Химические свойства. Коррозия металлов и сплавов. Перспективы применения нелегированного доменного чугуна без выделений графита, страница 45

Полученные отливки подвергали различным нагревам и закалке с последующим определением твердости. После закалки с 900°С (т = 15 мин) в холодной воде резцы из переплавленного чугуна имели HRC = 62, а твердость остальных находилась в пределах HRC = 57-60, несмотря на существенные различия по микроструктуре. Закалка сопровождалась образованием глубоких трещин. При изучении нового материала естественным является определение особенностей его поведения с изменением температуры нагрева. Поэтому изучалось изменение микроструктуры и твердость резцов после нагрева в интервале 750-1000°С (время выдержки 15 мин, охлаждение в холодной воде). Обнаружено, что максимум твердости HRC = 64-66 может быть получен после закалки с 850°С. Дальнейшее повышение температуры нецелесообразно, так как приводит к развитию пережога, выражающегося в появлении пористости и графита. Ледебурит растворяется и после нагрева при 950 и 1000°С в микроструктуре резцов наблюдаются лишь его "следы". Последнее является важным для последующего изучения природы процессов, повышающих твердость литого высокоуглеродистого железа с ледебуритной структурой.

Увеличение времени выдержки снижает температуру оптимального нагрева и повышает твердость. Так, после выдержки в течение 1,5 ч получена HRC = 64,5-65,0 у резцов из переплавленного чугуна и HRC= 62-63 - модифицированного 0,5% смеси. Закалка с 800°С после выдержки от т = 45 мин до 1,5 ч дает HRC = 64,0-65,5 и HRC = 65-66,5 - для резцов из переплавленного чугуна и модифицированного 0,5% смеси соответственно. Наконец, после закалки с 850°С максимальная твердость может быть получена за более короткое время выдержки (15-30 мин) - HRC = 64-66. Нагревы резцов из чугуна, обработанного большими количествами модификатора, приводят к росту выделений графита, и на них высокие значения твердости не получены. Охлаждающая среда изменялась в пределах масло - кипящая вода. Максимальное значение твердости HRC = 62,0 получено на резцах с 0,5% модификатора после закалки в кипящей воде. Для всех остальных случаев закалки резцов из переплавленного чугуна с 0,5% модификатора - HRC == 57-58. Отпуск закаленных на максимальную твердость резцов при 400°С (т = 1 ч) снижает твердость на 3 единицы, а после отпуска при 540°С (т = 1 ч) она снижается на 8 единиц.

Было изучено влияние закалки в масле после нагрева в соляных ваннах и воздушной среде на твердость литых резцов. Для резцов из доменного чугуна с ледебуритной структурой проведен систематический поиск режимов нагрева и охлаждения. Это является первым этапом работ по разработке технологии термической обработки нового материала. В таблице 5.16 приведено влияние различных режимов термической обработки, подтверждающих возможность получения высоких значений твердости с использованием воздушной печной атмосферы и более низких температур нагрева.

В условиях ЗАО "Томский инструмент" была получена партия слитков из термоциклированного доменного чугуна и в последующем определена возможность получения из них сверл с помощью прессования. Установлено, что под влиянием нагрева в соляной     ванне до 800°С чугун способен деформироваться с получением качественных сверл больших диаметров и длин. Работа в этом направлении продолжается.

Таблица 5.16 — Влияние нагрева в соляной ванне на твердость закаленных резцов