Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 4 2019 118 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ резов ( n ) при заданном усилии реза ( P ) до полно- го проскальзывания образца по войлоку. Испытания на усталостную долговечность проводили на плоских образцах, имевших раз- меры 50×20×55 мм, толщиной 2 мм. Имита- торами зазубрин на клинке служили надрезы глубиной 1 мм, полученные на электроискро- вом станке латунной проволочкой диаметром 0,15 мм. Нагружение образцов осуществлялось штоком, совершающим возвратно-поступатель- ное движение, по схеме трехточечного изгиба. Шток получал движение за счет вращения вала, соединенного муфтой с валом электродвигателя. Измеряли длину усталостной трещины L (мм) в заданное число циклов нагружения до полного разрушения образца. Результаты и обсуждения Микроструктура углеродистой инструмен- тальной стали У15А после термической об- работки представляла собой матрицу из смеси пластинчатого троостита и отпущенного мар- тенсита, в которой равномерно распределены частицы избыточного цементита практически глобулярной формы, расположенные вблизи бывших аустенитных зерен (рис. 4, a ). Ранее в работах [18, 19] было установлено, что микроструктура булатной стали Ds15P пред- ставляет собой пластинчатый троостит с меж- пластинчатым расстоянием не более 100 нм, в Рис. 4. Структура образцов: а – гомогенная сталь У15А ; б – слоистая сталь Ds15P Fig. 4. Structure of samples: a – homogeneous steel (U15A); б – layered steel (Ds15P) а б котором слоями расположены частицы избыточ- ного цементита. Толщина трооститных проме- жутков между карбидными слоями находится в диапазоне от 45 до 75 мкм. В результате на тем- ном фоне трооститной матрицы можно наблю- дать светлые прерывистые слои толщиной от 15 до 45 мкм, состоящие из продолговатых окру- глых частиц цементита (рис. 4, б ). Плотность прерывистых карбидных слоев составляет от 10 до 15 шт. на 1,0 мм. Существует несколько различных мнений на счет природы образования карбидных слоев в булатных сталях. Некоторые из них сводятся к тому, что карбидные слои образуются в ре- зультате низкотемпературной ковки в диапазоне 650…850  С. В данном диапазоне температур избыточный вторичный цементит не растворя- ется в аустените. В процессе низкотемператур- ной ковки происходит его дробление на отдель- ные части. По мнению авторов [20–21], только в этом диапазоне температур ковки сохраняются узоры на поверхности клинка. Таким образом, избыточные карбиды в подлинной дамасской стали являются сфероидными осколками раз- дробленной цементитной сетки. Образования таких структур описываются по механизму Wad- sworth–Sherby [6]. Другое мнение на природу образования кар- бидных слоев сводится к тому, что крупные продолговатые карбиды сформировались в про- цессе кристаллизации неоднородного булатного