Быстрорежущие стали обладают значительным сопротивлением деформации и пониженной пластичностью [1–3], т. е. относятся к классу труднодеформируемых и малопластичных материалов. Этим объясняются ограниченные возможности получения заготовок из них методами холодного, полугорячего и горячего деформирования [2, 4, 5].
Использование эффекта сверхпластичности [6, 7, 10] металлических материалов позволяет преодолеть существующие ограничения, расширить номенклатуру и технологические возможности получения заготовок инструментального производства из быстрорежущих сталей методами объемного деформирования, сделать технологию малоотходной [3–6]. Достоинства сверхпластической деформации — высокая деформационная способность, малое сопротивление деформации, отсутствие внутренних остаточных напряжений, возможность получения деталей с повышенными механическими свойствами.
Эффект сверхпластичности у быстрорежущих сталей, полученных способом традиционного металлургического передела, впервые был обнаружен Гуляевым А. П. и Сармановой Л. М. при кручении в изотермических условиях при температурах, близких к температурам диффузионных фазовых превращений [7]. Было установлено, что в быстрорежущих сталях не происходит монотонного повышения пластичности при увеличении температуры, а наблюдается ее резкое изменение, обусловленное наличием фазовых превращений в сталях Р18, Р12, Р9, Р6М5.
Структурным изменениям, протекающим при сверхпластической деформации, в последнее время уделяется особое внимание в связи с тем, что эти изменения составляют один из аспектов физической природы сверхпластической деформации в целом и оказывают значительное влияние на свойства материалов. Изменение структуры в процессе сверхпластической деформации наблюдали во многих работах [8, 9], проведенных в основном на цветных сплавах. В работе [14] наблюдали существенное изменение структуры сталей при сверхпластической деформации, а в работе [12] отмечено, что при деформации в интервале скоростей сверхпластической деформации микроструктура сталей практически не изменяется. Влияние сверхпластической деформации на структуру быстрорежущих сталей изучено мало. Показано [15], что исходная твердость быстрорежущих сталей обычного металлургического производства не влияет на эффект сверхпластичности, а увеличение размера зерна и балла карбидной неоднородности понижает его; вдоль направления прокатки эффект сверхпластичности проявляется в большей степени, чем поперек. Авторами работы [16] сделан вывод, что объемное деформирование в условиях сверхпластичности в сочетании с термической обработкой может быть эффективным методом улучшения механических свойств быстрорежущих сталей. В работе [17] отмечается, что быстрорежущие стали, полученные методами порошковой металлургии, должны проявлять эффект сверхпластичности в количественном отношении заметнее, чем стали обычного производства. Однако более подробные публикации по данному вопросу отсутствуют.