36. Особенности термической обработки инструментальных быстрорежущих сталей, маркировка

Быстрорежущая сталь, высоколегированная сталь, применяемая главным образом для изготовления режущего инструмента, работающего на скоростях, примерно в 3—5 раз больших, чем инструмент из углеродистой инструментальной стали. Возможность получения такой скорости резания обусловлена красностойкостью Б. с. Инструмент из Б. с. размягчается при нагреве выше 550—600°С, в то время как из углеродистой инструментальной стали — при 200 °С. Красностойкость стали обеспечивают легирующие элементы — вольфрам (W), хром (Cr), ванадий (V), которые образуют карбиды высокой устойчивости. Для получения нужной структуры и свойств инструмент из Б. с. подвергается специальной термической обработке.

Для получения максимальной красностойкости закалку следует проводить при максимально возможной температуре 1240—1300°С, выдержка при закалке способствует переводу карбидов в раствор, охлаждение следует проводить в масле, чтобы не выделялись карбиды.

Отпуск можно проводить двумя способами: 1) трёхкратный отпуск при 560С в течении часа каждый, аустенит остаточный примерно 5%. 2)после закалки следует обработка холодом -80С, после этого отпуск при 560С в течении 1часа, при этом дополнительно образуется около 10-15% мартенсита.

Эвтетика придает быстрорежущей стали повышенную хрупкость и создает опасность выкрашивания режущей кромки инструмента при ударах в процессе резания. Для устранения хрупкости литую быстрорежущую сталь подвергают горячей обработке давлением (прокатке, ковке), в процессе которой крупные карбиды размельчаются и в виде мелких включений равномерно распределяются в металлической основе.

37.Методы поверхностного упрочнения.

1)Поверхностная закалка.2)Хим.-термическ. обработка (цементация, азотирование).Все эти виды применяются для получения большой твердости поверхностного слоя с сохранением вязкой сердцевины. Это обеспечивает высокую износостойкость и одновременно высокую динамич.прочность.

Поверхностная закалка. 1)нагрев в расплавленных металлах и солях, нагрев пламенем ацителен-кислородной или газовой горелки, 3)нагрев электротоком, индуцированным в поверхностном слое изделия.

ХТО это обработка, связанная с нагревом и одновременно насыщением поверхности др элементами, т.е. нагрев идёт в специальных средах и элемент этих сред вкрапываются в металл. Т.е. в основе ХТО лежит диффузионные процессы. Диффузия идёт тем полнее, чем выше темп на пов-ти сред, чем больше концентрация диф-го элемента, чем больше длительность пр-са, чем больше давление. Обычно длительность пр-ва достигает нескольких часов Т=600-1000. глубина слоя нанос-го э-та 0,1мм. Диф Эл-та могут обр-ть твёрдые р-ры, корбиды, нитриды, бориды.

1) Цементация – насыщение углеродом. Чем>С, тем твердее и прочнее сталь. Цем-я позволяет осущить в дальнейшем пов-ую закалку, производиться при 920-950гр. Газовая цементация в среде, сод-й окиси углерода в прир газе. Глубина цем-го слоя 1,2мм. Выдерживается 10-12ч.

2) Азотирование – насыщение азотом. Азот, диф-я в сталь, даёт нитриды железа, а они износостойкие, твёрдые, корозийностойкие. В среде азотсодержащей слой 0,3-0,5мм.

3) Нитроцементация – насыщение углеродом и азотом, при 840-860гр.

4) Оксидирование – насыщение кислородом. Обр-я мелкодисперсные оксиды 600гр толщина до 1мм. Повышается коррозийная стойкость, износостойкость.

5) Барирование – насыщение бором. Даёт бариды – это очень ТВ. И износостойкие в-ва, поэтому барируются металлические коеструкции.

6) Алитирование – насыщение алюминием, 800гр. Идёт нас-е ал, повыш жаростойкость, ковкость, корозостойкость.

38.Цементация стали. Цементация – это насыщение поверхности стали углеродом с последующей термической обработкой. Подвергаются малоуглеродистые стали 0,15-0,30%. Процессы: 1) Диссоция - разложение молекул с выделением активн. атомов диффундирующих элементов. 2) Адсорбция- поглощение поверхностью металла активных диффунд. атомов. 3)Диффузия-проникновение атомов диффундир. элемента в глубь металла. 2 вида цементации:

1) твердая цементация или в твердом карбюризаторе детали помещаются в ящик с карбюризатором, науглероживающим в мартенсит: -60% древесного угля +30-40% ВаСО3 , Na2CO3 , K2CO3 . Температура =930-960°, время -10-30 часов. Получается 3 зоны: заэвтектоидная, эвтектоид. и доэтектоид. За глубину(эффект. зона) принимают размер, включая заэвт., эвтектоидной, и половину доэвт. , зоны (h=0.5-2,5мм).

2Ск+О2=2СО, 2СО=СО2+Сатом, СО2+Ск=2СО, 2СО=СО2+Сатом,

Сатом+Fгамма(С), BaCO3=BaO+CO2, CO2+Cк=2СО, 2СО=СО2+Сатом

2)газовая цементация- в герметически закрытую камеру печи с определённой скоростью поступает цементирующий газ (окись углерода СО, предельные углеводороды). Температура=930-960°. Строгий контроль за расходом газа, нужно регламентировать его состав, т.к. излишек углерода, не поглощенный поверхностью начинает кристаллизироваться и оседает в виде сажи.