Решение. Состав стали, в процентах: 1,1 углерода, до 1 хрома, до 1 ванадия

Состав стали, в процентах: 1,1 углерода, до 1 хрома, до 1 ванадия. По назначению сталь относится к инструментальным режущим сталям. Режим термической обработки метчиков: закалка, t = 800…820 ^о С в течение 1…2 ч. Твердость метчиков после термической обработки 62…64 HRC.

Выбранный режим термической обработки диктуется условиями работы и требуемыми свойствами инструмента. В процессе резания режущая часть инструмента внедряется в обрабатываемую деталь и отрывает частицы материала в виде стружки. Для выполнения такой работы инструмент должен обладать высокой твердостью, превышающей твердость обрабатываемого инструмента. В процессе работы режущая часть инструмента все время соприкасается со снимаемой стружкой, т. е. происходит непрерывное литье и износ поверхности режущей части инструмента. Поэтому сталь должна иметь высокую износостойкость.

Твердость стали зависит от содержания углерода в стали (в мартенсите). Содержание углерода в стали 1,1 % обеспечит требуемую твердость при закалке.

Оптимальная температура нагрева под закалку соответствует Ас₁ + (30…50^о С).

Наличие в структуре карбидов препятствует росту зерна и получению мелкоигольчатой мартенситной структуры при охлаждении.

В процессе резания метчики не разогреваются выше 100…150 ^о С, высокая твердость по всему сечению не требуется, поэтому сталь 11ХФ пригодна для их изготовления.

Наличие хрома и ванадия в стали позволяет при закалке охлаждать метчики в масле, что уменьшает деформацию и коробление.

Мартенсит закалки обладает высокой твердостью и прочностью, но хрупок. Для устранения внутренних напряжений, возникающих при закалке и получения требуемых механических свойств сталь подвергают низкому износу. При этом мартенсит закалки переводится в отпущенный мартенсит, повышается прочность и незначительно улучшается вязкость стали без заметного снижения твердости.

Легирующие элементы, присутствующие в стали, оказывают существенное влияние на процессы, протекающие при термической обработке.

Хром и ванадий предотвращает рост зерна аустенита при нагреве аустенита в районе перлитного превращения, что способствует более глубокой прокаливаемости. Наличие легирующих элементов позволяет при закалке охлаждать метчики в масле, что уменьшает деформацию и коробление.

При отпуске легирующие элементы замедляют процесс распада мартенсита, сохраняя более высокую твердость стали.