В настоящее время при изготовлении деталей и узлов конструкций летательных аппаратов из металлических материалов существенную трудоемкость, т.е. затраты на механическую обработку достигают 25–35 % от стоимости изготовления этих изделий. Тогда как проблема эффективности механической обработки в самолётостроении в значительной степени связана с уменьшением эксплуатационных расходов, повышению производительности отдельных операций технологического процесса и снижения трудоемкости изделия. В связи с этим одним из путей решения обозначенной задачи является повышение эксплуатационных характеристик режущего инструмента, в качестве которого используются, быстрорежущие стали.
Практика механической обработки показывает, что режущий инструмент из быстрорежущих сталей хрупко разрушается [1–6]. Традиционная технология изотермической закалки инструментальной стали позволяет резко повысить вязкость разрушения, но за счёт снижения теплостойкости, прочности и износостойкости [7–11]. В связи с чем заслуживает внимания эффект увеличения пластичности и вязкости разрушения при сохранении и даже некотором увеличении прочности металлов при их обработке в интервале температур фазового предпревращения [12–14], а исследования этого эффекта при изотермической закалке быстрорежущих сталей в интервале бейнитного предпревращения, исключая само бейнитное, представляет научно-практический интерес.
Исследованиями установлено, что эффект увеличения пластичности и вязкости разрушения при сохранении прочности, наблюдаемый при изотермической закалке сталей в интервале бейнитного предпревращения, подтверждается на инструментальной стали Р18.
Полученный экспериментальным путем режим изотермической закалки стали Р18 с выдержкой 10 мин при температуре 320 °С с последующим 3-кратным отпуском при температуре 560 °С с выдержкой 1 час позволяет существенно снизить внутренние закалочные напряжения при сохранении требуемой мартенситной структуры, обеспечивая этим наибольшую прочность и красностойкость материала с сохранением необходимой пластичности. В связи с чем по предлагаемому режиму закалки быстрорежущей стали обеспечивается оптимальное сочетание механических свойств режущего инструмента, обуславливающее улучшение его эксплуатационных характеристик в 1,5 раза.
Ресурсосберегающая эффективность использования результатов исследования не вызывает сомнений, особенно при внедрении технологий высокоскоростной обработки труднообрабатываемых материалов ЛА из титановых сплавов [15–22].
Результаты исследований, полученные экспериментальным путем, свидетельствуют о перспективности проведения исследований на других конструкционных сталях с целью определения возможности комплексного улучшения их эксплуатационных характеристик посредством изотермической закалки в условиях фазового предпревращения.