§ 6

§ 6. МИКРОСТРУКТУРА ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СТАЛИ И ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ

Микроструктура углеродистой и легированной инструментальной стали в отожженном состоянии представляет собой зернистый перлит (фиг. 56, а), после закалки и низкого отпуска — отпущенный мартенсит с мелкими твердыми частицами цементита (фиг. 56,6), что обеспечивает хорошие режущие свойства и износостойкость инструмента.

Быстрорежущая сталь. Микроструктура литой быстрорежущей стали (фиг. 57, а) состоит из карбидной эвтектики и сорбитообразного перлита.

После прокатки (или ковки) и отжига микроструктура быстрорежущей стали состоит из сорбита (фиг. 57,6), составляющего 70% ее площади, и 30% сложных карбидов крупного и среднего размеров.

После закалки быстрорежущей стали ее микроструктура (фиг. 58) состоит из аустенита с мартенситом и карбидов.

После закалки и отпуска при температуре 560° ее микроструктура состоит из отпущенного мартенсита и твердых карбидов (фиг. 59).

Микроструктура переотпущенной быстрорежущей стали с пониженной твердостью состоит из темного троостита отпуска и карбидов (фиг. 60).

Эталоны микроструктуры высокоуглеродистой стали. Для количественной оценки микроструктуры высокоуглеродистой стали по ГОСТу 8233-56 рекомендуются следующие эталоны микроструктуры: укрупненная шкала зернистого перлита (фиг. 61, а) и укрупненная шкала соотношений зернистого и пластинчатого перлита, а также две шкалы для оценки карбидной неоднородности (фиг. 61, в, г).

Твердые сплавы. Нормальная микроструктура порошковых твердых сплавов до травления характеризуется небольшой пористостью (фиг. 62, а, б), значительная пористость (фиг. 62, б, г) является недопустимой.

Микроструктура твердого сплава ВК15 (фиг. 63) состоит из мелких, светлых, угловатых и шпалообразных частиц карбида вольфрама WC и темного, вязкого кобальта, содержащего небольшое количество (до 1 %) WC в твердом растворе. Если светлые частицы карбида в микроструктуре (фиг. 64) крупные, то твердый сплав ВКД5 будет низкого качества.

Микроструктура твердого сплава Т15К6 (фиг. 65) состоит из угловатых светлых зерен фазы WC, окаймленных темной фазой цемента — кобальта, содержащего до 1% WC и до 0,1% TiC в твердом растворе, и серой фазы титанового карбида TiC, содержащего в твердом растворе до 25% WC.

Чем мельче и равномернее распределены зерна фазы WC, тем лучше режущие свойства и прочность твердого сплава Т15К6. Зерна твердого раствора WC в TiC имеют округлую форму, средний и крупный их размеры отвечают хорошим режущим свойствам твердого сплава Т15К6.

Фиг. 56. Сталь Х для режущего инструмента; х1000: а - зернистый перлит после отжига; б - отпущенный мартенсит и карбиды после закалки и отпуска.

Фиг. 57. Быстрорежущая сталь Р18; х1000: а — литая; 6 — прокатанная и отожженная.

Фиг. 58. Закаленная сталь Р18; х1500.

Фиг. 59. Закаленная и отпущенная сталь Р18; х1500.

Фиг. 60. Закаленная и переотпущенная сталь Р18; х1500

Фиг. 61. Эталоны микроструктуры стали по ГОСТ 8233-56, а - дисперсность зерен цементита в зернистом перлите; х1000; б - соотношение площадей занимаемых зернистым и пластинчатым перлитом; х1000; в и г - степень карбидной неоднородности; х100.

Фиг. 62. Пористость в микроструктуре твердых сплавов; х250 (И. Н. Чапорова): а и б — допустимая; в и г — недопустимая.

Фиг. 63. Твердый сплав ВК15 с мелкими светлыми зернами, травление насыщенным солянокислым раствором хлорного железа; х3000 (И. Н. Чапорова).

Фиг. 64. Твердый сплав ВК15 о крупными светлыми зернами, травление насыщенным солянокислым раствором хлорного железа; х3000 (И. Н. Чапорова).

Фиг. 65. Твердый сплав Т15К6, травление окислением на воздухе в электропечи при 400о х3000 (И. Н, Чапорова). Мелкие и равномерно распределенные светлые зерна WC, окаймленные темной фазой твердого раствора карбидов WC и TiG в кобальте и округлые, серые, крупные и среднего размера зерна твердого раствора WC в TiG.