sobota, 18 sierpnia 2012

Wpływ dodatków ziększających odpornośc na odpuszczanie w stalach narzędziowych

Dodatkami, które zwiększają odporność na odpuszczanie, a tym samym twardość (wytrzymałość) na gorąco, są przede wszystkim pierwiastki węglikotwórcze: chrom, molibden, wolfram i wanad. Wpływ ich nie jest stosunkowo silny; najsłabszy jest wpływ chromu. Występując obok siebie, domieszki te wzmagają wzajemnie swe działanie; dlatego rzadko tylko stosuje się je pojedynczo.
Działanie pierwiastków węglikotwórczych tłumaczy się przede wszystkim wydzielaniem się węglików specjalnych podczas odpuszczania. Węgliki te, trudno rozpuszczalne w austenicie, równie trudno wydzielają się i rozrastają podczas odpuszczania martenzytu; oba te procesy decydujące o zmianach twardości wymagają dość wysokiej temperatury bądź odpowiednio długiego czasu. W stalach węglowych natomiast węglik żelaza wydziela się już przy niższych temperaturach i prędko się rozrasta; dzięki temu twardość zmniejsza się tu szybko i równomiernie ze wzrostem temperatury. Wydzielanie się węglików żelaza jest właśnie przyczyną początkowego spadku krzywej twardości stali zawierających składniki węglikotwórcze spadek ten jest jednak hamowany tym, że nie wydzielają się jeszcze węgliki specjale, wskutek czego pochylenie krzywej jest łagodniejsze niż przy stalach węglowych. Dopiero poczynając od pewnej temperatury (300 — 500 C), zależnej od czasu odpuszczania, a zwłaszcza od rodzaju działającego pierwiastka, zaczynają się wydzielać węgliki specjalne, lecz w postaci tak drobnych wydzieleń, że powodują albo ponowne zwiększenie twardości, albo przynajmniej znacznie gwałtowniejsze zahamowanie jej zmniejszenia. Zależy to od zawartości i rodzaju domieszek węglikotwórczych, temperatury hartowania jak również od szybkości wydzielania się i rozrastania węglików. Ta ostatnia jest tym większa, im wyższa jest temperatura odpuszczania. Przy nie dość wysokiej temperaturze i normalnym czasie odpuszczania jest ona tak mała, że wpływ wydzielonych węglików przejawia się tylko zahamowaniem zmniejszania twardości, mimo że ilość działającego składnika jest wystarczająca, aby wywołać nawet powrotne zwiększenie twardości. Zwiększenie to („wtórna twardość”) zachodzi dopiero przy temperaturze dostatecznie wysokiej dla normalnego czasu odpuszczania. Dla stali SW18 i WWV temperatura ta wynosi ok. 560°C. Gdy się tę optymalną temperaturę przekroczy, szybkość rozrastania się węglików zwiększa się tak silnie, że nawet przy krótkim czasie odpuszczania następuje energiczny spadek twardości. Wysokość temperatury hartowania wpływa bardzo znacznie na przebieg krzywej odpuszczania, czyli na stopień odporności na odpuszczanie i twardość na gorąco, decyduje ona, bowiem o ilości węglików rozpuszczonych w austenicie. Gdy idzie o stale szybkotnące np., wyraźny wpływ ma ją wahania temperatury hartowania o różnicy wynoszącej parę dziesiątek stopni. Aby zatem zapewnić stali maksymalną odporność na odpuszczanie, należy ją hartować przy temperaturze na tyle wysokiej, żeby rozpuścić jak największą ilość węglików, nie dopuszczając jednak oczywiście do przegrzania. Inaczej stal nie będzie w pełni wykorzystana
Na przebieg krzywej odpuszczania wpływa również ilość austenitu szczątkowego w stanie zahartowanym. Odnosi się to zwłaszcza do stali szybkotnących i wysokochromowych. W stali SW18 ilość jego po hartowaniu przy 1300°C dochodzi do trzydziestu kilku procent. Austenit rozpada się podczas chłodzenia po odpuszczeniu przy 540 ÷ 570°C na martenzyt; powoduje to dodatkowy przyrost twardości stali. Jeżeli jednak chodzi o trwałość twardości narzędzia odpuszczonego w czasie jego późniejszej pracy przy wysokich temperaturach, to przyczyną jej mogą być tylko wydzielone w drobnej postaci i nierozrastające się węgliki. Oprócz wymienionych czterech składników dodatni wpływ na odporność na odpuszczanie mają kobalt i krzem. Wpływ kobaltu nie tworzącego węglików, a stosowanego w stali szybkotnącej SK5, polega najprawdopodobniej na tym, że hamuje on proces wydzielania się i rozrastania węglików innych metali; wpływ krzemu jest najsłabszy, niemniej stosuje się go jako domieszkę tanią, w niektórych stalach zawierających wolfram i chrom (WWS1, NZ2 i NZ3).
Wpływ kobaltu widać jeszcze wyraźniej na różnice wpływu odpuszczania na twardość stali SW18 i stali o zawartości, 10% Co (poza tym 18% W, 4% Cr i 1% V) w zależności od temperatury hartowania.

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz