43. Инструментальные некрасностойкие стали для изготовления режущего инструмента, их термообработка и свойства.

Материалорежущие – свёрла, резцы, фрезы, ножовочные полотна, протяжки, прошивки и др. Основные требования: высокая твёрдость, износостойкость, красностойкость. В зависимости от скорости резания режущая кромка разогревается до 1000ºС. В случае углеродистых и низколегированных сталей t не должна превышать 250…300ºС. У высоколегированных сталей (быстрорежущих) t в зоне резания не должна превышать 600…620ºС. На производстве используются металло-керамические материалы – твёрдые сплавы. У них t в зоне резания около 800ºС. У материала на основе кубического нитрида бора – 1200ºС.

Самый дешёвый инструмент делают из стали. Инструменты для бытовых нужд (ножовочные полотна, напильники, свёрла и др.) делают из углеродистых и низколегированных сталей (У8, У9, У10, У12).

Предварительно проводится неполный отжиг до 780ºС, затем выдержка и охлаждение с печью до 600ºС, а далее на воздухе (для улучшения обрабатываемости металла). Затем изготовление инструмента и окончательная обработка – закалка и низкий отпуск. Нагрев под закалку 780ºС, выдержка и охлаждение выше критической скорости сначала в воде, а затем в масле. При передержке в воде возникают трещины.

Мп – начало мартенситного превращения

1-2 – начало и конец превращения А в П

Если охлаждать только в воде – трещины из-за больших внутренних напряжений в стали. Если охлаждать только в масле – недостаточная твёрдость (не образуется мартенсит). В воде охлаждают – 1 секунда на на 1 мм критического размера сечения детали. Структура – мартенсит+аустенит остаточный (до 5%)+Ц_II. Твёрдость – более 60 HRC. До закалки – менее 20 HRC.

Низкий отпуск при 180…200ºС, твёрдость уменьшается незначительно, но за счёт снятия внутренних напряжений существенно увеличивается сопротивление образованию трещин. Т.е. повышается надёжность. Недостаток этих сталей – большие деформации, небольшая прокаливаемость, заниженная износостойкость, нельзя делать крупногабаритные изделия. За счёт легирования увеличивается износостойкость, прокаливаемость, красностойкость.

Красностойкость оценивается t после выдержки 4 часов при которой сохраняется твёрдость 58 HRC. При этой твёрдости – хорошие режущие свойства. Красностойкость углеродистых сталей – до 300ºС. Предварительная обработка – неполный отжиг, после изготовления – закалка и низкий отжиг. t под закалку 820ºС и охлаждение в минеральном масле. Твёрдость – 60-62 HRC. Структура – мартенсит отпущенный+аустенит остаточный+К_II (карбиды вторичные).