Термическая обработка инструментов из быстрорежущей стали Р6М5

Необходимо помнить, что быстрорежущие стали, в отличие от всех других инструментальных сталей, упрочняются не при закалке, а при отпуске инструментов в результате дисперсионного твердения.

Дисперсионное твердение стали Р6М5 – это её упрочнение при отпуске в результате выделения из пересыщенного углеродом и легирующими компонентами мартенсита большого количества (~10¹⁷ 1/см³) очень мелких, т.е. дисперсных частиц карбидов легирующих компонентов, которые являются препятствиями (барьерами) на пути перемещения дислокаций и поэтому упрочняют сталь.

Термическая обработка инструментов из быстрорежущих сталей состоит из двух операций: закалки и отпуска.

Закалка инструментов из стали Р6М5. Температура закалки инструментов из стали Р6М5 равна 1210°…1230°С. Цель закалки – получение пересыщенного углеро­дом и легирующими компонентами мартенсита для того, чтобы в процессе отпуска обеспечить выделение из него наи­большего количества дисперсных карбидов этих компонентов и упрочнить инструмент.

Температуры закалки инстру­ментов из быстро­режущих сталей особенно высоки (у сталей некото­рых марок до 1280°…1300°С), т. к. их карбиды обладают большой устойчивостью против растворения в аустените. Температурный интервал перехода растворимых карбидов (К_п, К_II) в аустенит стали Р6М5 составляет 860°C (температура Ас1 этой стали) – 1220°С. Чем выше температура закалки в этом интервале, тем больше карбидов растворяется в аустените и тем выше концентрация углерода и легирующих компонентов в мартенсите стали Р6М5 после охлаждения инструментов до цеховой температуры: превращение аустенита в мартенсит заключается в перестройке кристаллической решётки, которое протекает без изменения химического состава фаз – содержание углерода и легирующих компонентов в мартенсите такое же, что и в аустените.

По этой причине с повышением температуры закалки:

1) увеличиваются твёрдость и теплостойкость стали после отпуска инструментов благодаря тому, что в процессе отпуска возрастает количество дисперсных карбидных частиц легирующих компонентов, выделяющихся из мартенсита (см. рис.9.1);

2) растут зёрна аустенита. Это приводит к уменьшению предела прочности (s_изг.) и ударной вязкости (КС) стали;