Застосування термоциклування за температур перитектичного перетворення як спосіб подрібнення карбідних фаз у процесі кристалізації

Abstract

UK: Постановка проблеми. Проведення високотемпературного термоциклування в області перитектичного перетворення для отримання подрібненої структури швидкорізальної сталі ще під час кристалізації. Методика. Експериментальні зразки отримували за допомогою установки для структурно-гартівних досліджень, що дозволяє здійснювати за допомогою комп’ютерних програм комбінований режим ВТЦО + гарт, фіксувати структуру за необхідної температури, а також подрібнювати карбідні фази. Результати. Установлено, що під час термоциклічної обробки змінюється хімічний склад карбідів і фазовий склад сталі, що спричинює подрібнення карбідних включень та більш рівномірний їх розподіл в аустенітній матриці. Наукова новизна полягає у визначенні впливу термоциклічної обробки, що відбувається в рідко-твердій області в сталі Р6М5Ф3, на структуроутворення, яке характеризується зменшенням дендритної ліквації, розмірів карбідних фаз та їх більш рівномірним розташуванням. Практична значимість. Застосовуючи високотемпературну термоциклічну обробку литих заготовок під час їх кристалізації, можна отримати більш рівномірну та подрібнену структуру сталі. Це дозволить зменшити витрати на подальшу багаторазову термічну обробку, яка застостовується досі на підприємствах для виготовлення різальних інструментів, що знизить собівартість готового інструменту. Крім того, більш рівномірний розподіл легуючих елементів та подрібнених карбідних фаз забезпечить підвищену вторинну твердість та зносостійкість різального інструменту із сталі Р6М5Ф3.

RU: Постановка проблемы. Проведение высокотемпературного термоциклирования в области перитектического превращения для получения измельченной структуры быстрорежущей стали еще во время кристаллизации. Методика. Экспериментальные образцы получали с помощью установки для структурнозакалочных исследований, которая позволяет осуществлять с помощью компьютерных программ комбинированный режим ВТЦО-закалка, фиксировать структуру при необходимой температуре, а также измельчать карбидные фазы. Результаты. Установлено, что при термоциклической обработке изменяется химический состав карбидов и фазовый состав стали, что приводит к измельчению карбидных включений и более равномерному их распределению в аустенитной матрице. Научная новизна заключается в определении влияния термоциклической обработки, которая осуществляется в жидкотвердой области в стали Р6М5Ф3, на структурообразование, которое характеризуется уменьшением дендритной ликвации, размеров карбидных фаз и их более равномерным расположением. Практическая значимость. Применяя высокотемпературную термоциклическую обработку литых заготовок в процессе их кристаллизации, можно получить более равномерную и измельченную структуру стали. Это позволит уменьшить затраты на дальнейшую многократную термическую обработку, которая используется до сих пор на предприятиях при изготовлении режущих инструментов, что снизит себестоимость готового инструмента. Кроме того, более равномерное распределение легирующих элементов и измельченных карбидных фаз обеспечит повышенную вторичную твердость и износостойкость режущего инструмента из стали Р6М5Ф3.

EN: Problem statement. Using high-temperature thermal cycling in the field of peritectic transformation to obtain atomized high-speed steel structure during its crystallization. Method. Experimental samples were obtained using a structure and hardening test facility which makes it possible to use a computer-aided high-temperature thermal cycling + hardening combined mode, fix the structure at desired temperature and crush carbide phases. Results. It has been found that during thermal cyclic treatment the chemical composition of carbides and phase composition of steel change which results in crushing of carbide particles and their more uniform distribution in the austenitic matrix. The scientific novelty consists in determining the effect of thermal cyclic treatment that occurs in the liquid-solid region in R6M5F3 steel on the structure formation which is characterized by a decrease in dendritic segregation and the sizes of carbide phases and their more uniform distribution. Practical significance. High-temperature thermal cyclic treatment of cast billets during their crystallization makes it possible to obtain more uniform and atomized steel structure. This will reduce costs required for further multiple heat treatments which are still used at factories in the manufacture of cutting tools and therefore reduce the cost price of the finished tool. Moreover, a more uniform distribution of alloying elements and crushed carbide phases will ensure increased secondary hardness and durability of cutting tools made of R6M5F3 steel.