1. Сталь р18 относится к инструментальным быстрорежущим сталям .

Эти стали применяются для изготовления разнообразного режущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания в тяжелых условиях разогрева режущей кромки до 600 ⁰С. Быстрорежущие стали являются высоколегированными.

Химический состав стали Р18 (ГОСТ 19265-83): C = 0,7…0,8 %; Cr = 3,8…4,4 %; W = 17,5…19 % и V = 1…1,4 % V (см. Методические указания к самостоятельной работе, таблица 15).

Сталь PI8 принадлежит к ледебуритному классу легированных сталей. Микроструктура такой стали в литом состоянии состоит из темного сорбитообразного перлита, светлых карбидов и "скелетного" вида ледебуритной эвтектики (См. модуль 4, лабораторную работу №12, рис. 36).

Для разрушения неблагоприятной формы ледебуритной эвтектики и устранения хрупкости литую быстрорежущую сталь подвергают горячей обработке (прокатке, ковке).

Быстрорежущая сталь Р18 сочетает главное свойство сталей − тепло-стойкость 600…620 °С (теплостойкость характеризуется температурой четырехкратного нагрева, до которой закаленная и отпущенная сталь сохраняет твердость не ниже 60 HRC) − с высокими износостойкостью при нагреве до 600…700 °С и сопротивлением пластической деформация (предел текучести при сжатии 240…250 кг/мм²) при твердости 67−68 НRC. Проч­ность стали Р18 после ковки 350 кгс/мм². Вязкость - 3 кгс ∙ м/см².

2. Легирующие примеси находятся в стали Р18 растворенными в феррите (легированный феррит) и в виде карбидов. Основным является двойной карбид Сr₂₃C₆, в небольших количествах присутствует карбид типа Fe₂W₂C и карбид цементитного типа. Присутствие этих легирующих примесей оказывает влияние на положение критических точек Ас₁, Ас₃ Ас_m - происходит сужение области γ−железа и расширение области α−железа, повышается температура критической точки Ас₁. Указанные легирующие элементы ускоряют изотермический распад аустенита, сдвигают­ся влево С−образные кривые. Вольфрам и хром в форме карбидов значительно понижают температуру мартенситного превращения (М_н) и увеличивают количество остаточного аустенита. Отсюда следует, что увеличивается критическая скорость закалки, а прокаливаемостъ уменьшается.

3. I) Отжиг

С целью устранения внутренних напряжений, возникающих в процессе ковки, понижения твердости, улучшения обрабатываемости и подготовки структуры к закалке, быстрорежущую сталь после ковки обычно подвергают отжигу. В нашем случае наиболее оптимален отжиг с непрерывным охлаждением.

Рис. 2. Схема отжига стали PI8

Температура нагрева t_н = 850°C [12],

время нагрева τ_н = 10 мин (см. модуль 4, лабораторная работа № 9, формула (9)),

время выдержки τ _выд. = 2 часа [12],

скорость охлаждения V ≤ 30 град/час (охлаждение с печью до 500 °С, далее − на воздухе) [12].

После отжига структура стали состоит из темного цвета сор-битообразного перлита (феррит + мелкие эвтектоидные карбиды), светлых крупных первичных карбидов, выделившихся из жидкости при кристаллизации и мелких светлых вторичных карбидов, выде­лившихся из аустенита (см. модуль 4, лабораторная работа № 12, рис. 38).