Легированной инструментальной

.'Зону внутреннего азотирования алюминий не упрочняет. При высоком содержании алюминия под слоем е-фазы формируется область легированной алюминием у-фазы с высокой твердостью (I1V 1200). Алюминиевая у'-фаза нередко образует по границам зерна сетку, охрупчивая азотированный слой. Наиболее перспективны для азотирования Сг — Мо — V * стали, обеспечивающие при одинаковых условиях насыщения большую эффективную толщину азотированного слоя. Азотированный слой на этих сталях не хрупок и обладает высокой твердостью HV 900—950 (9000—9500 МПа). Азотированию подвергают многие конструкционные, нержавеющие, жаропрочные и инструментальные стали, а также чугуны.

Азотируют детали из стали со средним содержанием углерода, легированной алюминием, хромом,- молибденом, ванадием и др. Эти элементы образуют с азотом дисперсные нитриды (A1N, МоаМ, VN и т. д.) или карбо-нитриды, повышающие твердость слоя (до HV 1200). Легированные азотируемые стали называются нитрал-лоями, например сталь 38ХМЮА (0,3—0,38% С, 1,35— 1,65% Сг, 0,4—0,6% Мо, 0,75—1,1% А1). Детали азотируют после их окончательной обработки, т. е. после термической обработки и шлифования. Термическая обработка до азотирования состоит в улучшении, т. е. в закалке с высоким отпуском. Таким образом структура сердцевинных зон азотированных деталей состоит из сорбита.

Связь, обусловленная обменными химическими реакциями, является разновидностью только что рассмотренного типа. В этом случае общая химическая реакция может быть представлена последовательностью нескольких реакций, одна из которых будет контролировать скорость образования связи. При обменных реакциях один из элементов легированной матрицы или волокна обменивается местами с элементом, входящим в состав продукта реакции. Подобная связь устанавливется при взаимодействии борного волокна с титановой матрицей, легированной алюминием. При этом происходит обмен местами между титаном матрицы и алюминием в дибориде титана.

для изготовления азотируемых деталей с •очень твердым износостойким поверхностным слоем (см. также Нержавеющая азотируемая сталь). Для повышения износостойкости и выносливости азотируется почти вся легированная сталь, содержащая А1, Сг, Мо и W. Наиболее высокая твердость азотированного слоя (HV 900—1200 кг/мм?) достигается на стали, легированной алюминием (см. Нитраллой). Хромсодержащая конструкц. сталь, напр. 20Х, 40Х, 40ХС, ЗОХГСА, 40ХНМА, после азотирования имеет твердость поверхностного слоя HV 500—750 кг/мм2. Конструкц. сталь с повыш. содержанием хрома (>2%) при наличии молибдена или вольфрама имеет твердость азотированного слоя более высокую, чем обычная легированная конструкц. сталь, но более низкую, чем стали с алюминием. Для азотирования широко применяется сталь 38 ХЮ и 38XMIOA, содержащая алюминий. Сталь 38ХМЮА, идущая на наиболее ответств. детали, содержит Мо для увеличения про-каливаемости, нек-рого повышения предела прочности сердцевины и предотвраще-

Итак, после окончания первичной рекристаллизации может происходить нормальный рост зерен, при котором зерна укрупняются однородно; происходит собирательная рекристаллизация. Однако во многих случаях нормальный рост зерен прерывается внезапным очень быстрым ростом отдельных немногих зерен. Под влиянием примесей или исходной текстуры — вторичная рекристаллизация, зерна иногда вырастают до площади в несколько квадратных сантиметров. Диаграмма прерывистого роста зерна в мягкой легированной алюминием стали — см. рис. 1.204.

Технические характеристики.. Стали пригодны для изготовления детален, эксплуатируемых в условиях повышенных температур— до 500 °С. Для азотированных деталей характерна высокая усталостная прочность: вследствие растворения азота и связанного с этим увеличения объема возникают напряжения сжатия в поверхностном слое. Азотированные поверхности имеют высокую твердость (HV900 для стали, легированной алюминием; HV750 для стали ЗОСгМо\79), высокую износостойкость, хорошие антифрикционные свойства — последние после азотирования и шлифовки, а также повышенную коррозионную стойкость.

УКРУПНЯЮТСЯ ОДНОРОДНО; ПРОИСХОДИТ собирательная рекристаллизация. Однако во многих случаях нормальный рост зерен прерывается внезапным очень быстрым ростом отдельных немногих зерен. Под влиянием примесей или исходной текстуры — вторичная рекристаллизация, зерна иногда вырастают до площади я несколько кнад-ратных сантиметров. Диаграмма прерывистого роста зерня в мягкой легированной алюминием стали—см. рис. 1.204. Рост зерен, контролируемый нвпряясе-

Технические характеристики. Стали пригодны для изготовления деталей, эксплуатируемых в условиях повышенных температур— до 500 СС. Для азотированных деталей характерна высокая усталостная прочность: вследствие растворения азота н связанного с этим увеличения объема возникают напряжения сжатия в поверхностном слое. Азотированные поверхности имеют высокую твердость (HV900 для стали, легированной алюминием,; HV750 для стали 30CrMoV9), высокую износостойкость, хорошие антифрикционные свойства — последние после азотирования и шлифовки, а также повышенную коррозионную стойкость.

