КОБАЛЬТОВАЯ СТАЛЬ
При содержании до 6% кобальт, повышая коэффициент диффузии в аустените или не изменяя его (при большем количестве), увеличивает критическую скорость закалки до охлаждения и уменьшает закаливаемость. Если т-ра закалки повышается до 1200° С, твердость стали не только не увеличивается, но даже снижается по сравнению с твердостью углеродистой стали с таким же содержанием углерода.
Если сталь, наряду с кобальтом (~ 5%), легируют ванадием (0,5— 2,5%), вольфрамом (10—20%) и хромом (3—4%), то кобальт в ней почти полностью находится в твердом растворе, упрочняя металлическую основу. Кроме того, он увеличивает растворимость сложных высоколегированных карбидов, основа стали обогащается углеродом, ванадием, вольфрамом и хромом, вследствие чего увеличивается эффект дисперсионного твердения и сталь сохраняет высокую твердость после отпуска (с т-ры 560— 580° С). С увеличением содержания кобальта повышается количество остаточного аустенита, к-рый нестоек и распадается при отпуске с образованием мартенсита.
Различают кобальтовая сталь быстрорежущую (см. Быстрорежущая сталь) и магнитную (см. Магнитная сталь). Для улучшения режущих св-в быстрорежущую кобальтовая сталь закаливают при т-ре, к-рая на 400—450° С превышает т-ру критической точки Av Высокая т-ра закалки необходима, чтобы возможно полнее растворить избыточные карбиды и перевести в твердый раствор больше углерода, ванадия, вольфрама и хрома. Чем выше т-ра нагрева, тем ниже т-ра начала и конца мартенситного превращения и тем больше в структуре сохраняется остаточного аустенита.
Излишняя выдержка (более 5—6 сек на 1 мм толщины изделия) при т-ре закалки, как и повышение т-ры нагрева, приводит к перегреву , что понижает твердость и теплостойкость инструмента. Чтобы не вызвать больших тепловых напряжений, быстрорежущую кобальтовая сталь, отличающуюся низкой теплопроводностью у медленно нагревают до т-ры 820—850° С в соляных ваннах с одним или с двумя подогревами. Затем закаленную сталь подвергают отпуску, при котором 70—80% остаточного аустенита переходит в мартенсит, твердость стали повышается и структура становится более стабильной. Одновременно с распадом остаточного аустенита происходит выделение карбидов (при т-ре 400—450° С), вызывающих дисперсионное твердение стали.
Для наиболее полного распада остаточного аустенита и получения вторичной твердости применяют многократный отпуск, который можно заменить однократным, если непосредственно после закалки сталь обработать холодом при т-рах 80 и 100° С. Кобальтовая сталь марок Р9К5, Р9К10,Р10К5Ф5 и Р18К5Ф2 после закалки и отпуска обладает высокой твердостью (66— 68 HRC) и повышенной теплостойкостью (т-ра около 630—650° С). Из стали таких марок изготовляют инструменты для резания изделий из кислотостойкой стали и жаропрочной стали аустенитного класса, обработка которых инструментом из других быстрорежущих сталей затруднена. Магнитная кобальтовая сталь марок ЕХ5К5 и ЕХ9К15М характеризуется высокой коэрцитиеной силой (100—150 э) и остаточной индукцией (9000 — 10 000 гс).
Термическую обработку магн. стали проводят с особой точностью, поскольку количество остаточного аустенита и распределение карбидов сильно влияют на магн. св-ва. Высокотемпературной закалкой (т-ра 1200° С) в раствор переводят максимально возможное количество карбидов, после чего сталь имеет практически полностью аустенитную структуру. Непродолжительным промежуточным отжигом при т-ре до 750° С создают исключительно тонкое распределение карбидов. Последующей закалкой с т-ры 900—1000° С можно получить структуру мартенсита почти без остаточного аустенита. Такая сталь отличается хорошими магн. св-вами, в особенности высокой коэрцитивной силой. В зависимости от структуры, полученной в литом или катаном состоянии, добиваются хороших магн. св-в и после однократной закалки. Магн. сталь хорошо поддается резанию, из нее изготовляют (прокаткой, ковкой или литьем) различные магниты. Мощность литых магнитов почти такая же, как и кованых.
Лит.: Довгалевский Я. М. Сплавы для постоянных магнитов. Металловедение и термическая обработка стали. Справочник, т. 2.
Статья на тему кобальтовая сталь