Разработка и исследование высокопрочных быстрорежущих сталей на основе диспергированных электроэрозией частиц сплава Р6М5

Целью настоящего исследования являлось проведение металлографических исследований высокопрочных быстрорежущих сталей на основе диспергированных электроэрозией частиц сплава Р6М5.

Методы. Электродиспергирование отходов сплава Р6М5 осуществляли в запатентованном авторами диспергаторе металлоотходов. В качестве рабочей жидкости использовался керосин осветительный. Сплавление электроэрозионной шихты осуществляли в системе искрового плазменного сплавления SPS 25-10 "Thermal Technology" (США). Поставленные в работе задачи решались с использованием современного оборудования и взаимодополняющих методов физического материаловедения, в том числе элементный состав быстрорежущих сталей изучали на энергодисперсионном анализаторе рентгеновского излучения фирмы "EDAX" (Нидерланды), встроенном в растровый электронный микроскоп "QUANTA 200 3D" (Нидерланды); фазовый состав быстрорежущих сталей изучали на рентгеновском дифрактометре "Rigaku Ultima IV" (Япония); микроструктуру сплавов изучали на электронно-ионном сканирующем (растровом) микроскопе с полевой эмиссией электронов "QUANTA 600 FEG" (Нидерланды).

Результаты. Экспериментально установлено, что быстрорежущие стали из диспергированных электроэрозией частиц отходов сплава Р6М5 имеют следующие характеристики:  мелкозернистое строение без пор, трещин и несплошностей; основными элементами являются Fe, W, Cr, Mo и С; основными фазами являются Fe₃С, Мо₂С, Fe, W, Cr.

Заключение. Комплекс металлографических исследований новых быстрорежущих сталей, изготовленным искровым плазменным сплавлением порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов сплава Р6М5 в керосине, показал высокую эффективность применения технологии искрового плазменного сплавления для обеспечения высоких механических свойств быстрорежущим сталям из диспергированных электроэрозией частиц отходов сплава Р6М5.

1. Change in high temperature wear resistance of high speed steel by plasma nitriding / B. K. Rakhadilov, L. G. Zhurerova, M. Scheffler, A. K. Khassenov // Вестник Карагандинского университета. Серия: Физика. 2018. № 3 (91). С. 59–65.

2. Structure and phase composition of high - speed steels / B. K. Rakhadilov, W. Wieleba, M. K. Kylyshkanov, A. B. Kenesbekov, M. Maulet // Вестник Карагандинского университета. Серия: Физика. 2020. № 2 (98). С. 83–92.

3. Влияние режимов термической обработки на структуру и физико-механические свойства быстрорежущей стали / А. М. Гурьев, С. Г. Иванов, М. А. Гурьев, А. А. Бердыченко, Е. В. Черных // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2018. Т. 15, № 1. С. 103–108.

4. Влияние термической обработки на структуру и свойства быстрорежущей стали / А. М. Гурьев, С. Г. Иванов, М. А. Гурьев, А. А. Бердыченко // Ползуновский альманах. 2017. № 4-5. С. 128–132.

5. Упрочнение контактных поверхностей инструмента из быстрорежущих сталей дисперсно-упрочненным композитным хромовым покрытием / С. Ю. Жачкин, А. И. Болдырев, А. А. Болдырев, Н. А. Пеньков, В. В. Михайлов, О. А. Сидоркин // Упрочняющие технологии и покрытия. 2017. № 12 (156). С. 572–574.

6. Лавро В. Н. Исследование и разработка технологии нанесения износостойких ионно-плазменных покрытий на режущий инструмент из быстрорежущей стали // Современные материалы, техника и технологии. 2017. № 6 (14). С. 36–41.

7. Малушин Н. Н., Валуев Д. В., Осипов Е. Г. Возможность применения при многослойной наплавке эффекта кинетической пластичности в быстрорежущих сталях при мартенситном и бейнитном превращении // Современные материалы, техника и технологии. 2017. № 7 (15). С. 53–57.

8. Шабалин В. Н. Структура и свойства быстрорежущей стали, микролегированной бором при ЭШП отходов инструмента // Ползуновский альманах. 2017. № 1. С. 58–63.

9. Байков А. М., Баранова Л. И., Купалова И. К. Карбиды типы МС в вольфрамомолибденовых быстрорежущих сталях // Металловедение и термическая обработка металлов. 1974. № 6. С. 72–74.

10. Морозов С. И. Применение современных программных средств для расчета процесса кристаллизации быстрорежущих сталей // Электрометаллургия. 2015. № 9. С. 19–21.

