Введение
1 Обзор литературных источников 9
1.1 Условия работы, причины выхода из строя и требования, предъявляемые к материалу инструмента, работающего в условиях повышенных температур, нагружения и износа . 9
1.2 Обзор перспективных микролегированных сталей инструментального класса, предназначенных для изготовления инструмента, работающего в условиях повышенного нагружения и износа 11
1.3 Механизмы упрочнения микролегированных сталей инструментального класса 15
1.3.1 Зернограничное упрочнение . 15
1.3.2 Твердорастворное упрочнение 16
1.3.3 Дисперсионное упрочнение 17
1.4 Системы легирования микролегированных сталей. Влияние легирования на формирование свойств микролегированных сталей инструментального класса 20
1.4.1 Основные легирующие элементы . 20
1.4.2 Микролегирующие элементы 22
1.5 Особенности фазовых превращений в микролегированных высокопрочных и износостойких инструментальных сталях 28
1.5.1 Особенности распада переохлажденного аустенита в микролегированных сталях инструментального класса . 29
1.5.1.1 Влияние легирующих элементов на перлитное превращение 33
1.5.2 Особенности распада аустенита в бейнитной области 34
1.5.2.1 Кинетика бейнитного превращения 36
1.6 Термическая обработка крупногабаритного тяжелонагруженного инструмента . 38
1.7 Постановка задач исследования 41
2 Материал и методики исследования . 43
2.1 Выбор материала для исследования 43
2.2 Методы исследования 44
2.2.1 Микроскопические исследования . 44
2.2.2 Электронномикроскопические исследования (РЭМ и ПЭМ) 45
2.2.3 Дилатометрические исследования 45
2.2.4 Исследования распада аустенита в изотермических условиях 46
2.2.5 Выделение карбидной фазы 46
2.2.6 Фазовый и рентгеноструктурный анализ . 47
2.2.7 Механические испытания 48
2.2.8 Испытания на горячую твердость . 50
3 Исследование кинетики распада переохлажденного аустенита в опытных микролегированнях сталях инструментального класса 51
3.1 Определение критических точек сталей 100Х3Г2МТР, 70Х3Г2ВТБ и 70Х3Г2ФТР 51
3.2 Выбор оптимальной температуры аустенитизации . 52
3.2.1 Определение зависимости температуры начала мартенситного превращения от температуры аустенитизации 52
3.2.2 Влияние температуры нагрева на размер аустенитного зерна 53
3.2.3 Исследование влияния температуры аустенитизации на размер аустенитного зерна 55
3.2.4 Твердость исследуемых сталей после закалки 55
3.3 Превращение переохлажденного аустенита в сталях при непрерывном охлаждении 56
3.4 Исследование кинетики распада аустенита в изотермических условиях 63
3.5 Выводы по главе 94
4 Оптимизация режимов термической обработки микролегирвоанных инструментальных стале 96
4.1 Термическая обработка микролегированных инструментальных сталей 96
4.1.1 Предварительная термическая обработка 96
4.1.1.1 Исследование структуры и свойств сталей в литом и откованном состояниях 96
4.1.1.2 Исследование структуры, фазового состава и свойств исследуемых сталей после отжига 103
4.1.2 Окончательная термическая обработка микролегированных инструментальных сталей 108
4.1.2.1 Влияние температуры закалки на структуру и свойства опытных сталей 108
4.1.2.2 Исследование процессов отпуска микролегированных инструментальных сталей 117
4.1.2.2.1 Сопротивление разупрочнению при отпуске 117
4.1.2.2.2 Микроструктура исследуемых сталей после отпуска . 118
4.1.2.2.3 Исследование изменения карбидной фазы при отпуске . 122
4.2 Механические свойства исследуемых сталей . 124
4.3 Рекомендации по оптимизации режимов термической обработки крупногабаритных изделий из опытных микролегированных сталей инструментального класса 130
4.4 Моделирование физико-механических процессов при термической обработки готовых изделий из исследуемых сталей 133
4.5 Выводы по главе 145
Заключение . 147
Список литературы . 148
Приложения . 156
