Область применения быстрорежущих сталей. Быстрорежущая сталь марки


    Область применения быстрорежущих сталей. - ГП Стальмаш

    Справочная информация

    Марка стали

    Область применения

    сталь Р18

    Для всех видов режущего инструмента при обработке углеродистых и легированных конструкционных сталей

    сталь Р12

    Та же, что и для стали Р18, а также для обработки некоторых видов коррозионно-стойкой стали

    сталь Р9

    Для инструментов простой формы, для обработки конструкционных материалов

    сталь Р6М5

    Та же, что для стали Р18, но предпочтительны для изготовления резьбонарезного инструмента, а также инструмента, работающего с ударными нагрузками

    сталь Р6М5К5

    Для черновых и получерновых инструментов при обработке легированных и коррозионно-стойких сталей

    ст.Р6М5К5-МП

    Для черновых и получерновых инструментов(фрезы, сверла, зенкеры и др.)для обработки жаростойких и высокопрочных сплавов типа ХН77ТЮР

     

     

     

     Быстрорежущие стали применяют для изготовления режущих инструментов, работающих при высоких скоростях, усилиях и температурах резания. Эти стали отличаются высокой износостойкостью, теплостойкостью, прочностью и вязкостью. Быстрорежущие стали подразделяют на две группы: *Стали легированные вольфрамом и молибденом и содержащие до 2% ванадия:**ст.Р18, ст.Р12, ст.Р9, ст.Р6М5, ст.Р6М3 и др. *Стали легированные вольфрамом и кобальтом и содержащие свыше 2% ванадия:**ст.Р18Ф2, ст.Р14Ф5, ст.Р9Ф5, ст.Р10Ф5К5, ст.Р9К5, ст.Р9К10 и др.

    В начале маркировки этих сталей стоит буква Р (что означает быстрорежущая), цифра указывает на среднее содержание вольфрама в %. Кроме того, в быстрорежущих сталях содержится углерод 0,7% - 1,5%, хром 3 - 4,4% и некоторые другие элементы, которые в маркировке не указывают. Высокие эксплуатационные свойства быстрорежущих сталей обеспечивают благодаря их легированию вольфрамом, ванадием и молибденом, которые, соединяясь с углеродом, образуют соответствующие карбиды. Износостойкость быстрорежущих сталей в 3 - 5 раз выше, чем у углеродистых и низколегированных. Теплостойкость составляет 620 С, а при лигировании кобальтом 640 С.

    yaruse.ru

    Марки быстрорежущей стали и таблица физических свойств

    В настоящее время отечественная промышленность использует достаточно большое количество марок быстрорежущих сталей для высокопроизводительной обработки резанием. Поэтому необходимо дифференцированно подходить при назначении их для конкретного инструмента. Особенно это следует учитывать в условиях массового и автоматизированного производства, где каждая операция и позиция инструмента остаются длительный период неизменными и должны быть отлажены на максимальные стабильность и надежность.

    Основные свойства быстрорежущей стали оказывают значительное влияние на работу режущего инструмента. Так, например, красностойкость быстрорежущей стали определяет допустимые скорости резания, а высокая вторичная твердость и износостойкость – возможность обработки труднообрабатываемых материалов. Благодаря высокому пределу прочности при изгибе и ударной вязкости можно вести механическую обработку с большими сечениями среза и ударными нагрузками.

    Высокая абразивная износостойкость позволяет изготовлять метчики, фасонные резцы, дисковые фрезы с малыми задними углами; хорошая шлифуемость быстрорежущей стали особенно важна при изготовлении инструмента сложных профилей. Малая карбидная неоднородность повышает качество инструмента, особенно крупногабаритного.

    Деление быстрорежущих сталей на стали умеренной и повышенной теплостойкости (производительности) весьма приближенно. Нельзя рекомендовать использование быстрорежущей стали повышенной производительности главным образом для обработки труднообрабатываемых и жаропрочных материалов или для работы на повышенных скоростях без учета конкретного вида инструмента.

    Инструмент из стали повышенной производительности с высоким содержанием кобальта и ванадия, например, наиболее эффективен при работе на повышенных скоростях на новом и жестком оборудовании. При режимах резания, характерных для сталей умеренной производительности (типа Р18), стойкость инструмента из высоколегированных быстрорежущих сталей повышается незначительно, а в некоторых случаях (при прерывистом резании или изношенном оборудовании) она из-за повышенной хрупкости может быть даже ниже стойкости инструмента из стали Р18 или Р6М5.