11. Крукович В. В., Борисова Л. Г. Изменение структур и свойств быстрорежущих сталей в результате легирования и сложной термической обработки // Научный форум. Сибирь. 2016. Т. 2, № 1. С. 19–20.

12. Хараев Ю. П., Грешилов А. Д. Исследования карбидной фазы литой быстрорежущей стали // Современные наукоемкие технологии. 2007. № 11. С. 47–48.

13. Чаус А. С. Структурные и фазовые превращения при термической обработке литой быстрорежущей стали с повышенным содержанием хрома // Физика металлов и металловедение. 2008. Т. 106, № 1. С. 85–92.

14. Куц В. В., Ивахненко А. Г., Агеева Е. В. Строение и свойства порошковой быстрорежущей стали, полученной электроэрозионным диспергированием в воде // Современные материалы, техника и технологии. 2017. № 5 (13). С. 50–54.

15. Характеристики электроискровых покрытий, полученных электродами из электроэрозионных порошков быстрорежущей стали / Е. В. Агеева, Р. А. Латыпов, Е. В. Агеев, А. Ю. Алтухов, В. Ю. Карпенко // Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2015. № 2. С. 62–65.

16. Агеева Е. В., Алтухов А. Ю., Пикалов С. В. Исследование микротвердости синтезированной порошковой быстрорежущей стали из электроэрозионных порошков, полученных в водной среде // Современные материалы, техника и технологии. 2015. № 1 (1). С. 13–16.

17. Патент 2449859 Российская Федерация, МПК В22Н 9/14, В23Н 1/02, В82Y40/00. Установка для получения нанодисперсных порошков из токопроводящих материалов / Агеев Е. В., Семенихин Б. А., Латыпов Р. А., Аниканов В. И. № 2010104316/02; заявл. 08.02.2010; опубл. 10.05.2012, Бюл. № 13.

18. Агеев Е. В., Карпенко В. Ю. Исследование свойств спеченных заготовок из порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов быстрорежущей стали // Современные материалы, техника и технологии. 2016. № 4 (7). С. 10–16.

19. Агеев Е. В., Алтухов А. Ю., Воробьев Е. А. Применение электроэрозионного порошка быстрорежущей стали при восстановлении изношенных деталей автомобилей // Вестник Брянского государственного технического университета. 2016. № 4 (52). С. 192–198.

20. Агеева Е. В., Зубарев М. В. Установка для получения порошковых материалов, пригодных для технологических процессов восстановления и упрочнения деталей // Труды ГОСНИТИ. 2017. Т. 129. С. 169–173.

21. Размерные характеристики бронзового электроэрозионного порошка, полученного в воде / Е. В. Агеева, Е. В. Агеев, В. Ю. Чаплыгин, А. А. Горохов // Известия ЮгоЗападного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2016. № 1 (18). С. 30–35.

22. Элементный состав частиц порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов твердого сплава марки ВК8 / Р. А. Латыпов, Е. В. Агеев, Г. Р. Латыпова, А. Ю. Алтухов, Е. В. Агеева // Электрометаллургия. 2017. № 11. С. 26–31.

23. Проведение рентгеноспектрального микроанализа твердосплавных электроэро-зионных порошков / Е. В. Агеев, Г. Р. Латыпова, А. А. Давыдов, Е. В. Агеева // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 5 (44), ч. 2. С. 99–102.

24. Порошки, полученные электроэрозионным диспергированием отходов твердых сплавов – перспективный материал для восстановления деталей автотракторной техники / Е. В. Агеев, В. Н. Гадалов, Е. В. Агеева, Р. В. Бобрышев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 1 (40), ч. 1. С. 182–189.

25. Оценка эффективности применения твердосплавных электроэрозионных по-рошков в качестве электродного материала / Е. В. Агеев, Г. Р. Латыпова, А. А. Давыдов, Е. В. Агеева // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2012. № 1. С. 19–22.

26. Исследование химического состава порошков, полученных электроэрозионным диспергированием твердого сплава / Е. В. Агеев, Б. А. Семенихин, Е. В. Агеева, Р. А. Латыпов // Известия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 5. (38), ч. 1. С. 138a–144.

27. Проведение рентгеноспектрального микроанализа твердосплавных электроэрозионных порошков / Е. В. Агеев, Г. Р. Латыпова, А. А. Давыдов, Е. В. Агеева // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 5 (44), ч. 2. С. 99–102.