» » Электрохимическое модифицирование быстрорежущей стали при электрошлаковом переплаве
18.12.2014

Быстрорежущая сталь Р6М5 является производной от стали P18, в которой часть вольфрама заменена молибденом в соотношении 1:1,5. Режущие свойства вольфраммолибденовых сталей рующем эффекте лития. Однако вязкость металла, полученного при переплаве на переменном токе, несколько ниже. Это является еще одним подтверждением того, что вязкое течение металла определяется не только модифицирующим действием восстановленного из шлака лития, но и содержанием остаточного кислорода, серы, неметаллических включений и целым комплексом других параметров.
Наряду с определением вязкости выполнены измерения поверхностного натяжения стали Р6М5. Литий является поверхностно-активным компонентом, и повышение его концентрации должно привести к снижению поверхностного натяжения стали, как это происходит при модифицировании кальцием, стронцием и барием. С другой стороны, литий в стали взаимодействует с растворенным кислородом и отчасти с серой, которые сами являются поверхностно-активными компонентами. Очищение металла при модифицировании от этих вредных примесей приводит к повышению поверхностного натяжения. Одновременным влиянием этих двух противоположных тенденций и определяется результирующая изотерма поверхностного натяжения, представленная на рис. 44.
Электрохимическое модифицирование  быстрорежущей стали при электрошлаковом переплаве

Микроструктура эвтектик быстрорежущей стали Р6М5 и распределение их в слитке ЭШП. Микроструктурный анализ позволяет выделить в изучаемой стали следующие эвтектические структурные составляющие: скелетную, пластинчатую и стержневую. Карбид скелетной эвтектики однороден по составу; карбиды же пластинчатой и стержневой эвтектик в центре колонии содержат меньше легирующих элементов, чем на периферии. В табл. 18 приведено изменение соотношения между эвтектическими колониями различных структурпых типов в зависимости от параметров токового режима и состава применяемого флюса. Как следует из этой таблицы, переход с переменного тока на постоянный обратной полярности повышает содержание стержневой эвтектики и уменьшает количество пластинчатой. В этом же направлении влияет и повышение содержания Li2O в шлаке. Эта тенденция к изменению структуры обусловлена следующими обстоятельствами. Внешняя форма и симметрия эвтектических колоний определяются габитусом и симметрией кристаллов карбида. Двойной карбид характеризуется кубической решеткой. Колония на базе этого карбида растет в виде трехмерного дендрита, ветви которого представляют собой цепочки элементов октаэдрической формы. При переплаве на постоянном токе плотность зарядов неравномерно распределяется на ветвях растущих дендритов и блокирует рост длинных цепочек игл, способствуя получению более однородной структуры. Литий, являясь поверхностно-активным веществом, также располагается в основном в поверхностном слое жидкости на границе с кристаллом и способствует получению мелкозернистой, более равномерной дендритной структуры.
Электрохимическое модифицирование  быстрорежущей стали при электрошлаковом переплаве

Влияние режима переплава и состава флюса на микроструктуру и свойства стали Р6М5. На рис. 45 помещены фотографии микроструктуры образцов слитков, полученных при переплаве на различных режимах тока под флюсом АНФ-6, а на рис. 46 — с добавками 10 мас.% Li2O. Эталонным образцом для сравнения являлся слиток, полученный переплавом на переменном токе под флюсом, не содержащим окислов лития. Структура металлической основы этого слитка представляет собой сорбитообразный перлит.
Электрохимическое модифицирование  быстрорежущей стали при электрошлаковом переплаве

На рис. 45 отчетливо проявляются дендриты первичного твердого раствора, основы которых окружены карбидными цепочками. На шлифе слитка, полученного при переплаве на постоянном токе прямой полярности (рис. 45, в), отмечается уменьшение размера поперечного сечения дендритных осей, которое минимально у слитка, модифицированного литием при переплаве на обратной полярности. Модифицирование литием приводит к снижению ликвационной неоднородности, повышению плотности и выравниванию структуры по сечению ветвей первичного твердого раствора, которая определяется степенью незавершенности перитектичного превращения. Все это способствует повышению пластических свойств стали Р6М5. Данное свойство является определяющим по выходу годного металла при первом горячем переделе быстрорежущей стали. Оно зависит, как уже отмечалось, от морфологии аустенитно-карбидной эвтектики, содержания кислорода в стали и от качества микроструктуры металла.
Электрохимическое модифицирование  быстрорежущей стали при электрошлаковом переплаве

Результаты испытания сталей, переплавленных методом ЭЛП на различных токовых режимах, приведены па рис. 47. Исследования проведены на машине СМЭТ-10Т при частоте вращения активного захвата 30 мин-1 и температурах 1120, 1160 и 1200° С.
Из рис. 47 следует, что наиболее высокой пластичностью обладает металл, переплавленный на постоянном токе обратной полярности. Пластичность металла, выплавленного на переменном токе, занимает промежуточные значения. Введение Li2O во флюс АНФ-6 во всех случаях приводит к увеличению пластичности.