Высокотемпературный износ инструментальных сталей

Стали типа У7А … У12А обычно называют инструментальными, так как они обладают высокой твердостью и рядом других свойств.

Тепловой фактор сильно влияет на свойства данных сталей. Инструментальные стали, имеющие мартенситную структуру и высокую твердость, находятся в состоянии более далеком от равновесного и, следовательно, менее устойчивом.

Износостойкость в зависимости от содержания углерода и температуры испытания показана на рис. 1. С увеличением содержания углерода износостойкость повышается, однако с увеличением температуры испытания до 873К, а так же выделение дополнительного тепла за счет трения резко повышают температуру рабочей поверхности, что в конечном итоге приводит к оплавлению рабочей кромки. Твердость резко падает и инструмент получает повышенную пластичность, что влечет за собой изменение гравюры.

Рисунок 1: Износ инструментальных сталей 1 - сталь У7А 2 - сталь У10А 3 - сталь У12А

В результате анализа структурных превращений, протекающих в поверхностных слоях, установлено, что на поверхности трения исследуемых сталей образуется новая структурная область, обладающая высокой твердостью и повышенной хрупкостью. Этот слой практически не поддавался травлению. Образование "белого" слоя можно отнести за счет циклического теплового воздействия, а также за счет диффузии и концентрации атомов углерода на поверхности трения. Подобные явления на поверхности отмечались в работе [1]

Ниже "белого" слоя наблюдалась обычная структура с повышенной травимостью, но с рельефом мелкокристаллического мартенсита. Измельчение пластин мартенсита связано со специфическим строением аустенита, образующего в условиях интенсивного циклического трения с сопутствующим 811"