ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Лабораторные работы из "Металловедение Издание 3 " Приводимые ниже лабораторные работы предусматривают изучение стали для режущих инструментов как более типичных для большой группы инструментальных сталей. Эти стали широко применяют в промышленности, их используют также для изготовления штампов и измерительных инструментов. Основные марки и составы сталей и сплавов, применяемых для режущих инструментов, приведены в учебниках по металловедению. [c.306] Углеродистые и легированные инструментальные стали сравнительно мало различаются по твердости, износоустойчивости и режущим свойствам после окончательной термической обработки (закалки и низкого отпуска при 150—200° С). Все эти стали после этой обработки имеют высокую твердость (60—64 HR ). [c.306] Для получения мартенситной структуры и высокой твердости углеродистые стали (в инструментах диаметром более 10 мм) необходимо закаливать в воде. Такое резкое охлаждение создает повышенные напряжения и усиливает деформацию. [c.306] Легированные стали принимают закалку в масле или в расплавленных солях (по способу ступенчатой закалки) и в закаленном состоянии имеют меньшие напряжения и деформацию. Кроме того, легированные стали прокаливаются на большую глубину, чем углеродистые. Поэтому легированные стали применяют для изготовления режущих инструментов более сложной формы и больших размеров. [c.306] Углеродистые и легированные стали сохраняют мартенситную структуру и высокую твердость при нагреве примерно до 200° С. При более высоком нагреве значительно усиливается коагуляция выделяющихся из мартенсита карбидных частиц и распад мартенсита, что понижает твердость и износоустойчивость. [c.307] Поэтому углеродистые и легированные стали применяют для резания с небольшой скоростью, т. е. когда не происходит большого разогрева режущей кромки. [c.307] Быстрорежущие стали получают после закалки и отпуска (при 550—600° С) такую же высокую твердость (63—65 HR ). Однако быстрорежущие стали обладают красностойкостью они сохраняют мартенситную структуру, высокую твердость и износоустойчивость при нагреве до 600—625° С. Вследствие этого быстрорежущие стали обладают значительно более высокими режущими свойствами и их применяют для обработки материалов с большой скоростью резания и для снятия стружки большого сечения. [c.307] Чем выше температура нагрева, до которой быстрорежущая сталь сохраняет высокую твердость, т. е. чем выше красностойкость, тем лучше, как правило, ее режущие свойства. [c.307] Красностойкость быстрорежущей стали обусловлена присутствующими в мартенсите легирующими элементами вольфрамом, ванадием и хромом. Эти элементы выделяются из мартенсита лишь при повышенных температурах (500—600° С), а образуемые ими сложные карбиды мало коагулируют при этих температурах. [c.307] В отожженной быстрорежущей стали легирующие элементы присутствуют главным образом в карбидах. Для создания красностойкости необходимо перевести в твердый раствор возможно больше вольфрама, хрома и ванадия растворением сложных карбидов при нагреве для закалки. Сложные карбиды вольфрама, ванадия и хрома растворяются в аустените только при высоком нагреве (П50—1300°С). С повышением температуры нагрева возрастает количество растворяющихся карбидов, а следовательно, красностойкость быстрорежущей стали. [c.307] Даже очень высокий нагрев сохраняет нерастворенными часть карбидов, главным образом первичных карбидов, выделившихся из жидкости при кристаллизации слитка. Эти избыточные карбиды задерживают рост зерна аустенита, что позволяет сохранить в быстрорежущей стали очень высокую прочность, значительно превышающую прочность обрабатываемого материала. [c.307] В каждой лабораторной работе предусмотрено проведение термической обработки и сравнение свойств стали двух разных составов или стали одного состава, но прошедшей предварительную закалку или отпуск по разным режимам. Предварительную закалку и нормальный отпуск образцов проводит лаборатория. [c.308] Наименьшая сторона образцов углеродистой стали не должна превышать 10—12 мм для получения сквозной прокаливаемости по сечению. [c.308] До одной из температур (лучше средней температуры), указанных в задаче, рекомендуется нагревать по два образца, а до остальных температур — по одному образцу (желательно по два образца) стали каждой марки (или каждого режима обработки). [c.308] Нагрев проводят в электрической печи или в соляной ванне. Для всех образцов следует применять одинаковую продолжительность выдержки (40—60 мин). Образцы для разных работ, нагреваемые согласно заданию до одинаковой температуры, можно закладывать вместе в одну печь. [c.308] Для студентов специальностей, по которым металловедение изучается по расширенной программе, предусмотрено выполнение дополнительного задания по измерению намагниченности насыщения и определению количества остаточного аустенита в структуре быстрорежущей стали (после закалки и после отпуска). [c.309] Дополнительные задания даны в задачах 210 и 221—223. Для выполнения этих заданий студенты должны предварительно ознакомиться с материалом, изложенным в гл. V, п. 2. [c.309] Образцы для измерения магнитного насыщения (и твердости) целесообразно выбирать квадратного сечения (лучше 10Х 10 мм) и длиной 40—55 мм. [c.309] Материалы для исследования образцы стали Р18, закаленные в 1300° С, и образцы этой же стали, закаленные с 1200° С (охлаждение в масле) после закалки все образцы прошли двукратный отпуск с нагревом до 560°С (в течение часа). [c.309] Дополнительное задание. Измерить намагниченность насыщения образцов непосредственно после закалки после двукратного отпуска при 560° С и после дальнейшего отпуска при 600° С. На основании полученных данных определить количество остаточного аустенита в стали после закалки и после двукратного отпуска при 560° С. В качестве эталона для расчета принять образцы, отпущенные при 560 С (2 раза) и затем дополнительно отпущенные при 600° С. [c.309] Вернуться к основной статье