Вивчено вплив електронно-променевого переплаву на формування структури та властивості швидкорізальної сталі. Досліджено процеси затвердівання, формування структури та фазових перетворень у даній сталі за електронно-променевого переплаву та термічної обробки. Установлено, що процес затвердівання та кристалізації швидкорізальної сталі за зазначених умов є багатостадійним і відбувається у розширеному температурному інтервалі перитектичного перетворення. З'ясовано, що прискорене охолодження швидкорізальної сталі, фазові перетворення та структурні зміни, що відбуваються на стадії первинної кристалізації розплаву, призводять до подрібнення структури її металевої основи, рівномірного розподілу евтектичних карбідів і зміни механізму руйнування з переходом від грубого міжзеренного та змішаного з розвиненими поверхнями зламу, що свідчить про збільшення ступеня пластичної деформації, яка передує руйнуванню. Виявлено визначальний вплив первинної структури та морфології карбідної фази швидкорізальної сталі на її фізико-механічні й експлуатаційні властивості. Базуючись на результатах досліджень технологічних властивостей, оптимізовано технології електронно-променевого переплаву та термічної обробки даної сталі.

  Скачати повний текст

Установлено закономірності процесів кристалізації та структуроутворення в об'ємі консолідованих заготовок економнолегованих швидкорізальних сталей за умов технології струменевого формування та їх взаємозв'язок з характеристиками кінцевої структури сталей після пластичної деформації та змінювальної термічної обробки. Виявлено, що в економнолегованих швидкорізальних сталей у разі підвищення ступеня переохолодження розплаву під час кристалізації формується дрібнозерниста консолідована структура без обособлених утворень карбідної евтектики та великих первинних карбідних (карбонітридних) фаз, що зумовлює підвищення технологічної сталі та покращує її структуру після пластичної деформації та термічного зміцнення. За цього у порівнянні з іншими сталь Р2АМ5 мала понижену деформівність, взаємопов'язану з негативним впливом азоту. Показано, що структура сталі, одержаної струменевим формуванням, після пластичної деформації прокатуванням характеризується високою дисперсністю структурних складових, зокрема, карбідної фази, що зберігається після високотемпературної зміцнювальної термічної обробки, забезпечуючи високі фізико-механічні властивості сталей. Показано ефективність впливу додаткового комплексного легування (N - Si - Nb - V) швидкорізальної сталі Р2АМ5 на її фізико-механічні властивості, що дозволило знизити утричі вміст фольфраму за підвищення міцності, пластичності й експлуатаційних властивостей різального інструменту.

  Скачати повний текст

Вирішено проблему збільшення стійкості штампового інструменту холодного деформування шляхом підвищення конструкційної міцності сталей для їх виготовлення. На підставі підбору легувальних елементів і їх кількості з метою максимального зниження сумарних спотворень кристалічної решітки запропоновано принцип компенсаційного легування (КЛ). Розроблено склади сталей, які найбільш повно відповідають цьому принципу. Наведено спосіб одержання двошарових карбідних покриттів з порошкових сумішей, що мають меншу крихкість завдяки більш плавній зміні твердості та коефіцієнта лінейного розширення. Доведено, що стійкість інструменту з запропонованих сталей, на відміну від тих, що використовуються, зросла (залежно від виду інструменту та марки сталі) в 1,7 - 12 разів.

  Скачати повний текст

Представлено теоретичні та експериментальні дослідження процесу плазмової поверхневої обробки інструментальних сталей. З використанням теорії теплопровідності розроблено методику розрахунку параметрів термічного циклу та оптимальних режимів плазмової обробки інструмента вздовж робочої кромки. На підставі металографічних досліджень встановлено механізми фазових і структурних перетворень в інструментальних сталях під час комплексної об'ємно-плазмової обробки, яка має об'ємне гартування за температур, нижчих і вищих від стандартних, а також плазмову поверхневу обробку за оптимальними режимами. Запропоновано методику механічних випробувань, яка дозволяє одержувати кількісні характеристики міцності та пластичності металу зміцненого шару. На підставі металографічних і рентгеноструктурних досліджень вивчено вплив різних механізмів зміцнення (твердорозчинного, зернограничного, субструктурного та дисперсійного) у процесі об'ємно-плазмової обробки на експлуатаційні властивості інструментальних сталей. Розроблено наукові основи технології комплексної обробки інструменту, яка забезпечує одночасне підвищення твердості й теплопровідності, а також міцності та пластичності у металі зміцненого шару.

  Скачати повний текст

Виявлено особливості структури та механічних властивостей швидкозагартованих матеріалів: утворення нових метастабільних фаз, нехарактерних для повільного охолодження, які мають досить просту кристалографічну гратку та щільне пакування; високі механічні властивості (твердість, пластичність і міцність) порошків і виготовлених з них компактних матеріалів, особливо легованих бором, що пояснюється високою енергією взаємодії бору та надлишкового вуглецю з дефектами структури (дислокаціями, межами зерен, міжфазовими межами); високу мікротвердість поверхневих шарів, створених у процесі плазмово-детонаційної обробки, що пов'язана з формуванням наноструктурного мартенситу та насиченням поверхневих шарів вуглецем.

  Скачати повний текст

Вдосконалено та запатентовано плазмотрон побічної дії з конічною ділянкою внутрішнього каналу. Проведено багатофакторний аналіз впливу технологічних параметрів плазмової обробки на властивості та розміри модифікованих шарів. Здійснено дослідження структури та фазового складу модифікованих шарів в низьколегованих і швидкорізальних інструментальних сталях за поверхневого плазмового оплавлення. Досліджено вплив плазмової поверхневої модифікації механізми утворення залишкової напруги в оплавлених шарах інструментальних сталей, ударну в'язкість інструментальних сталей. Встановлено рекомендації та технологічні прийоми одержання бездефектних модифікованих шарів з ультратонкою литою структурою. Розроблено технологічні процеси плазмової поверхневої модифікації.

  Скачати повний текст

Вперше встановлено вплив пористості, ступеня та температури гарячого екструдування швидкорізальної сталі на її властивості, що дозволило обгрунтувати оптимальне значення щільності екструдованої заготовки. Вперше визначено температурно-силові інтервали екструдування порошкової сталі Р6М5К5 з передачею тиску через рідке та газове середовище, використання яких дозволяє знизити тиск деформування та підвищити ефективність технології виробництва заготовок зі швидкорізальної сталі. Вперше визначено комплексний вплив різних параметрів екстудування на формування макро- та мікроструктури сталі Р5М5К5 і остаточного комплексу властивостей. Одержали подальший розвиток уявлення про вплив деформації з високим ступенем на структуру та механічні властивості сталей. Визначено вплив деформації зі ступенем до 96 % на формування дислокаційної структури та внутрішні напруження в матеріалі.

  Скачати повний текст