Способ контроля качества термической обработки быстрорежущей стали

 

О П И С АЙ И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскии

Социалистическик

Республик

„„ 730837 (6l ) Дополнительное к евт. свил-ву— (22) Заявлено 02.08.76 (21)2392424/22-02 (5()М. Кл.

С 23 0 9/22 с присоединением заявки .%

Государстееииый комитет (23) Приоритет по делам изобретеиий н открытий

Опубликовано 30.04.80. Ьюллетень .%16 78 (53) УД)(62 1. . 658.056

Дата опубликования описания 05.05.80 (088.8)

1 (72) Автор изобретения

A. H. Попендопутю

Ленинградсхий ордена Ленина политехтшческий институт им. М. И. Калинина (7I ) Заявитель

{ 54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ТЕРМИЧБ:- КОИ ОВРАБОТКИ

БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ

Изобретение относится к термической обретотке быстрорежушей стали.

Известен способ контроля хачества термической обработки быстрорежушей стали по красностойкости, величине зерне и механическим свойствам (1).

Однако контроль качестве термической обработки по мехеничесхим свойствам (прочности и ударной вязкости) очень трудоемок и длителен. Он требует изготовления специальных образцов, значительных затрат на режуший инструмент, материал и испытания. В связи с этим требования к механическим свойствам быстрорежушей стали не предъявляются.

h,жду тем от 40 до 70% метеллоре жушего инструмента различного назначения преждевременно выходит из строя .вследствие поломок, сколов и выкрошивания, вызветптых, главным образом, отсутетвием контроля качества стали и ее термической обработки по механическим авойствем.

Наиболее близким к предлегее.юму по техтшчесхай сушности является способ хонтроля кечестве термической обработки быстрорежушей стели, путем измерений твердости по Роквеллу (2).

Однако денный способ не позволяет

5 определить по полученной твердости прочность и ударную вязкость иэделий. Для

Определения этж величин требуется изготавливать специальные образцы и подвергать их механическим испытаниям, тo что является трудоемким и длительным

ITPQ ЦЕС СОМ

Цетп изобретения — сокращение длительности и удешевление механических испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля качестве термической обработки быстрорежушей стали, включеюшем измерение твердости по

Роквеллу, измеряют твердость закаленной стели пОсле cppgHeÃÎ и высОкОгО Отпуска и по полученному перепаду определяют условный предел прочности при изгибе бф и ударную вязхость и, при этом би и

3 730837

Ю определяют по эмпирическим форму „= b- K HEX ,. = Ь,-к,.лнкг, Д

Пример 1. Проводят закалку образцов из Ст Р6М5 и РЯМЗКОС размером Й 20 мм, 1 15 мм по рекомендуемым стандартным режимам с нагревом и подогревом в хлорбариевых ваннах. После отпуска в электропечи закаленных образцов (по 3 образцам от каждой мархи стали) при 350 С 1 ч и затем при 560 С 1 ч получают следующие средние значения твердости:

ЖС H@C Л ЩС

После от- После отпуска при пуска при

350 С 560ОС

Ст Р6М5 61,5 64 2,5

Ст Р8МЗК6С 59 66 7

Подставив коэффициенты из таблицы в эмпирические зависимости, получают следующие результаты механических

20 испытаний «з а кгс/мм и йкгс м/см

2 г

Ст Р6М5 > =, 415-20 2,5,=365

Ст Р8МЗК6С GO=595-56,4 7-" 200

Q=6,5 — 1,12 2,5 = 3,7

25 a=1,8-0,13 7 =0,9

Для повьппения прочности и вязкости

Ст Р8МЗК6С данной плавки снижают температуру закалки на 10-20 С.

