Obrabotka Metallov. 2016 no. 4(73)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (73) 2016 44 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ основополагающие, характерные для него при- знаки. На основании анализа работ в области бу- латного оружия [1–12] нами был сделан вывод, что в некоторых образцах булатных сталей це- ментитные кристаллы имеют признаки, отлича- ющие их от первичного и вторичного цементита, образующегося в типичных железоуглероди- стых сплавах. Характерная особенность данного цементита заключается в аномальной крупности кристаллов, имеющих форму неправильных ок- таэдров и призм. С нашей точки зрения, цемен- тит, присутствующий в булатных клинках, по морфологии близок к эвтектическим карбидам ледебуритных сталей [13, 14]. В периодической литературе нет единого мнения о терминологии, касающейся аномально крупных карбидных образований. При анализе легированных ледебуритных сталей для обо- значения крупных карбидов, имеющих форму неправильных октаэдров и призм, встречаются такие термины, как «угловатые карбиды», «при- зматические карбиды», «ограненные карбиды», «эвтектические карбиды» [15–19]. Последний термин встречается, вероятно, наиболее часто. Предполагается, что карбиды этого типа обра- зуются из эвтектики путем перекристаллизации метастабильных соединений типа М 6 С и М 3 С в стабильные карбидные образования типа МС, М 2 С и М 7 С 3 с гексагональной структурой. Механизм образования аномально крупных ограненных карбидов в нелегированных железо- углеродистых сплавах типа булат до сих пор не выяснен. Вопрос о преобразовании цементита в угловатые карбиды ограненной формы, с нашей точки зрения, является одним из наиболее инте- ресных и важных в анализируемой проблеме. Он имеет не только научное, но и прикладное значе- ние. Знание ответа на этот вопрос и влияние на процесс преобразования цементита позволяют управлять широким комплексом механических и физических свойств нелегированных высокоугле- родистых сплавов типа булат. Цель данной работы – изучение нелегиро- ванных высокоуглеродистых сплавов ледебу- ритного класса и создание ресурсосберегающей технологии получения режущего инструмента, обладающего повышенной упругостью при ди- намических нагрузках. Механические свойства данных сплавов будут зависеть главным образом от морфологических особенностей избыточных карбидов и способности перлитной матрицы воспринимать нагрузку. Методика проведения исследований Объектами исследования служили отливки из высокоуглеродистого сплава типа БУ22А, содер- жащего 2,25 % C; 0,065 % Si; 0,024 % Mn; 0,002 % P; 0,004 % S. Сплав был получен в вакуумной печи на научно-производственной базе ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина». Цифры и бук- вы и в маркировке сплава означают следующее: БУ – булат углеродистый, содержащий не выше 0,1 % марганца и кремния каждого в отдельности; 22 – средняя массовая доля углерода; А – высоко- качественный сплав. Нагрев образцов в процессе термической об- работки проводили в камерной лабораторной печи типа СНОЛ 6/11. Деформацию заготовок осуществляли методом косой ковки (под углом 45 ° ) в интервале температур от 850 до 650 ° С. Металлографические исследования были вы- полнены на оптическом микроскопе МЕТАМ РВ-21-2 в диапазоне увеличений от 50 до 1100 крат. Для более глубоких структурных иссле- дований использовали растровый электронный микроскоп Carl Zeiss EV0 50 XVP, оснащенный микроанализатором EDSX-Act. Химический со- став сплава контролировали на оптико-эмисси- онном спектрометре типа  ARL  3460. Фазовый состав материала оценивали на рентгеновском дифрактометре ARL X’TRA. Дифракционные картины образцов были зарегистрированы с ис- пользованием в качестве источника излучения медной рентгеновской трубки при напряжении 40 кВ и токе 40 мА. Анализ образцов осущест- вляли в геометрии на отражение без монохрома- тизации падающего и отраженного излучения. Средняя величина длины волны пучка l , фик- сируемой энергодисперсионным Si(Li) детек- тором, составляла 0,15406 нм. Дифракционные картины регистрировали с шагом D 2θ = 0,02 и 0,05 ° в режиме времени t = 4…9 с. Результаты исследований и их обсуждение Известно, что упругие свойства материала и режущая способность изготовленного из него инструмента в значительной степени зависят от