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