выше точки Асз на 25°С) при первой закалке обусловлена, необходимостью получения аустенитной структуры в стали перед первой закалкой. В случае нагрева стали ниже температуры точки Ас и последзтощего ускоренного охлаждения закалка не произойдет, следовательно, фазовый наклеп при повторном нагреве стали отсутствует и полигонизованная аустенитная структура не образуется. Упрочнения стали при таких режимах двойного нагрева и охлаждения не произойдет. При предварительной закалке от температуры на 20-35° С выше точгки Ас 5 за счет фазового наклепа со степенью деформации меньше критической для данной марки стали получается исходная субзеренная мелкокристаллическая структура. При этом при повторной закалке осуществляются полигонизация зерен аустенита, что приводит к образованию субзеренной структуры повьш1енной прочности. Полигональная аустенитная структура отличается от рекристаллизованной .или обычной недеформированной наличием внутри исходных аустенитных зерен мнбжества 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, повьш ает их прочность и надежность. 3 Пример. Берут шлифованные образцы из стали РбМ5 дважды закале ные по различным режимам и отпущенные 3 раза по 1 ч при . Изменя ют температуру нагрева под первую з калку. Температура второй окончательной закалки постоянная и равна . Нагрев под закалку произвоБ соляной ванне со скоростью дят .2-2,5°С/с Точка Ас, при этих усло виях нагрева составляет 855-860 С. Испытание на прочность производят на испытательной машине Р-20 при статическом изгибе образцов размеро 10x10x120 мм с приложением сосредот ченной нагрузки по сере-дине длины о разца. Проведенные испытания показывают что наибольший предел прочности при изгибе равный 468-27 кг/Мм имеют образцы, обработанные по предлагаемому способу. При выходе за указанные границы значе1 я температуры аустенитизации первой закалки предел прочности на ,гиб снижается до - 400 кг/мм. В результате такой термообработки получается полностью полигональная субструктура без следов рекристаллизации. Испытания сверл подтверждают их высокие режущие свойства. Сверла, 24 изготовленные по предлагаемому способу, имеют следующие Свойства: твердость HRC 64-65, красностойкость HRC 620 С 58 (при балле зерна N 10,5-11,0). По сравнению с прототипом предлагаемый способ обладает рядом преимуществ. Повышается прочность режущих кромок инструмента на 25-30% благодаря наличию внтури аустенитньпс зерен стали множества тонких субграниц, являющихся дополнительными барьерами для развития трещин, появляется возможность увеличивать легированность аустенита благодаря высокой термической устойчивости полигональной субструктуры, и как следствие, повысить красностойкость стали. В результате предлагаемой термообработки получается полностью полигональная субструктура аустенита без следов рекристаллизации. При использовании-предлагаемого способа термического упрочнения быстрорежущей стали ожидаемый экономический эффект составляет 400 руб в год на 1000 сверл. Предлагаемое решение может быть использовано при изготовлеАии режущих инструментов методом вьшшифавывания по целому, а также методом пластической деформации с одновременной закал- кой в процессе изготовления.

СПОСОБ ТЕР1УМЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ, включающий двойную закалку и отпуск, отличающийся тем, что, с целью повьшения прочностных свойств за счет получения полигональной субструктуры высоколегированного аустенита, первую закалку осуществляют от температуры на 20-35 С выше точки Ас,.