Основные виды термической обработки

Цель т/о инструментальной стали состоит в том, чтобы создать в стали определенного состава структуру, обеспеч-щую такие мех. и физические свойства, в кот. имеется необходимость при обработке и главным образом при эксплуатации инструмента. Т/о оказывает непосредственное влияние на долговечность инструмента, так как свойства материала, из которого изготовлен инструмент, формируемые во время обработки, становятся окончательными.

Сталь ХВГ имеет повышенную карбидную неоднородность, особенно при сечениях, больших 30...40 мм, что усиливает выкрашивание режущих кромок и не позволяет рекомендовать ее для инструментов, работающих в тяжелых условиях. Отжиг – т/о, заключается в нагреве металла, который в результате предшествующей обработке получил неустойчивое состояние, и приводящая его в более устойчивое состояние. Отжиг ле­гированных сталей имеет ряд особенностей. Карбидообразующие легирующие элементы, такие, как Cr, W, замедляют процесс образования аустенита и повышают критические точки при нагреве. Поэтому отжиг легированных инст­рументальных сталей выполняют обычно при более вы­сокой температуре (780-800ºС) по сравнению с углеродистыми. Это, однако, не вызывает увеличения зерна аустенита, по­скольку почти все легирующие элементы, за исключе­нием марганца, уменьшают склонность его к ро­сту.

Важная особенность легирующих, элементов — спо­собность их замедлять скорость распада аустенита в об­ласти перлитного превращения. Это приводит к переохл-ю аустенита, в рез-те чего распад его про­исх-т при более низких темп-рах. Наряду с этим легир-щие элементы тормозят процесс коагуляции карбидов. Как одно, так и другое спос-т образ-ю более мелкодисперсной струк-ры. Поэтому твер­дость легир-х инструмент-х сталей после от­жига, как правило, выше, чем углеродистых. Наконец, в легир-х инструмент-х сталях, содержащих труднорастворимые карбиды, структура зернистого перлита получается, гораздо легче при отжиге в широком интервале температур. Отжигают сталь ХВГ при 780—800°С, охлаждая со скоростью 60—80 град/час.

W делает сталь менее склонной к пе­регреву, а под влиянием хрома и марганца она имеет низкую критическую скорость закалки и глубокую прокаливаемость, по­этому пригодна для изготовления инструмента сечением до 80— 100 мм. Нагрев под закалку стали ХВГ проводят при 820—950°С, охлаждение – в масле или в расплавленной соли. После закалки и низкого отпуска при 160—180 °С получают твердость в пределах HRC 61—64. При этом в стали сохраняется повышенное количество остаточного аустенита (до 15—18%), что обусловливает минимальное коробление. При необх-ти повысить твердость можно непосредственно после закалки провести обработку холодом при —55°С. В ходе т/о необх-мо достигнуть наименьшего коробления измерительного инструмента, для этого скорость охлаждения должна быть только такой, кот. не вызовет большой разности темп-р.

Мощность нагревательных устр-в и возникающая в детали разность темп-р обычно больше, чем может быть допустима для предельных тепловых напряжений и коробления. Поэтому для нагрева инструментальной стали наиболее пригоден ступенчатый метод закалки. Это означает, что детали для выравнивания темп-ры помещают поочередно в печи, нагретые до различных температур (ступеней). Чем больше температ-х ступеней, тем меньше разность темп-р в изделии. Изделия больших размеров целесообразно нагревать вместе с печью, постепенно повышая ее температуру. Скорость нагрева необх-мо подбирать в соотв-ии с назначенными режимами т/о.

Более высокие темп-ры закалки этой стали по сравнению с углерод-ми являются рез-том повышения критич-х точек при легировании Cr, W, а также следствием более медленного растворения карбидов. В этой стали карбидной фазой является карбид М₃С (цементит, легированный Cr, W, Mn). Повышенное содержание Mn спос-т увел-ю количества остаточного аустенита, что уменьшает деформацию инструмента при закалке. Поэтому эту сталь можно назвать малодеформирующейся. Хром увеличивает прокаливаемость и твердость после закалки.

Благодаря присутствию W, сталь в термически обработанном состоянии имеет избыточную мелкодисперсную карбидную фазу.Отпуск инструмента проводят в завис-ти от требуемой твердости и вязкости. Если желательно сохранить максимальную твердость, то температура отпуска не должна превышать 160 – 180°С (в этом случае твердость будет не ниже HRC 62); если отпуском стремятся придать большую вязкость, то темп-ру отпуска превышают иногда до 250°С, но при этом происходит снижение твердости до HRC 55 – 60).