Способы повышения красностойкости и теплостойкости

При нагреве твердость всегда падает, но если при этом не происходит структурных изменений, то снижение твердости обратимо. При охлаждении до исходной температуры твердость восстанавливается до прежних значений.

При развитии структурных или фазовых превращений величина твердости не восстанавливается и будет ниже исходной. Сопротивление этим изменениям и характеризует красностойкость. Такие структурно-фазовые изменения связываются с процессами карбидообразования, ростом и коагуляцией карбидных включений уже при температурах нагрева 200°С. Для торможения этих процессов, стали легируют карбидообразующими элементами в таком количестве, чтобы образовались специальные карбиды, скачком повышающие красностойкость. Специальные карбиды выделяются из мартенсита и коагулируют при более высоких температурах, чем карбид железа, так как для этого требуется не только диффузия углерода, но и легирующих элементов.

В качестве карбидообразующих элементов используют вольфрам, молибден и ванадий в таком количестве, при котором они связывают почти весь углерод в специальные карбиды. Хром из-за нестойких карбидов в основном используют для упрочнения феррита в количестве около 4%, где он полностью растворяется.

В таблице 6.1 приведены марки и процентное содержание карбидов в наиболее распространенных быстрорежущих сталей.

Таблица 6.1 – Состав и карбидная фаза в быстрорежущих сталях

*– процентное содержание специальных карбидов

Стали, содержащие кобальт, являются высокопроизводительными сталями и применяются при обработке труднообрабатываемых сплавов или в случае, когда их высокая стоимость окупается улучшенными режущими свойствами и красностойкостью. Стали с повышенным содержанием ванадия имеют преимущество перед Р18 из-за более высокой износоустойчивости. В связи с дефицитом вольфрама в последнее время получили распространение вольфрамомолибденовые стали, которые даже потеснили сталь Р18.