Влияние структурных параметров на механические свойства стали Р6М5 в условиях упрочняющей поверхностной обработки

Abstract

Работа посвящена исследованию структурно-фазовых изменений в поверхностных слоях быстрорежущей стали Р6М5 после упрочняющей импульсно-плазменной поверхностной обработки на различных режимах и влияния параметров формирующихся структур на эксплуатационные свойства инструмента. В результате комплексных исследований и расчетно-аналитического прогнозирования свойств прочности, коэффициента вязкости разрушения и трещиностойкости поверхностей, упрочненных на различных технологических режимах, установлено, что оптимальные свойства поверхностных слоев обеспечиваются при рекомендуемых режимах импульсно-плазменной поверхностной обработки, повышающих общий уровень прочности на 25 % по сравнению с основным металлом за счет измельчения зеренной структуры (в 1,5…2 раза), увеличения вклада субструктурного, зеренного, дислокационного и дисперсионного механизмов упрочнения. При этом уровень локальных внутренних напряжений в обработанном слое составляет ~0,018…0,44 от теоретической прочности материала, что не представляет опасности трещинообразования из-за отсутствия резких градиентов по внутренним напряжениям и равномерно повышенной плотности дислокаций (10¹¹…2⋅10¹¹см⁻²) по сравнению с основным металлом. Показано, что при существенном упрочнении обработанных слоев быстрорежущей стали значение коэффициента вязкости разрушения на 15 % выше по сравнению с основным металлом. Таким образом, применение рекомендуемых режимов импульсно-плазменной поверхностной обработки приводит к модифицированию структурно-фазового состояния поверхностного слоя и повышению его механических свойств.