4189283773

52 L. Berkowski

Węglikotwórcze składniki w stalach stopowych przesuwają przemianę a-y w stronę wyższej temperatury i tworzą fazy (węgliki), które przy odpowiednim rozmieszczeniu i dyspersji sprzyjają lub utrudniają odkształcanie w wąskim przedziale podwyższonej plastyczności [17]. Dużą czułość na prędkość odkształcania wykazywała narzędziowa stal wysokowęglowa zawierająca aluminium [18]. W pracy [19] podano, że podczas badań własności stali szybkotnącej, w próbie rozciągania z prędkością 2,5x1 (X⁴ s"\ otrzymano w temperaturze 1000 °C (a więc znacznie powyżej temperatury A_C|) wydłużenie około 300 %.

Struktura materiału, a zwłaszcza wielkość ziaren, odgrywa ważną rolę podczas obróbki plastycznej w przedziale podwyższonej plastyczności [12, 17, 20, 21]; wpływa na wartość naprężenia uplastyczniające i wydłużenie. Na przykład, badania [11] wykazały, że dla osiągnięcia dużej plastyczności (wydłużenie około 1000 %) średnia średnica ziaren stali winna wynosić 3,2 - 4,5 pm. Ważna jest także wielkość cząstek drugiej fazy. W pracy [17] wykazano, że na odkształcalność stali szybkotnącej w obszarze podwyższonej plastyczności wpływają również układ włókien, utleniona powierzchnia i, w mniejszym stopniu, niejednorodność węglików.

W pracach [10 i 22], w których obniżenie oporu plastycznego przypisuje się przemianom zachodzącym w ferrycie, stwierdzono istotne znaczenie cementytu, którego wzrost udziału i morfologia (perlit lamelamy) tłumią efekt nadplastyczny. Na rys. 7 przedstawiono wyniki badania plastometrycznego niskowęglowej stali głębokotłocznej [20]; zależność „średniego oporu plastycznego” od temperatury badania przy przerywanym skręcaniu. Zastosowano przy tym różny czas przerwy do kolejnego fragmentu odkształcania. Z wykresu wynika, że wzrost udziału austenitu w przedziale A_r3 - A_ri powoduje wzrost oporu plastycznego, a jego minimum ma miejsce w temperaturze A_r(. Badania tego zjawiska na stopowych stalach narzędziowych wykazały [23], że efekt podwyższonej plastyczności można osiągnąć także w pobliżu punktu Curie ferrytu. Wtedy ważnym parametrem jest szybkość podgrzewania stali do temperatury obróbki.

Temperatura, X

Rys. 7. Krzywe zależności „średniego oporu plastycznego” od temperatury badania przy przerywanym skręcaniu stali niskowęglowej [20]

Fig. 7. Curves as a function ofthe mean flow stresses from the temperaturę obtained during intermittent tor-sion of the Iow carbon Steel [20]

5. OBRÓBKA PLASTYCZNA STALI

NARZĘDZIOWYCH

Z uwagi na duży opór plastyczny, kształtowanie wyrobów ze stali narzędziowych odbywa się w podwyższonej temperaturze. Przyjmując za granicę podziału temperaturę przemiany a - y (Ai), w pobliżu której stale wykazują wąski przedział podwyższonej plastyczności, wyróżnia się dwa zakresy temperaturowe obróbki plastycznej stali narzędziowych. Kształtowanie w temperaturze powyżej A| to obróbka plastyczna na gorąco, poniżej -na półgorąco (na ciepło).

5.1. Obróbka plastyczna na gorąco

Do niedawna obróbka plastyczna na gorąco była jedynym sposobem kształtowania wyrobów ze stali narzędziowych. Dotyczyło to zarówno stali narzędziowych do obróbki plastycznej na gorąco, jak również stali o dużej zawartości węgla i składników stopowych, stali o strukturze ledeburytycznej. W stalach tych duży udział twardych faz (węglików) utrudniał obróbkę plastyczną w obniżonej temperaturze, powodując kruchość. Właściwość ta powodowana była ścinaniem po granicy międzyfazo-wej lub występowaniem mikropęknięć dużych węglików. O zachowaniu stali podczas obróbki plastycznej na gorąco decydują zjawiska zachodzące przy odpowiednich warunkach odkształcania. Kształtowanie na gorąco wyrobów