Porównanie zmian w substrukturze stali X153CrMoV12 po obróbce cieplnej bez i z głębokim wymrażaniem

W pracy analizowano przyczyny występowania efektu egzotermicznego, z maksimum w temperaturze –55°C, tworzącego się przy odpuszczaniu próbek ze stali X153CrMoV12. Ciepło, które wydziela się w pierwszym etapie grzania próbek poddanych głębokiemu wymrażaniu długookresowemu (rys. 1b), ujawnia procesy porządkowania się atomów węgla w martenzycie, od chaosu w ich rozmieszczeniu do tworzenia klasterów i wydzieleń węglikowych. Substruktura martenzytu po głębokim wymrażaniu była porównywana z substrukturą uzyskaną po standardowej obróbce cieplnej na podstawie badań z wykorzystaniem mikroskopii elektronowej SEM/TEM. Głębokie wymrażanie powoduje deformację kryształów martenzytu kompensowaną systemem równoległych i mało ruchliwych dyslokacji, a także ogólne rozdrobnienie ziaren (rys. 2b). Przeprowadzone badania pozwalają na lepsze zrozumienie przyczyn zmian w strukturze stali narzędziowych poddawanych głębokiemu wymrażaniu. Uzyskane wyniki umożliwiają poznanie sposobów kształtowania struktury w celu zapewnienia wymaganej twardości wtórnej i trwałości eksploatacyjnej.

---

The study analyses the cause of the exothermic effect with its maximum at a temperature of –55°C, occurring during tempering of X153CrMoV12 steel. The heat, that is dissipated in the first phase of heating up of the samples subjected to deep cryogenic treatment (Fig. 1b), reveals the processes of ordering of carbon atoms in the martensite, from the chaos in their distribution to creating of clusters and carbide precipitations. Martensite substructure after deep cryogenic treatment is compared with the substructure obtained by standard heat treatment, using SEM/TEM electron microscopy. DCT causes a deformation of martensite crystals compensated with parallel, low-mobile dislocations, and general refinement of the grains (Fig. 2b). The studies allow a better understanding of the causes of changes in the microstructure of tool steels subjected to deep cryogenic treatment. The obtained results enable to know how to form the microstructure of steel in order to provide the required secondary hardness and durability.