Разработка режимов термоциклического отжига заготовок из быстрорежущих сталей с целью улучшения технологической пластичности

• Автор: Пантелеев, Иван Александрович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Содержание стр.

Введение

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Общие сведения о быстрорежущих инструментальных сталях умеренной и повышенной теплостойкости.

1.2. Химический состав. Влияние легирующих элементов на свойства.

1.3. Фазовые и структурные составляющие

1.4. Механические и технологические свойства.

1.5. Основные виды термической обработки.

1.6. Специальные виды термической обработки

1.6.1. Термомеханическая и термоциклическая обработка.

Особенности и физические предпосылки.

1.6.2. Термоциклическая обработка углеродистых и легированных
сталей, сплавов
1.6.3. Термоциклическая обработка быстрорежущих сталей.
Глава 2. Материал и методы исследований.
2.1. Материал исследований.
2.2. Методы исследований
2.2.1. Световая микроскопия
2.2.1.1. Количественный металлографический анализ
2.2.1.2. Определение карбидной неоднородности
2.2.1.3. Определение глубины обезуглероженпого слоя
2.2.2. Растровая электронная микроскопия.
Микрорентгеноспектральный анализ.
2.2.3. Рентгеноструктурный фазовый анализ
2.3. Методы испытаний
2.3.1. Измерение тврдости по методу Виккерса
2.3.2. Измерение микротврдости.
2.3.3. Испытания на изнашивание
2.3.4. Определение технологической пластичности методом испытания на кручение.
2.3.5. Определение технологической пластичности методом испытания на сжатие.
2.4. Моделирование процесса термоциклического отжига методом
конечных элементов.
Глава 3. Обоснование выбора режимов термоциклического отжига исследуемых сталей.
3.1. Анализ экспериментальных режимов термоциклического отжига
3.2. Исследование влияния экспериментальных режимов ТЦО на структуру и свойства стали Р6М5.
3.3. Моделирование временных параметров термоциклического отжига обработки.
3.3.1. Расчетная модель
3.3.2. Этапы расчетов
3.3.3. Геометрическая и физическая модели
3.3.4. Расчет параметров термоциклического отжига
3.3.5. Выводы по разделу.
3.4. Базовый промышленный температурновременной режим термоциклического отжига быстрорежущих сталей 1.
Глава 4. Влияния двухэтапного термоциклического отжига на структуру и свойства исследуемых быстрорежущих сталей
4.1. Исследование количественных параметров.карбидных фаз после термоциклического и изотермического отжига
4.2. Исследование химического состава карбидных фаз и распределения легирующих элементов в тврдом растворе
4.3. Изучение фазового состава.
4.4. Гипотетическая схема фазовых и структурных превращений при термоциклическом отжиге быстрорежущих сталей.
4.5. Изучение влияния ТЦО на технологические свойства.
4.6. Изучение влияния ТЦО на износостойкость быстрорежущих сталей после упрочняющей термообработки .
4.7. Влияния ТЦО быстрорежущих сталей на производственные показатели в промышленности
4.8. Применимость ТЦО к быстрорежущим сталям различного химического состава.
Выводы .
Список литерату


Эти преимущества проявляются при резании с повышенной скоростью, т. Быстрорежущие стали имеют особую систему маркировки и начинаются с буквы Р. Связанно это с тем, что эти стали были изобретены в Англии, где такую сталь называли i . Цифра после буквы Р обозначает среднее содержание в ней вольфрама в процентах от общей массы. Химический состав. Основные легирующие элементы быстрорежущих сталей тугоплавкие карбидообразующие элементы вольфрам, молибден, приеняемый в сочетании с вольфрамом, и ванадий. Для повышения теплостойкости быстрорежущие стали также легируют кобальтом. Показано Л. С. Кремнев и Ю. А. Геллер, что в быстрорежущих сталях оптимальное содержание вольфрама составляет примерно . Без снижения теплостойкости сталей вольфрам может быть заменен молибденом в соотношении МоУ 1 1,4 ч1,5, если в сталь вводят до 5 Мо Л. С. Кремнев. Это содержание вольфрама или У1,1,5Мо принято для большинства современных рационально легированных быстрорежущих сталей рис. Рис. Быстрорежущие стали. Полоса отвечает соотношению 2У 1,1,5Мо . Кремнев Л. Стали умеренной теплостойкости при рациональном легировании превосходят в механических и технологических свойствах стали более высокой теплостойкости. ЪР ЖР2 Ф. НВ и не с предельно высокой скоростью до ммин. Однако они менее пригодны для резания с более высокой скоростью или труднообрабатываемых материалов . Стали повышенной теплостойкости, дополнительно легированные. Это связано с тем, что улучшение теплостойкости сопровождается снижением прочности1 И ВЯЗКОСТИ, а. В ряде случаев также ковкости И. По. Ш и без вольфрама. Как для других сталей с. Стали умеренной и. С, по структурному признаку эти стали являются доэвтектоидными. Углерод входит в состав как карбидов,, так и тврдого раствора С увеличением содержания. Углерод способствует повышению теплостойкости и снижает теплопроводность. Влияние вольфрама на структуру и большинство свойств не пропорционально его содержанию Удовлетворительная вторичная тврдость, получаемая при отпуске быстрорежущих сталей, создатся уже. У однако в карбидных фазах таких сталей много карбида М2зСб и недостаточно карбидов типа М6С Карбид типа М2зС6 полностью растворяется при высокотемпературном, нагреве и не позволяет значительно повысить теплостойкость материала. При увеличении содержания вольфрама от 8 до теплостойкость возрастает без значительного снижения уровней эксплуатационных и технологических свойств. Однако при дальнейшем увеличении содержания вольфрама до количество карбидной фазы возрастт пропорционально и сильно увеличиваются размеры частиц. Дальнейшее увеличение вольфрама более уже не сопровождается ростом его концентрации в тврдом растворе. С увеличением содержания вольфрама в литой стали возрастает количество ледебурита, а у кованной стали понижается прочность и пластичность изза увеличения размеров, количества карбидов и их менее однородного распределения. Уменьшается и теплопроводность изза возрастания концентрации вольфрама в мартенсите. Совместное влияние легирующих элементов. При нагреве под закалку при содержании до 1,8 1,9 V вольфрам образует лишь незначительное количество карбида МС и присутствует главным образом в карбидах МьзСб и М6С. В процессе растворения этих карбидов при нагреве под закалку ванадий переходит в уфазу. При увеличении содержания вольфрама изменяется и концентрация ванадия в тврдом растворе. Она достигает максимума при ДУ. Это вызвано растворением большого количества карбидов МбС, содержащих ванадий. При отпуске выделяется карбид МС УС, что повышает вторичную тврдость, но снижает вязкость и шлифуемость стали. В вольфрамовых сталях молибден может присутствовать в количестве 0,5 1,0. При этом он повышает ударную вязкость на и прочность на 5 8, не изменяя теплостойкости. В вольфрамомолибденовых сталях содержание молибдена не превышает 5, а вольфрама принимается не ниже 6. При соблюдении этого условия, отвечающему сформулированному ранее правилу 2У1,4г 1,5Мо , обеспечиваются благоприятное влияние молибдена на прочность и ударная вязкость без ухудшения теплостойкости.