Технологические аспекты производства бессвинцовистых экологически чистых легкообрабатываемых сталей

Abstract

Произведена оценка возможности получения коррозионностойкой стали АВЦ14Х17Н2, легированной висмутом и кальцием, для обработки резанием на автоматических станках в условиях массового производства. Оценку качества стали производили по химическому составу (рентгеноспектральный анализ), макроструктуре, качеству поверхности слитков и заготовок, механическим свойствам, склонности стали к межкристаллитной коррозии после сенсибилизирующего отжига при 700 °C, производили оценку обрабатываемости стали резанием, определяли характер и фору металлических включений. При изучении качества стали установлено следующее: распределение висмута по высоте и ширине слитка и длине прутков равномерное; висмут в стали находится в виде металлических включений; присутствие висмута в стали не оказывает существенного влияния на структуру мартенситно-ферритной стали; механические свойства коррозионностойкой стали, легированной висмутом и кальцием, находятся на уровне металла, не легированного легкоплавкими элементами; висмут не влияет на склонность стали к межкристаллитной коррозии. Уровень обрабатываемости стали, легированной висмутом и кальцием, оказался выше, чем стали без легкоплавких элементов: количество обрабатываемых деталей в пересчете на 0,1 мм износа инструмента по задней поверхности выросло на 13 %, шероховатость обработанной поверхности снизилась с 2,5 до 1,6 Ra. Стружка стали с висмутом и кальцием имеет форму короткой легко ломающейся спирали и занимает в несколько раз меньший объем. Possibility of producing corrosion-resistant steel AVTs14Kh17N2 alloyed with bismuth and calcium is estimated. The steel is intended for cutting operations at automatic mills in mass production. Steel quality was estimated by chemical composition (via X-ray microprobe), macrostructure, surface quality of ingots and billets, mechanical properties and resistance to intercrystalline corrosion after sensibilization annealing at 700 °C. Machinability in cutting operation and the type and shape of non-metallic inclusions were also determined. It was found that bismuth distribution in ingot height and width and rod length is homogeneous. Bismuth exists in steel as metallic inclusions that do not affect the structure of martensite-ferrite steel. Mechanical properties of the corrosion-resistant steel containing bismuth and calcium are at the same level as for the steel without lowmelting elements. Bismuth does not affect resistance to intercrystalline corrosion. Addition of bismuth and calcium enhances machinability of the steel: the number of machined parts resulting in 0.1 mm flank wear of cutting tool becomes 13 % greater, and the roughness of machined surfaces decreases from 2.5 to 1.6 Ra. The chips of bismuth-calcium steel has the shape of short and easily breaking spirals having several times smaller volume than those of the base steel.