Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Азотирование стали AISI D2 после глубокой криогенной обработки

Ф. Д. Рамос, М. Ф. К. Москосо, А. Регули, И. Л. Дьель, Т. С. Дьель

Аннотация


Проведено сравнительное исследование структуры, износостойкости и механических свойств инструментальной стали AISI D2 (Х12МФ) после традиционной и альтернативной термической обработки. Традиционная обработка состояла из закалки в вакуумной печи с последующим тройным отпуском, альтернативная — включала глубокую криогенную обработку с последующим азотированием в ванне с расплавленной солью. Установлено, что альтернативная термическая обработка изменяет морфологию вторичных карбидов в структуре стали и позволяет повысить вязкость разрушения при снижении твердости сердцевины.

Ключевые слова


инструментальная сталь; азотирование; глубокая криогенная обработка; включения карбидов; термическая обработка; микроструктура

Полный текст:

PDF

Литература


Moscoso M. F. C., Ramos F. D., de Lima Lessa C. R. et al. Effects of cooling parameter and cryogenic treatment on micro¬structure and fracture toughness of AISI D2 tool steel // J. Mater. Eng. Perform. 2020. V. 29, Is. 12. P. 7929 – 7939.

Ramos F. D., de Oliveira Bairros J., Moscoso M. F. C. Deep cryogenic treatment in AISI D2 tool steel punches to enhance tool life // Tecnol. Metal. Mater. Min. 2021. V. 18. E2442.

Das D., Ray K. K., Dutta A. K. Influence of temperature of sub-zero treatments on the wear behaviour of die steel // Wear. 2009. V. 267, Is. 9 – 10. P. 1361 – 1370.

Das D., Sarkar R., Dutta A. K., Ray K. K. Influence of sub-zero treatments on fracture toughness of AISI D2 steel // Mater. Sci. Eng. A. 2010. V. 528, Is. 2. P. 589 – 603.

Das D., Dutta A. K., Ray K. K. Sub-zero treatments of AISI D2 steel: Part I. Microstructure and hardness // Mater. Sci. Eng. A. 2010. V. 527, Is. 9. P. 2182 – 2193.

Das D., Dutta A. K., Ray K. K. Sub-zero treatments of AISI D2 steel: Part II. Wear behaviour // Mater. Sci. Eng. A. 2010. V. 527, Is. 9. P. 2194 – 2206.

Korade D. N., Ramana K. V., Jagtap K. R., Dhokey N. B. Ef¬fect of deep cryogenic treatment on tribological behaviour of D2 tool steel — An experimental investigation // Materials Today: Proceedings. 2017. V. 4, Is. 8. P. 7665 – 7673.

Sonar T., Lomte S., Gogte C., Balasubramanian V. Minimi¬zation of distortion in heat treated AISI D2 tool steel: Mecha¬nism and distortion analysis // Procedia Manuf. 2018. V. 20. P. 113 – 118.

Podgornik B., Majdic F., Leskovsek V., Vizintin J. Improving tribological properties of tool steels through combination of deep-cryogenic treatment and plasma nitriding // Wear. 2012. V. 288. P. 88 – 93.

ASTM E1823-13. Standard Terminology Relating to Fatigue and Fracture Testing. Annual Book of ASTM Standards. 2013. 25 p.

ASTM E2298. Standard Test Method for Instrumented Impact Testing of Metallic Materials. Annual Book of ASTM Standards. 2013. 9 p.

ASTM E384-2016. Standard Test Method for Knoop and Vi¬ckers Hardness of Materials. Annual Book of ASTM Stan¬dards, 2016. 29 p.

Amini K., Akhbarizadeh A., Javadpour S. Effect of deep cryo¬genic treatment on the formation of nano-sized carbides and the wear behavior of D2 tool steel // Int. J. Miner Metall. Mater. 2012. V. 19, Is. 9. P. 795 – 799.

Ghasemi-Nanesa H., Jahazi M. Simultaneous enhancement of strength and ductility in cryogenically treated AISI D2 tool steel // Mater. Sci. Eng. A. 2014. V. 598. P. 413 – 419.

Горынин В. И., Кондратьев С. Ю., Оленин М. И. Повышение сопротивляемости хрупкому разрушению перлитных и мартенситных сталей при термическом воздействии на морфологию карбидной фазы // МиТОМ. 2013. № 10(700). С. 22 – 29. [Gorynin V. I., Kondrat’ev S. Yu., Ole¬nin M. I. Raising the resistance of pearlitic and martensitic steels to brittle fracture under thermal action on the morpho¬logy of the carbide phase // Met. Sci. Heat Treat. 2014. V. 55, Is. 9 – 10. P. 533 – 539.]

Горынин В. И., Кондратьев С. Ю., Оленин М. И., Рогожкин В. В. Концепция карбидного конструирования сталей повышенной хладостойкости // МиТОМ. 2014. № 10(712). С. 32 – 38. [Gorynin V. I., Kondrat’ev S. Yu., Ole¬nin M. I., Ro¬gozhkin V. V. A concept of carbide design of steels with improved cold resistance // Met. Sci. Heat Treat. 2015. V. 56, Is. 9 – 10. P. 548 – 554.]

Горынин В. И., Кондратьев С. Ю., Оленин М. И., Михайлов М. С. Влияние среднетемпературного дополнительного отпуска на карбидную фазу и хладостойкость термоулучшаемой стали 09Г2СА-А // МиТОМ. 2018. № 11(761). С. 36 – 42. [Gorynin V. I., Kondrat’ev S. Yu., Olenin M. I., Mi¬khailov M. S. Effect of medium-temperature additional tem¬pering on the carbide phase and cold resistance of heat-hardenable steel 09G2SA-A // Met. Sci. Heat Treat. 2019. V. 60, Is. 11 – 12. P. 722 – 727.]

Vahdat S. E., Nategh S., Mirdamadi S. Microstructure and ten¬sile toughness correlation of 1.2542 tool steel after deep cryogenic treatment // Procedia Materials Science. 2014. V. 6. P. 202 – 207.

Hirsch T. K., Rocha A. D. S., Ramos F. D., Strohaecker T. R. Residual stress-affected diffusion during plasma nitriding of tool steels // Metall. Mater. Trans. A. 2004. V. 35A, Is. 11. P. 3523 – 3530.

Mittemeijer E. J. Die Beziehung zwischen Makro- und Mikro¬eigenspannungen und die mechanischen Eigenschaften rand¬schi¬chtgenaerteter Staehle // Haerterei-Technische Mitteilun¬gen / HTM – Journal of Heat Treatment and Materials. 1984. V. 39, Is. 1. P. 16 – 29.

da Silva Rocha A., Strohaecker T., Tomala V., Hirsch T. Microstructure and residual stresses of a plasma-nitrided M2 tool steel // Surf. Coat. Technol. 1999. V. 115, V. 1. P. 24 – 31.

Leskovšek V., Podgornik B., Nolan D. Modelling of residual stress profiles in plasma nitrided tool steel // Mater. Charact. 2008. V. 59, Is. 4. P. 454 – 461.

Dalcin R. L., Oliveira L. F., Diehl C. A. T. S., da Silva Ro¬cha A. Response of a DIN 18MnCrSiMo6-4 continuous cooling bainitic steel to plasma nitriding with a nitrogen rich gas composition // Mat. Res. 2020. V. 23, Is. 5. 20200269.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2023.5.24-30

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025