Пример 2. Производят закалку

3g образцов из Ст Р12Ф4К5 размером

10х1Ох55 мм от температуры 1220 С с выдержками при окончательном нагреве в хлорбариевой ванне 1,2 и 3 мин о (предварительный, подогрев 850 С, охЗ5 лаждение в %Х ОН при 450 С ). Образцы отпускают последовательно при 350 и 560 Ñ с выдержкой 1 ч. Получают следующие значения твердости и hJ%C., 40

Выдержка 1 мин

2 мин

3 мин

61

61,5

63,5 2,5

645 30

65 5,0

Из таблицы выбирают коэффициенты, подставляют их в эмпирические зависи$0 мости и получают следующие значения механических свойств батс MM u

G. кгс м/см".

6юе-510 —, 31,7 ° 2,5 = 430 бил= 510 — 31, r a = 415

1 36 55 b > 510 — 31,7 8 =- 350

a< = 4,3 — 0,46" 2,5 = 3,1 z 4,3 — 0,46 3 = 2,9

Щ=43 — 046 5 = 20

Р6М5

Р6МЗ

20,0 1,12

28,4 0,85

31;7 0,46

56,4 0,13

200 2,8

7,3

4,3

Р12Ф 4К5 510

Р8МЗК6С 595

1,8

Р9М4К8 395 2,8

Р9К5

P9K1О

445 8,8

555 4,2

25,6

50,8 0,5 где 6; Ь|, К и К1 — коэффициенты, значения которых определяют графически из зависимостей быи И. от приращения твердости путем исследования свойств различных плавок быстрорежушей стали данной марки; Ь НЮ- перепад твердости после среднего и высокого отпусков.

Экспериментально установлено, что у быстрорежушей стали существует корреляция условного предела прочности при изгибе 6 и. и ударной вязкости ÑÑ на ненадрезанных образцах со вторичной твердостью, выраженной через приращение вторичной твердости. Приращение вторичной твердости ti H R âüíèñëÿåòñÿ по разности значений твердостй-по Роквеллу, шкала "С, после отпуска зака ленных образцов при 560 С в течение

1 часа и твердости этих же образцов после одночасового отпуска при 350 С, Способ опробован при термообработке (среднем и высоком отпуске) закаленных быстрорежуших сталей, %: С 0,7-1,5;

Сг 3,04,5; W6 18; Мо 1-6;

V 11,7-4,5; Со 0-12; Я - 0,4-1,2.

Статистическая обработка результатов контроля термообработки по механическим свойствам показывает, чт9 относительная величина среднего квадратичного отклонения 6 4.и и при использовании образцов стали с 2-4-карбидным баллом не превышает 5-8%.

Значение коэффициентов 6; 4; К и К1 для различно-легированных быстрорежущих сталей приведены в таблице.

480 4,6 51,5 0,74

HRC HRC AHA

После от- После отпуска при пуска пр

35G С 560 С

5 73

Зля данной плавки Ст Р12Ф4К5 повышают температуру закалки на 10-20 С о при использовании выдержки 2 мин.

Изобретение позволяет проводить ускоренную оценку качества термической, обработки быстрорежушей стали по прочности и вязкости. Кроме того, предлагаемый способ не требует изготовления специальных образцов и их разрушения на испытательных машинах и может быть осуществлен на образцах-свидете-. лях или непосредственно на самом инструменте.

1. Способ контроля качества термической обработки быстрорежущей стали путем определения механических свойств, включающий измерение твердости,по

Роквеллу, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью сокрашения длительности

0837 6 н удешевления механических испытаний, измеряют твердость после среднего и высокого отпуски и по полученному перепаду твердости определяют условный предел прочности при изгибе и ударную вязкость.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что предел прочности при изгибе и ударную вязкость определяют о по формулам бм = Ь- К aHRG а= Ь,— К, аН С,. где бм - предел прочности;

K — ударная вязкость; о Р м У» и з о б р е т е н и я > д gpss — перепад твердости после среднего и высокого отпусков, > t> <>

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. ГОСТ 19265-73.

2. ГОСТ 9013-59

Составитель P. Клыкова

Редактор И. Михеева Техред.Н. Ковалева Корректор Г. Решетник

Заказ 1460/13 Тираж 608 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППЛ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4