Obrabotka Metallov. 2016 no. 4(73)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (73) 2016 43 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ УДК 669.141.13 МОРФОЛОГИЯ ИЗБЫТОЧНОЙ КАРБИДНОЙ ФАЗЫ В ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВАХ ТИПА БУЛАТ Д.А. СУХАНОВ 1 , канд. техн. наук Л.Б. АРХАНГЕЛЬСКИЙ 2 , президент Н.В. ПЛОТНИКОВА 3 , канд. техн. наук, доцент ( 1 ООО «АСК-МСЦ», г. Москва, 2 Союз кузнецов России, г. Москва, 3 НГТУ, г. Новосибирск ) Поступила 5 июля 2016 Рецензирование 10 октября 2016 Принята к печати 31 октября 2016 Суханов Д.А. – 117246, Москва, Научный проезд, 8, строение 1 ООО «АСК – МСЦ» (металлосервисный центр) е-mail: suhanov7@mail.ru Проведен анализ морфологии избыточных карбидов в нелегированных высокоуглеродистых сплавах типа булат в зависимости от степени переохлаждения расплава, термической обработки и пластической деформации материала. Показано, что процесс кристаллизации сплава с высоким содержанием углерода (2,25 % С) при больших степенях переохлаждения отличается особенностями, характерными для высоко- углеродистой стали, а также, что при горячей деформации булатной стали со структурой видманштеттова цементита не происходит его дробления. Пластины видманштеттова цементита расщепляются на отдельные слои толщиной 0,6…1,0 мкм. Однако образование такой структуры материала не обеспечивает высоких ре- жущих свойств инструмента. В процессе высокотемпературного отжига исходной структуры при температуре 1150 ° С в течение двух часов зафиксировано образование микрообъемов со структурой ледебурита, отлича- ющегося по строению от ледебурита, характерного для белых чугунов. Зафиксированы два конкурирующих процесса формирования избыточных карбидов при деформации булатной стали, связанные со сфероидиза- цией и огранкой частиц. Рассмотрены три варианта образования ограненных эвтектических карбидов при- зматической формы в железоуглеродистых сплавах. Один из них предполагает термическое деление пластин вторичного цементита либо цементита ледебурита на отдельные микрообъемы. Второй вариант связан с дроблением кристаллов цементита в процессе деформации материала и образованием угловатых осколков. Третий вариант основан на превращении цементита метастабильного ледебурита в стабильные карбиды при- зматической морфологии. Показано, что карбидная неоднородность в нелегированных высокоуглеродистых сплавах типа булат представляет собой совокупность крупных ограненных эвтектических карбидов призма- тической формы. Ожидается, что образование морфологии избыточного цементита в виде ограненных при- зматических карбидов положительным образом отразится на режущих свойствах инструмента. Ключевые слова: булат; инструментальная сталь; сталь ледебуритного класса. DOI: 10.17212/1994-6309-2016-4-43-51 Введение В настоящее время существует мнение, что булатная сталь утратила свое прежнее практиче- ское значение. С нашей точки зрения, одним из объяснений этого является то, что у специали- стов нет согласованных представлений о хими- ческом составе и микроструктуре материалов такого типа, которые определяли бы их техно- логические свойства и обосновывали область применения в современном промышленном производстве. Таким образом, для того чтобы объяснить причины сочетания отличной режу- щей способности булатного клинка с высокой упругостью материала, необходимо выявить истинную структуру материала и подчеркнуть