    При выборе марки стали прежде всего необходимо учитывать ее основные физико-механические свойства (табл. 8). Например, ударная вязкость сталей Р9К10 и Р10Ф5К5 в 2… 3 раза меньше, чем ударная вязкость стали Р18. Это не позволяет рекомендовать их при ударном характере нагружения инструмента. Применение сталей Р9К10 и Р9М4К8 для червячных фрез эффективно только при условии высоких точности и жесткости зубофрезерных станков. Сталь Р6М5 имеет на 30…50 % более высокую ударную вязкость, чем сталь Р18, а также значительно меньшую карбидную неоднородность, поэтому эта марка стали является наиболее целесообразной для инструментов, отличающихся пониженной прочностью (например, для метчиков и сверл) или работающих на станках с недостаточно жесткой системой СПИД. Однако для фасонных протяжек сталь марки Р6М5 оказалась непригодной.

    Марка стали Твердость после закалки и отпуска HRC Предел прочности, МПа Ударная вязкость (при 20 °С) после термообработки, кДж*м-2 Красностойкость (при HRC 5 8), °С
    при растяжении при сжатии при изгибе

    Р18

    63… 64

    2370

    3450

    3000

    3,00… 4,00

    620

    Р9

    2000

    4450

    3200

    4,80 …5,00

    Р12

    64 …65

    1870

    3960

    3250

    3,50… 4,20

    Р6М3

    63… 65

    2060

    3990

    3800

    4,30

    Р6М5

    64… 65

    2120

    4050

    5,20

    Р9К5

    65… 66

    2700

    2,60

    635

    Р9К10

    66

    2090

    4660

    2250

    1,60

    640

    Р6М5К5

    65… 66

    3000

    2,75

    630

    Р9М4К8

    66

    2350

    1,60… 2,10

    640

    Р10Ф5К5

    66…67

    1990

    4160

    3500

    1,00

    10Р6М5

    64 …66

    4,80

    620

    Р10М4Ф3К10

    67

    2500

    2,30

    640

    arxipedia.ru

    Марка - быстрорежущая сталь - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

    Марка - быстрорежущая сталь

    Cтраница 1

    Марки быстрорежущих сталей приведены в порядке предпочтительности их применения.  [1]

    Марки быстрорежущей стали обозначают буквами и цифрами: Р означает, что сталь относится к группе быстрорежущих, а цифра после буквы Р показывает среднее содержание вольфрама ( в %) в стали.  [2]

    Марка быстрорежущих сталей начинается с буквы Р, а следующая за ней цифра указывает среднее содержание вольфрама в процентах.  [3]

    Марки быстрорежущей стали Р18 и Р9 обладают красностойкостью до температуры 600 - 610 С, а остальные марки - до 630 - 650 С. Высокие режущие свойства сталь приобретает после термической обработки.  [4]

    Марки быстрорежущей стали приведены в порядке предпочтительности их применения.  [5]

    Появление марок быстрорежущей стали, легированных кобальтом и ванадием, значительно повышает стойкость инструментов в наиболее тяжелых условиях при работе по корке, с большими сечениями среза.  [6]

    Обозначения марок быстрорежущих сталей начинаются с буквы Р и цифры, указывающей среднее содержание вольфрама в стали. Далее следуют буквы и цифры, определяющие массовые доли других элементов.  [7]

    В марке быстрорежущей стали цифра после буквы Р показывает содержание вольфрама в целых процентах.  [8]

    В марках быстрорежущих сталей ( ГОСТ 5952 - 51) цифра, стоящая после буквы Р, обозначает среднее содержание вольфрама в процентах.  [9]

    В некоторые марки быстрорежущей стали вводится кобальт, который не образует карбидов, но, растворяясь в основной массе мартенсита, затрудняет выделение из него карбидов и этим увеличивает теплостойкость стали.  [10]

    Из двух марок быстрорежущих сталей Р18 обладает большей вязкостью, чем Р9 ( возможность работы с прерывистыми и ударными нагрузками), лучшей шлифуемостью и более широким интервалом закалочных температур. Эту сталь следует назначать вместо стали Р9 для изготовления инструментов с мелким профилем - шеверов, резьбонарезных инструментов, мелкомодульных зуборезных инструментов.  [11]

