Способ определения качества горячедеформированной быстрорежущей стали

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i ц 777544

Со оз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.02.76 (21) 2321998/22-02 с присоединением заявки Ке (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень Ме 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (51) M Кп з б OIN 3/18

С 21D 9/22

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.785:620. .184.4 (088.8) (72) Авторы изобретения А. Н. Попандопуло, И. И. Горшков, С. Д. Попова, А. В. Смирнов и О. В. Кондратьева

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина и объединение «Кировский завод» (71) Заявители (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА

ГОРЯЧЕДЕФОРМИРОВАННОЙ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии.

Оно может быть применено для определения качества быстрорежущей стали по выявлению дендритного строения и величины металлургического зерна в горячедеформированной быстрорежущей стали.

В настоящее время качество быстрорежущей стали оценивается главным образом по красностойкости, карбидной неоднородности, величине зерна после закалки (1).

Однако качество стали определяется также степенью развития дендритной ликвации и величиной металлургического зерна. Применение ЭШП, ступенчатой высокотемпературной гомогенизации, способов горячей деформации существенно повышает качество стали и стойкость инструмента.

Отсюда следует, что для повышения стабильности свойств стали и качества инструмента необходимо контролировать и управлять технологическими процессами в металлургическом и инструментальном производстве. Для этого необходимы сведения о величине металлургического зерна и дендритной ликвации. Знание этих данных позволяет прогнозировать склонность стали к образованию нафталинистого излома, чувствительность ее к структурной наследственности, вероятность образования разнозернистой структуры и пр.

Известен способ определения величины ,металлургического зерна путем проведения двойной закалки .(2).

Однако этот способ не позволяет вскрывать внутреннее строение зерен и судить о степени развития дендритной ликвации.

Кроме того, зерно по этому способу выявляется по карбидной сетке, которая может быть как старыми остатками эвтектических границ, так и принадлежать новым образованиям после горячей деформации и медленного охлаждения.

Известен способ выявления и определения величины зерна в деформируемых инструментальных сталях, включающий закалку на мартенсит или тростит (бейнит) и отпуск при 225 — 550 С с последующим травлением и исследованием структуры при увеличении

90 †1 раз (3).

Данный способ принят за прототип. Этот способ также не позволяет выявить дендритное строение и металлургическое зерно.

Целью изобретения является выявление дендритного строения и металлургического

2- зерна деформированной быстрорежущей стали.

Для достижения поставленной цели предлагается способ, по которому производят нагрев под закалку до заданной температу30 ры аустенитизации, охлаждение до 250—

777544

Составитель Р. Клыкова

Техред И. Пенчко

Корректор Т. Трушкина

Редактор Л. Ушаков

Заказ 2270/10 Изд. М 530 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

270 С, выдержку, нагрев до 360 — 380 С, выдержку, охлаждение и анализ структуры при увеличении 70 — 100.

Этот способ основан на следующих предпосылках.

Тугоплавкие компоненты быстрорежущей стали при первичной кристаллизации ликвидируют в оси дендритов б и p твердых растворов, а углерод и другие примеси — в межосное пространство, Дендритная ликвация быстрорежущей стали при горячей деформации и обычном отжиге сохраняется даже при очень больших степенях деформации и фактическом укове слитка ) 20 — 25.

Поэтому при изотермическом превращении переохлажденного аустенита его устойчивость в осях и межосных пространствах не может быть одинаковой. Распад в ме>косных пространствах протекает с большей скоростью, чем в осях.

Пример осуществления способа.

Образцы сталей Р6М5, PGM5K5, Р2Ф2К8М6 и др. диаметром 12 мм и высотой 10 мм после подогрева при 850 С нагревали в хлорбариевой ванне до 1200-1220 С, выдерживали 2 мин и переносили в соляную ванну с температурой 270 С, где выдерживали 2 ч, а затем переносили в ванну с температурой 380 С, выдерживали

1 ч и охлаждали в воде.

После изготовления и травления шлифов в 4%-ном растворе HNO3 их просматривали на микроскопе МИМ-8 при увеличении

100 раз.

Оси дендритов травятся светло, межосные пространства (нижний бейнит) травятся темно. Верхний бейнит, образование которого начинается от границ, травится темно и оконтуривает границы металлургического зерна.

Величина металлургического зерна, выявленная по дендритной структуре, составляет

150 — 250 мкм, т. е, в 10 — 15 раз больше зерна после обычной аустенитизации.

Следовательно, склонность исследованных сталей в данном сечении прутков к нафталинистому излому должна быть невелика.

Для оценки склонности стали к структурной наследственности по В. Д. Садовскому исследованные на величину металлургического зерна образцы подвергали подогреву

5 при 780 С с выдержкой 2 ч, после чего нагревали до 1200 — 1220 С и закаливали в масло.

После изготовления и травления шлифов их просматривали под микроскопом при

10 увеличении 400 раз. Анализ структуры показал, что все стали имели зерно 10-11 баллов, т. е. нечувствительны к структурной наследственности.

Приведенный пример показывает, что при металлургическом производстве сталя отклонений от заданной технологии не было и качество стали со стороны металлургической и структурной наследственности хорошее.

20 Предложенный способ позволяет: а) контролировать температуру начала горячей деформации и устанавливать соответствующую температуру закалки инструмента;

25 б) устанавливать склонность стали к нафталинистому излому и структурной наследственности; в) проводить исследование с целью разработки и контроля технологии производства быстрорежущей стали.

Формула изобретения

Способ определения качества горячедеформированной быстрорежущей стали, включающий подогрев, аустенитизацию, охлаждение, изотермическую выдержку в области промежуточного превращения переохлажденного аустенита и анализ структуры, отличающийся тем, что, с целью выявления дендритного строения и металлурги40 ческого зерна, изотермическую выдержку вначале производят при 250 †2 С, а затем при 360 †3 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

45 1. Гост 19265 — 73.

2. журнал «Металловедение и термическая обработка металлов», 1969, Мз 7.

3. ГОСТ 5639 — 65.