Инструменталды болаттардың фазалық диаграммалары

1.

Инструменталды болаттардың
фазалық диаграммалары

2.

Fe–Fe3C (Темір–цементит) базалық
диаграммасы
Көптеген инструменталды
болаттарда фазалық өзгерістерді
қарапайым түрде темір-цементит
(Fe–Fe3C) диаграммасына сүйеніп
талдайды (легирлеуші
элементтердің әсерін ескере
отырып). Негізгі фазалар:
• Феррит (α-темір) – жұмсақ,
көміртегінің мөлшері аз фаза.
• Аустенит (γ-темір) – жоғары
температурада көбірек
көміртегін еріте алады (таза Fe–C
жүйесінде ~2,1%-ға дейін).
• Цементит (Fe3C) – қатты, морт
сынғыш карбидті қосылыс.
• Ледебурит – эвтектикалық қоспа
(аустенит+цементит), көміртегі
~2,0%-дан асқанда түзіледі.

3.

Легирленген карбидтердің түзілуі
• MxCy (M – Fe, Cr, Mo, W, V, т.б.) құрамды күрделі карбидтер пайда
болуы мүмкін.
• Фазалық диаграммалар күрделене түседі, сұйық фазаның
(ликвидус/солидус) бірнеше сызықтары және әртүрлі карбидтік
фазалардың тұрақтылық аймақтары пайда болады

4.

Аустенит аймағын кеңейту/тарылту
• Мысалы, Ni, Mn сияқты элементтер аустенит аймағын кеңейтіп,
аустенитті алу процесін жеңілдетеді.
• Басқа элементтер ферритті тұрақтандырып, аустенитке өтуді
күрделендіреді (Cr белгілі бір концентрацияда).

5.

Негізгі диаграммалар және олардың
қолданылуы
1. Жоғары көміртекті болаттар диаграммасы (У12, У13 т.б.)
Феррит аймағы тар, аустенит аймағы кең және цементит мол.
Салқындату жылдамдығына байланысты перлит, троостит
немесе мартенсит түзеледі.
2. Легирленген инструменталды болаттар диаграммасы (ХВГ,
Х12Ф, Х12М т.б.)
Мұнда Cr-, V-, W-карбидтер сияқты қосымша фазалар болады.
Жоғары температурадағы беріктік пен тозуға төзімділік артқан.
Шынықтыру үшін жоғары температура, қаттырақ салқындату
ортасы қажет.

6.

Негізгі диаграммалар және олардың
қолданылуы
1. Тезкесетін болаттардың (Р6М5, Р6М5К5) диаграммасы
• Құрамында W, Mo, V, Co сияқты көптеген элементтер кездеседі,
сондықтан күрделі карбидті аймақтар түзіледі.
• Аустенит бөліну температурасы төмендеуі мүмкін, сондықтан
шағын температурада да қалдық аустенит көп болуы ықтимал.
Мұндай болаттарда бірнеше рет жасыту процесі қолданылады.

7.

Термиялық өңдеудегі фазалық
диаграммалардың практикалық маңызы
1. Аустениттендіру температурасы
Жоғары немесе жеткіліксіз температурада қыздыру кезінде
карбидтердің ерігіштік дәрежесі өзгеріп, дәннің өсуі немесе
көміртегінің тапшылығы секілді жағымсыз құбылыстар пайда
болуы мүмкін. Сол себепті дұрыс температуралық аралықты ұстану
маңызды.

8.

Негізгі диаграммалар және олардың
қолданылуы
• Салқындату жылдамдығы
• Шынықтыру қабілеті жоғарылаған сайын, мартенсит алу үшін өте
жылдам суыту қажет болмауы мүмкін; бірақ жеткіліксіз
жылдамдықта бейнит не троостит түзілуі мүмкін.
• Дұрыс салқындату жылдамдығы құрылымның қажетті
комбинациясын (қаттылық пен тұтқырлық) қамтамасыз етеді.

9.

Негізгі диаграммалар және олардың
қолданылуы
• Қасиеттеріне әсері
• Тозуға төзімділік: жоғары қаттылықты карбидтер мен
мартенситтік матрицаның үйлесімі.
• Берік болуы: үлкен карбидті бөлшектер болмағаны жөн, әйтпесе
морт сынғыштыққа ұшырауы мүмкін.
• Жоғары температурада жұмыс істеу мүмкіндігі: тезкесетін
болаттарда W, Mo, V карбидтерінің, сондай-ақ Co легирлеуінің
арқасында қызуға мықтылық жоғарылайды.

10.

Қорытынды
Инструменталды болаттардың фазалық диаграммалары
термиялық өңдеу режимін дұрыс таңдауға көмектесетін басты
құрал болып табылады. Легирлеуші элементтердің критикалық
нүктелерді өзгертуі мен әртүрлі карбидті фазалардың түзілуін түсіну
арқылы дайын құралдың қаттылығын, беріктігін және тозуға
төзімділігін оңтайландыра аламыз. Әр болаттың
диаграммасындағы фазалардың пайда болу-тез жойылу
аймақтарын терең меңгеріп, нақты мақсатқа сәйкес термиялық
өңдеу (қыздыру, шынықтыру, жасыту) процедураларын әзірлеу –
сапалы және ұзақ қызмет ететін инструмент жасаудың кепілі.