Надежность
Производство в РФ
+7 (351) 777-06-53
ждем вашего звонка
Сделать заявку

Термомеханическая обработка стали Р18

ОКБ Козырев > Техническая библиотека > Термомеханическая обработка стали Р18

Термомеханическая обработка стали Р18

В. С. ТОМСИНСКИЙ, В. А. НЕКРАСОВ, В. С. МАЛЫГИН, Л. А. БИХАНСКИЙ
Пермский политехнический институт
ISSN 0026-0819. «Металловедение и термическая обработка металлов», № 7. 1967 г.

В настоящей работе изучалось влияние температуры и степени деформации на структуру и свойства быстрорежущей стали Р18 (0,74% С, 0,23% Мn; 0,25% Si; 4,12% Сr; 17,63% W; 1,11% V; 0,024% S; 0,017% Р).

После деформации свободной ковкой со степенями 25,50 и 75% были получены образцы 7,5×7,5×90 мм. Аустенизацию проводили при 1275 °С, а пластическую деформацию — при 900, 1000, 1100, 1200 и 1275 °С. До температур деформации образцы подстуживали в камерной печи, затем деформировали одним ударом и немедленно закаливали в масле.

Трехкратный отпуск проводили при 560 °С. Определяли предел прочности на изгиб, стрелу прогиба на базе 60 мм и твердость, а также — по стандартной методике — красностойкость при 600, 620, 640, 660 °С.

Влияние степени деформации на предел прочности при изгибе

Рис.1. Влияние степени деформации на предел прочности при изгибе. Цифры у кривых обозначают температуру деформации.

На рис. 1 показано изменение предела прочности в зависимости от степени и температуры деформации. Эффект высокотемпературной термомеханической обработки наблюдается при температурах деформации 1200-1100 °С и деформации 25%. При деформации 50 и 75% мелкие микротрещины развиваются в видимые макротрещины, что снижает прочность. После ВТМО по режиму: аустенизация при 1275 °С, деформация 25% при 1100 °С, немедленная закалка и трехкратный отпуск при 560 °С 1 ч были получены значения σиз в среднем 440 кГ/мм2. Данные показывают, что после исследованных режимов обработки значения стрелы прогиба мало изменяются (1,5-2 мм). С понижением температуры деформации до 1100 °С предел прочности повышается, но дальнейшее понижение температуры деформации приводит к снижению прочности, очевидно, из-за интенсивного выделения и коагуляции карбидной фазы (рис. 2).

Влияние температуры деформации на предел прочности

Рис.2. Влияние температуры деформации на предел прочности при ε=25%.

Степень деформации в % Температура деформации в °С HRC после нагрева при температуре в °С
600 620 640 660
0 1275 61,5 57 50 44
1200 59 55 48 42
1100 56 51 46 41
1000 56 51 44 40
900 56 51 44 40
25 1275 60 56 50 45
1200 58 54 48 42
1100 56 51 46 41
1000 55 50 44 41
900 53 46 44 41
50 1275 60 56 50 44
1200 58 54 48 42
1100 56 52 46 41
1000 55 51 45 41
900 53 46 41 40
75 1275 59 56 48 44
1200 58 54 48 42
1100 56 52 46 41
1000 55 51 45 41
900 53 46 41 40

Деформация аустенита при высокой температуре ускоряет образование и коагуляцию карбидной фазы (рис. 3), что способствует обеднению аустенита углеродом и легирующими элементами и, следовательно, понижает красностойкость (см. таблицу).

Изменение степени обжатия при высокотемпературной термомеханической обработке почти не влияет на твердость стали Р18, однако понижение температуры деформации уменьшает твердость.

Микроструктура стали Р18 после ВТМО и трехкратного отпуска

Рис.3. Микроструктура стали Р18 после ВТМО и трехкратного отпуска при 560 °С (×350): температура деформации 1100 °С: а) ε=0%; б) ε = 25%; в) ε=50%; г) ε=75%.

Влияние различных режимов высокотемпературной термомеханической обработки на механические свойства быстрорежущей стали следует связывать прежде всего с изменениями в тонком строении стали, а также с карбидообразованием и перераспределением легирующих элементов между α-твердым раствором и карбидной фазой.

ВТМО при всестороннем сжатии позволяет повысить стойкость инструментов из стали Р18 на 40-50% [1]. Сталь P18 была подвергнута ВТМО со степенями деформации 25, 50, 75% при 1100 °С без предварительной аустенизации при 1275 °C. После такой обработки предел прочности повысился на 40% (с 253 до 364 кГ/мм2), а стрела прогиба и красностойкость не изменились по сравнению с этими же характеристиками после стандартной обработки (закалка от 1275 °С и последующий трехкратный отпуск при 560 °С).

Выводы. 1. После высокотемпературной термомеханической обработки быстрорежущей стали Р18 по оптимальному режиму предел прочности при изгибе равен 440 кГ/мм2, а после стандартной обработки 250 кГ/мм2.
2. Понижение температуры деформации приводит к обеднению твердого раствора углеродом и легирующими элементами, способствует выделению и коагуляции карбидной фазы и резко снижает красностойкость.
3. Высокотемпературная термомеханическая обработка с деформацией при 1100 °С на 25% без предварительной аустенитизации при 1275 °С повышает предел прочности на 40%; стрела прогиба остается неизменной по сравнению со стандартной обработкой
4. ВТМО не повышает красностойкость стали Р18.

Список литературы:

1. Снитковский М. М. и др.»МиТОМ», 1963, № 9.