тантала со стабилизированной никелевой матрицей, разрушается под напряжением 138 МН/ма за 1000 ч при 1055° С, в то время как разрушение TRW—NASAVIA происходит при 992° С. Улучшение свойств, отмеченное в легированной алюминием эвтектике (Со, Сг)—(Сг, Со)7С3, по сравнению с эвтектикой без алюминия является следствием упрочнения матрицы, достигнутого повышением скорости кристаллизации в результате уменьшения расстояния между волокнами. Точка на графике дана для сплава, полученного при скорости кристаллизации 50 см/ч. В случае использования меньших скоростей кристаллизации, например 2 см/ч, долговечность сплава сравнима с таковой для эвтектической композиции (Со, Сг)—(Сг, Со)7С3.

Зону внутреннего азотирования алюминий не упрочняет. При высоком содержании алюминия под слоем е-фазы формируется область легированной алюминием у'-фазы с высокой твердостью (HV 1200). Алюминиевая у'-фаза нередко образует по границам зерна сетку, охрупчивая азотированный слой. Наиболее перспективны для азотирования Сг — Мо — V * стали, обеспечивающие при одинаковых условиях насыщения большую эффективную толщину азотированного слоя. Азотированный слой на этих сталях не хрупок и обладает высокой твердостью HV 900—950 (9000—9500 МПа). Азотированию подвергают многие конструкционные, нержавеющие, жаропрочные и инструментальные стали, а также чугуны.

Алюминий зону внутреннего азотирования не упрочняет. При высоком содержании алюминия (4—5% А1) под слоем е-фазы формируется широкая гетерофаз-ная область легированной алюминием уА1-фазы и железистой у'-фазы с высокой микротвердостью (НГ500) и сильными упругими искажениями в местах сопряжения двух изоморфных у'-фаз с резко отличающимися параметрами решетки [33].

Многие типы инструментов, ранее изготовлявшихся только из быстрорежущей или легированной инструментальной стали, выпускаются теперь с твердосплавными вставками. К ним относятся, в частности, метчики, развертки, протяжки. При нарезании резьбы метчиками в деталях из сталей, закаленных на твердость HRC 40— 52, можно получать резьбу 2-го класса точности и 6—7-го класса чистоты. При этом вставки изготовляются из сплавов ВК6, ВК.6М, ВК8 и делаются выступающими из корпуса всего на 0,3—0,5 мм. При шаге 2 мм применяются два метчика, при шаге 3 мм — три, а при твердости HRC 48—52 — четыре метчика. Резьбу метчиков

28, Маркя, химический состав (%), твердость (НВ и ВВС) и назначение легированной инструментальной стали

Сортамент углеродистой и легированной инструментальной стали определяется стандартными сортаментами на круглый и квадратный прутки. Полосовая сталь — по ГОСТ 4405—75.

превышает нижележащую отпущенную зону до 4 раз {33 Ь В углеродистой и легированной инструментальной стали, наоборот, отпущенный слой превышает слой вторичной закалки до 10 раз, и в этих сталях значение зоны вторичной закалки меньше. Вторично закаленный слой, образующийся при шлифовании, отличается от мартенсита закаленной и отпущенной стали тем, что в нем содержится от 50 до 90% у-фазы [69 ] и при этом он обладает высокой твердостью, равной НУ 960—1300, что примерно соответствует твердости карбидов М^С.

Режущие свойства инструментальной стали по результатам испытаний в производственных условиях приведены в табл. 8 [10]. Резцы из углеродистой инструментальной стали марок У9 и У12 характеризуются весьма низкой производительностью по сравнению с резцами из быстрорежущей стали, но очень мало отличаются от резцов из легированной инструментальной стали.

Штемпели и матрицы изготовляются из инструментальной углеродистой и легированной стали (ГОСТ В Ш5-42 и ОСГ 14958-39) следующих марок: углеродистая — У8А и У9А, легированная - 5ХВС и Х12М. Для пробивания сталей СПК -обязательно применение штемпелей и матриц из легированной инструментальной стали.

Передний угол у протяжки принимается: а) для обработки вязкой стали марок 10, 15, 20, 25, 30, 35, 20Х, 20ХН, 25Н, ОУ, ОХ, ОХН1М, ОХФ, ОХНЗМ и др., алюминия, латуни, меди и баббита равным 20°; б) для стали марок 40, 45, 50, 40Х, ОХМ и др., ковкого и серого чугуна твёрдостью //# 160 равным 10°; г) для бронзы и мунцевой латуни равным 5°.

Допускаемые напряжения R2 для протяжек с круглым телом из быстрорежущей стали и её заменителей принимаются равными 35 KZJMM"2, а для протяжек из легированной инструментальной стали до 30 кг/мм? '*. В протяжках с плоским телом и зубьями на одной стороне /?г не более 15 кг/мм*.

Основные закономерности процессов, происходящих в легированной инструментальной стали при температурах ниже 0° С, и применение низкотемпературной обработки для повышения стойкости инструмента установлены работами проф. А. П. Гуляева [2].

В результате обычных режимов термической обработки легированной инструментальной и конструкционной .стали остаётся, некоторое количество не.распавшегося аустенита (остаточный аустенит), которым предопределяются в значительной степени механические, физические и технологические свойства стали.

Дефекты отжига углеродистой и легированной инструментальной и быстрорежущей стали (высоковольфрамовой и низколегированной)