    Из двух марок быстрорежущих сталей Р18 обладает большей вязкостью, чем Р9 ( возможность работы с прерывистыми и ударными нагрузками), лучшей шлифуемостью и более широким интервалом закалочных температур. Эту сталь следует назначать вместо стали Р9 для изготовления инструментов с мелким профилем - шеворов, резьбонарезных инструментов, мелкомодульных зуборезных инструментов.  [12]

    В обозначение марки быстрорежущей стали входят: буква Р, цифра, указывающая среднюю массовую долю вольфрама в процентах. Во всех быстрорежущих сталях массовая доля хрома составляет около 4 %, поэтому в обозначении марки букву X не указывают.  [13]

    Имеется ряд марок малолегированных быстрорежущих сталей, практически внедренных в инструментальное производство.  [14]

    Цифры в марках быстрорежущих сталей после буквы Р указывают среднее содержание ( в процентах) вольфрама. Буква М указывает, что данная сталь с повышенным содержанием молибдена.  [15]

    Страницы:      1    2    3    4

    www.ngpedia.ru

    Быстрорежущая сталь. Инструментальные быстрорежущие стали. Марки быстрорежущих сталей. Термообработка быстрорежущих сталей.

    Быстрорежущая сталь

    Стали получили свое название за свойства. В следствии высокой теплостойкости (550…650oС), изготовленные из них инструменты могут работать с достаточно высокими скоростями резания. Стали содержат 0,7…1,5 % углерода, до 18 % основного легирующего элемента – вольфрама, до 5 % хрома и молибдена, до 10 % кобальта

    Добавление ванадия повышает износостойкость инструмента, но ухудшает шлифуемость. Кобальт повышает теплостойкость до 650oС и вторичную твердость HRC 67…70.

    Микроструктура быстрорежущей стали в литом состоянии имеет эвтектическую структурную составляющую. Для получения оптимальных свойств инструментов из быстрорежущей стали необходимо по возможности устранить структурную неоднородность стали – карбидную ликвацию. Для этого слитки из быстрорежущей стали подвергаются интенсивной пластической деформации (ковке). При этом происходит дробление карбидов эвтектики и достигается более однородное распределение карбидов по сечению заготовки.

    Термообработка быстрорежущих сталей

    Затем проводят отжиг стали при температуре 860…900oС. Структура отожженной быстрорежущей стали – мелкозернистый (сорбитообразный) перлит и карбиды, мелкие эвтектоидные и более крупные первичные. Количество карбидов около 25 %. Сталь с такой структурой хорошо обрабатывается резанием. Подавляющее количество легирующих элементов находятся в карбидной фазе. Для получения оптимальных свойств стали в готовом инструменте необходимо при термической обработке обеспечить максимальное насыщение мартенсита легирующими элементами. При закалке быстрорежущие стали требуют нагрева до очень высоких температур, около 1280oС. Нагрев осуществляют в хорошо раскисленных соляных ваннах BaCl2, что улучшает равномерность прогрева и снижает возможность обезуглероживания поверхности. Для снижения термических фазовых напряжений нагрев осуществляют ступенчато: замедляют нагрев при температурах 600…650oС и при 850…900oС.

    График режима термической обработки быстрорежущей стали

    Охлаждение от закалочной температуры производится в масле. Структура стали после закалки состоит из легированного, очень тонкодисперсного мартенсита, значительного количества (30…40 %) остаточного аустенита и карбидов вольфрама. Твердость составляет 60…62 HRC. Наличие аустенита остаточного в структуре закаленной стали ухудшает режущие свойства.

    Для максимального удаления аустенита остаточного проводят трехкратный отпуск при температуре 560oС. При нагреве под отпуск выше 400oС наблюдается увеличение твердости. Это объясняется тем, что из легированного остаточного аустенита выделяются легированные карбиды. Аустенит при охлаждении от температуры отпуска превращается в мартенсит отпуска, что вызывает прирост твердости. Увеличению твердости содействуют и выделившиеся при температуре отпуска мелкодисперсные карбиды легирующих элементов. Максимальная твердость достигается при температуре отпуска 560oС.

    После однократного отпуска количество аустенита остаточного снижается до 10%. Чтобы уменьшить его количество до минимума, необходим трехкратный отпуск.

    Твердость стали после отпуска составляет 64…65 HRC. Структура стали после термообработки состоит из мартенсита отпуска и карбидов.

