Влияние термической и химико-термической обработки на физико-механические свойства стали Р6М5, страница 2

Уровень твердости в 65 – 66 HRC прослеживается после всех пяти циклов закалки образцов, предварительно цементированных в течение 2 часов при 1000°С. Дальнейшее увеличение времени проведения цементации до 5 часов снижает твердость до 65 – 66 HRC. Проведение последующей закалки (t = 1000°С), состоящей из трех циклов, по 5 минут каждый, с охлаждением в масле дает увеличение твердости до 66 – 67 HRC. При охлаждении в воде твердость ниже и составляет 64 – 65 HRC. В таблице 3.2 показано влияние среды охлаждения при циклической закалке на твердость стали Р6М5 после предварительной цементации (t = 1000°С, τ = 5 ч.).

Таблица 3.2 – Влияние среды охлаждения и количества циклов закалки на твердость стали Р6М5 после предварительной цементации (t = 1000°С, τ=5 ч.)

Очевидно, что проведение цементации для быстрорежущих сталей может полностью устранить необходимость использования соляных ванн, закалочных баков с маслом, и тем самым резко сократить стоимость термической обработки инструмента. В таблице 3.3 приведены самые низкие значения ТКЛР стали Р6М5, полученные после цементации.

Таблица 3.3 – Влияние времени нагрева в среде карбюризатора (t = 1000°С) на линейное расширение стали Р6М5

Далее проводилась цементация в молотом карбюризаторе. Нагрев при температуре ~1000°С в течение 3 часов привел к возгоранию смеси, оплавлению и охрупчиванию образцов. Однако твердость осталась на уровне 45 – 47 HRC. Поэтому далее применили нагрев при более низкой температуре – 900°С, в течение 1 часа. Твердость после цементации составила 57 – 58 HRC. Затем провели циклическую закалку с 1000°С (τ=5 мин.) с охлаждением в воде.

Следующим шагом стал нагрев в молотом карбюризаторе с добавкой азота при 1000°С в течение 1 часа. В качестве азотосодержащего вещества использовался аммиак (NH₄OH). Т. к. после цементации твердость составила 63 – 64 HRC, то целесообразно провести закалку. Циклическая закалка, проводимая с 1000°С (τ=5 мин.) с последующим охлаждением в масле, повысила твердость до наиболее высокого уровня – 67 – 68 HRC.

Сводные данные по предварительным нагревам в молотом карбюризаторе приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Влияние предварительного нагрева в молотом карбюризаторе на твердость стали Р6М5

Оценка красностойкости (t=620°С, τ=4 ч) образцов, цементованых в среде, содержащей NH₄OH, и затем закаленных в масле, составила 55,5 – 56,5 HRC. Это практически приближается к общепринятым требованиям (≥58 HRC после нагрева при 620°С, τ=4 ч).