The application of linear elastic fracture mechanics to optimize the vacuum heat treatment and nitriding of hot-work tool steels

angleški

2006

letnik 40, številka 5

orodna jekla   toplotna obdelava    lomna žilavost   trdota    mikrostruktura    nitriranje 

Inštitut za kovinske materiale in tehnologije
(Obvezni izvod spletne publikacije)

Pri optimiranju vakuumske toplotne obdelave konvencionalno izdelanega orodnega jekla za delo v vročem AISI H 11 smo uporabili princip linerne elastomehanike loma. Lomno žilavost smo določili z nestandardnimi cilindričnimi nateznimi preizkušanci z zarezo po obodu in utrujenostno razpoko v konici zareze. Metoda je občutljiva za spremembe v mikrostrukturi, ki so povezane s temperaturo avstenitizacije in popuščanja, kot tudi na homogenost samega jekla. Za izbiro parametrov vakuumske toplotne obdelave smo uporabili kombiniran diagram popuščanja - trdota Rockwell-C, lomna žilavost Kspodaj(Ic), temperatura popuščanja - z namenom, da bi dobili najprimernejše lastnosti preiskovanega jekla za specifično uporabo. Z modificiranjem delovnih površin povečamo orodju iz jekla za delo v vročem AISI H11 obrabno odpornost. Nitriranje v pulzirajoči plazmi je uveljavljen postopek s katerim delovnim površinam takemu orodju povečamo odpornost proti obrabi. Vendar pa odnosi med parametri nitriranja in mikrostrukturo ter lomnimi lastnostmi modificiranih plasti še niso dovolj raziskani. Posledica vtiskovanja Vickersove piramide v trde krhke površinske plasti so radialne razpoke, na osnovi katerih lahko pridobimo zanesljive informacije o lomni žilavosti teh plasti. Iz rezultatov je razvidno, da lahko uporabljeno neporušno metodo uporabimo za ugotavljanje lomnih lastnosti modificiranih površin orodij, če je spojinska plast dovolj debela. Uporaba vtiskovanja Vickersove piramide za določevanje lomne žilavosti omogoča boljše razumevanje lomnih lastnosti nitridnih plasti in njihov verjeten odziv na specifične pogoje uporabe pri velikih strižnih in/ali udarnih obremenitvah. To bi lahko bila tudi zelo uporabna raziskovalna in kontrolna metoda, ki bi jo uporabljali pri aplikacijah inženirstva površin v industrji.

16.09.2009