Глава 9.2. Материалы для изготовления режущего инструмента / 9.2.1. Стали / 9.2.1.6. Техническая обработка
Упрочняющая термическая обработка быстрорежущих сталей должна обеспечить высокие значения твердости и теплостойкости. Это может быть достигнуто за счет высокой легированности твердого раствора, получаемой при закалке, и интенсивного дисперсионного твердения в процессе отпуска.
Нагрев под закалку должен обеспечить высокую легированность твердого раствора за счет растворения в аустените основного карбида быстрорежущих сталей М6С. Он интенсивно растворяется при температуре свыше 1200 °С, это определяет необходимость закалки быстрорежущих сталей от высоких температур: 1 270...1 290 °С для Р18 и 1 210... 1 230 °С для Р6М5.
После закалки в структуре остается часть нерастворившихся избыточных карбидов. Роль избыточных карбидов — сдерживание роста зерна (при крупном зерне снижаются прочность и вязкость) при нагреве под закалку, которая вынужденно выполняется от высоких температур. Высокая концентрация углерода и легирующих элементов в аустените приводит к снижению температур начала (Мн) и конца (Мк) мартенситного превращения. Температура Мк лежит в области отрицательных температур, поэтому в структуре закаленных быстрорежущих сталей сохраняется достаточно большое количество остаточного аустенита (до 30 %).
Таким образом, структура после закалки: мартенсит закалки (М3), карбиды (К) и остаточный аустенит (Аост).
При отпуске быстрорежущих сталей должно быть реализовано:
- дисперсионное твердение;
- снятие закалочных напряжений, т.е. превращение мартенсита закалки в мартенсит отпуска (М0);
- превращение остаточного аустенита в мартенсит (аустенит не обладает необходимой твердостью).
Эти задачи решаются, во-первых, выбором температуры изотермической выдержки при отпуске и, во-вторых, за счет того, что отпуск выполняется многократно.