    При термической обработке быстрорежущих сталей применяют обработку холодом. После закалки сталь охлаждают до температуры — 80 … — 100oС, после этого проводят однократный отпуск при температуре 560oС для снятия напряжений.

    Иногда для повышения износостойкости быстрорежущих сталей применяют низкотемпературное цианирование.

    Основными видами режущих инструментов из быстрорежущей стали являются резцы, сверла, долбяки, протяжки, метчики машинные, ножи для резки бумаги. Часто из быстрорежущей стали изготавливают только рабочую часть инструмента.

    www.mtomd.info

    Быстрорежущая сталь - марка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

    Быстрорежущая сталь - марка

    Cтраница 1

    Быстрорежущая сталь марок Р9 и Р18 применяется при изготовлении почти всех режущих инструментов самого разнообразного назначения.  [1]

    Быстрорежущая сталь марки Р18 используется для изготовления спиральных сверл, предназначенных для сталей повышенной твердости, мелкоразмерных спиральных сверл диаметром от 0 1 до 1 0 мм, машинных разверток и ножей сборных разверток.  [2]

    Быстрорежущую сталь марки Р18 применяют для изготовления особенно ответственного режущего инструмента и фасонных резцов.  [3]

    Из быстрорежущих сталей марок Р18 и Р9 лучшие результаты достигаются при использовании стали Р18, поскольку сталь Р9 требует тщательной термической обработки с узким интервалом температур нагрева.  [4]

    Материал - быстрорежущая сталь марок, предусмотренных ГОСТ 9373 - 60 и технической документацией Министерства черной металлургии СССР, зарегистрированной в Комитете стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР.  [5]

    Основными элементами быстрорежущей стали марки Р18, наиболее широко применяемой для изготовления резцов, являются вольфрам ( 17 5 - 19 %) и хром ( 3 8 - 4 4 %), сообщающие стали свойство самозакаливаемости и теплостойкости при нагревании примерно до 600 С. Углерод ( 0 70 - 0 80 %), входящий в состав рассматриваемой стали, соединяясь с вольфрамом и хромом, повышает ее твердость. Кроме того, в быстрорежущей стали марки Р18 содержится небольшое количество ( 1 0 - 1 4 %) ванадия.  [6]

    Повышенная вязкость быстрорежущей стали марки R6 оправдывает себя в первую очередь при обработке со средними скоростями резания и большими подачами. Если при непрерывной обработке точением твердость и износостойкость являются важнейшими требованиями к стали и, следовательно, твердость, так же как и изно-с о стойкость режущей кромки инструмента, можно повышать увеличением температуры закалки, то при прерывистом процессе резания решающим будет сопротивление разрушению тонкой режущей кромки инструмента или же-вязкость. С точки зрения производительности процесса резания та величина твердости является более предпочтительной, которую, можно достичь при температуре немного выше ( и никак не ниже) температуры бтпуска, обспечивающей наибольшую твердость, или же при такой температуре, при которой вязкость является наиболее благоприятной.  [7]

    Фрезы изготовляются из быстрорежущей стали марок, предусмотренных ГОСТ 9373 - 60 и технической документацией Министерства черной металлургии СССР, зарегистрированной в Комитете стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР.  [8]

    Фрезы изготовляются из быстрорежущей стали марок, предусмотренных ГОСТ 9373 - 60 и технической документацией Министерства черной металлургии СССР, зарегистрированной в Комитете стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР.  [9]

    Ножи изготовляются из быстрорежущей стали марок, предусмотренных ГОСТ 9373 - 60 и технической документацией Министерства черной металлургии СССР, зарегистрированной в Комитете стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР.  [10]

    Фрезы изготовляются из быстрорежущей стали марок, предусмотренных ГОСТ 9373 - 60 и технической документацией Министерства черной металлургии СССР, зарегистрированной в Комитете стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР.  [11]

    Фрезы изготовляются из быстрорежущей стали марок, предусмотренных ГОСТ 9373 - 60 и технической документацией Министерства черной металлургии СССР, зар [ чстрированной в Комитете стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР.  [12]

    Фрезы изготовляются из быстрорежущей стали марок, предусмотренных ГОСТ 9373 - 60 и технической документацией Министерства черной металлургии СССР, зарегистрированной в Комитете стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР.  [13]

    Применение плашек из быстрорежущей стали марки РФ-1 и Р-1 или из их заменителей - ЭИ-252 и Р-9 - дает возможность увеличить скорость резания до 14 5 - 17 5 м / мин и работать без охлаждения плашек, так как нагрев их не представляет опасности. Для повышения скорости резания можно заменить у станка электродвигатель с увеличением числа оборотов до 3 000 в 1 мин.  [14]

    Страницы:      1    2    3

    www.ngpedia.ru

    Быстрорежущая сталь Вики

    Быстроре́жущие ста́ли — легированные стали, предназначенные, главным образом, для изготовления металлорежущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания.

