Розрахунок параметрів вторинного твердіння високолегованих залізних сплавів після комплексної хіміко-термічної обробки

Abstract

UK: Постановка проблеми. Цікаво дослідити залежність між вторинним твердінням і мікронапругами в кристалічній решітці від температури відпуску залізних сплавів, легованих за принципом швидкорізальних сталей, після комплексної хіміко-термічної обробки. Електронномікроскопічними дослідженнями необхідно виявити структурні перетворення в комплексно обробленому сплаві типу 20Р18 після остаточної термічної обробки (гартування і відпуск). Становить інтерес вивчення закономірностей утворення зон передвиділення типу Гін’є−Престона у високолегованих залізних сплавах після остаточної термічної обробки. Матеріалом для досліджень був литий сплав типу 20Р18, виготовлений на основі стандартної сталі Р18 з додаванням вуглецю до ~ 2 %. Ступінь досконалості кристалічної решітки сплаву 20Р18 оцінювали після здійснення комплексної хіміко-термічної обробки (зневуглецювання + навуглецювання) і відпусків за різних параметрів. Методи дослідження – електронна та оптична мікроскопія. Результати. Встановлено, що максимальна напруженість кристалічної решітки і найвищі показники мікротвердості для сплаву типу 20Р18 відповідають відпуску за температур 550...560 °C. Показано, що у дифузійному шарі після відпуску виділяються дрібнодисперсні карбіди типу м3с, характерні і для стандартної швидкорізальної сталі, але в більшій кількості. Встановлено, що максимуму вторинної твердості високолегованих залізних сплавів відповідає стадія утворення зон передвиділення типу Гін’є−Престона, що відповідає відпуску за температури 550...560 °C. Наукова новизна. Встановлено, що в процесі відпуску на вторинну твердість відбувається формування зон передвиділення типу Гін’є-Престона, які спричинюють викривлення кристалічної решітки твердого розчину. Практична значимість. Використання отриманих даних дозволить більш гнучко управляти кінцевою структурою конкретних виробів, а, отже, успішно виконувати практичні завдання поліпшення технологічних і експлуатаційних характеристик різального інструменту.

RU: Постановкаи проблемы. Возникла необходимость исследовать зависимость между вторичным твердением и микронапряжениями в кристаллической решетке от температуры отпуска железных сплавов, легированных по принципу быстрорежущих сталей, после комплексной химико-термической обработки. Электронномикроскопическими исследованиями необходимо выявить структурные превращения в комплексно обработанном сплаве типа 20Р18 после окончательной термической обработки (закалка и отпуск). Представляет интерес изучение закономерностей образования зон предвыделения типа Гинье−Престона в высоколегированных железных сплавах после окончательной термической обработки. Материалом для исследований послужил литой сплав типа 20Р18, изготовленный на основе стандартной стали Р18 с добавлением углерода до ~2 %. Степень совершенства кристаллической решетки сплава 20Р18 оценивали после комплексной химико-термической обработки (обезуглероживание + науглероживание) и отпусков при различных параметрах. Методы исследования − электронная и оптическая микроскопия. Результаты. Установлено, что максимальная напряженность кристаллической решетки и высокие показатели микротвердости для сплава типа 20Р18 соответствуют отпуску при температурах 550...560 °C. Показано, что в диффузионном слое после отпуска выделяются мелкодисперсные карбиды типа м3с, характерные и для стандартной быстрорежущей стали, но в большем количестве. Установлено, что максимуму вторичной твердости высоколегированных железных сплавов соответствует стадия образования зон предвыделения типа Гинье−Престона, что соответствует отпуску при температурах 550...560 °C. Научная новизна. Установлено, что в процессе отпуска на вторичную твердость происходит формирование зон предвыделения типа Гинье−Престона, которые способствуют искажению кристаллической решетки твердого раствора. Практическая значимость. Использование полученных данных позволит более гибко управлять конечной структурой конкретных изделий, а, следовательно, успешно решать практические задачи улучшения технологических и эксплуатационных характеристик режущего инструмента.

EN: Purpose. It is of interest to investigate the relationship between secondary hardening and microstresses in the crystal lattice on the tempering temperature of iron alloys doped by the principle of high-speed steels after complex chemical-thermal treatment. It is necessary to identify structural transformations in a complex treated alloy of type 20P18 after the final heat treatment (quenching and tempering) by electron microscopic. It is of interest to study the regularities of the formation of preallocation zones of the Guinier−Preston type in high-alloyed iron alloys after the final thermal treatment. Methodology. The materials for investigation was the cast alloy of type 20P18 made on the basis of standard P18 steel with the addition of carbon to ~2 %. The degree of perfection of the crystal lattice of the 20P18 alloy was evaluated after the implementation of complex chemical-thermal treatment (decarburization + carburization) and tempering at various parameters. Methods of research − electron microscopy and optical microscopy. Results. It was found that the maximum lattice tension and high microhardness for the type 20P18 alloy correspond to tempering at temperatures of 550...560 °C. It is shown that fine-dispersed carbides of the M3C type are distinguished in the diffusion layer after tempering, which are also characteristic of standard high-speed steel, but in a larger quantity. The maximum of the secondary hardness of high-alloyed iron alloys corresponds to the stage of formation of the Guinie−Preston preallocation zones, which corresponds to tempering at temperatures of 550...560 °C was established. Originality. It is established that formation zones of the Guinier−Preston in the process of tempering to secondary hardness contribute to the distortion of the crystal lattice of the solid solution. Practical value. The using of the obtained results will allow more flexible control over the final structure of specific products, and, consequently, successfully solve practical problems of improving the technological and operational characteristics of the cutting tools.