    Быстрорежущая сталь должна обладать высокими сопротивлением разрушению, твёрдостью (в холодном и горячем состояниях) и красностойкостью.

    Высокими сопротивлением разрушению и твердостью в холодном состоянии обладают и углеродистые инструментальные стали. Однако инструмент из них не в состоянии обеспечить высокоскоростные режимы резания. Легирование быстрорежущих сталей вольфрамом, молибденом, ванадием и кобальтом обеспечивает горячую твердость и красностойкость стали.

    Истории создания[ | код]

    Сверло с покрытием из нитрида титана

    Для обточки деталей из дерева, цветных металлов, мягкой стали резцы из обычной твердой стали были вполне пригодны, но при обработке стальных деталей резец быстро разогревался, скоро изнашивался и деталь нельзя было обтачивать со скоростью больше 5 м/мин[1].

    Барьер этот удалось преодолеть после того, как в 1858 году Р. Мюшетт получил сталь, содержащую 1,85 % углерода, 9 % вольфрама и 2,5 % марганца. Спустя десять лет Мюшетт изготовил новую сталь, получившую название самокалки. Она содержала 2,15 % углерода, 0,38 % марганца, 5,44 % вольфрама и 0,4 % хрома. Через три года на заводе Самуэля Осберна в Шеффилде началось производство мюшеттовой стали. Она не теряла режущей способности при нагревании до 300 °C и позволяла в полтора раза увеличить скорость резания металла — 7,5 м/мин.

    Спустя сорок лет на рынке появилась быстрорежущая сталь американских инженеров Тэйлора и Уатта. Резцы из этой стали допускали скорость резания до 18 м/мин. Эта сталь стала прообразом современной быстрорежущей стали Р18.

    Ещё через 5—6 лет появилась сверхбыстрорежущая сталь, допускающая скорость резания до 35 м/мин. Так, благодаря вольфраму было достигнуто повышение скорости резания за 50 лет в семь раз и, следовательно, во столько же раз повысилась производительность металлорежущих станков.

    Дальнейшее успешное использование вольфрама нашло себе применение в создании твердых сплавов, которые состоят из вольфрама, хрома, кобальта. Были созданы такие сплавы для резцов, как стеллит. Первый стеллит позволял повысить скорость резания до 45 м/мин при температуре 700—750 °C. Сплав вида, выпущенный Круппом в 1927 году, имел твердость по шкале Мооса 9,7—9,9 (твердость алмаза равна 10).

    В 1970-х годах в связи с дефицитом вольфрама быстрорежущая сталь марки Р18 была почти повсеместно заменена на сталь марки Р6М5 (так называемый «самокал», самозакаливающаяся сталь), которая, в свою очередь, вытесняется безвольфрамовыми Р0М5Ф1 и Р0М2Ф3.

    Характеристики быстрорежущих сталей[ | код]

    Горячая твердость[ | код]

    При нормальной температуре твердость углеродистой стали даже несколько выше твердости быстрорежущей стали. Однако в процессе работы режущего инструмента происходит интенсивное выделение тепла. При этом до 80 % выделившегося тепла уходит на разогрев инструмента. Вследствие повышения температуры режущей кромки начинается отпуск материала инструмента и снижается его твердость.

    После нагрева до 200 °C твердость углеродистой стали начинает быстро падать. Для этой стали недопустим режим резания, при котором инструмент нагревался бы выше 200 °C. У быстрорежущей стали высокая твердость сохраняется при нагреве до 500—600 °C. Инструмент из быстрорежущей стали более производителен, чем инструмент из углеродистой стали.

    Красностойкость[ | код]

    Если горячая твердость характеризует то, какую температуру сталь может выдержать, то красностойкость характеризует, сколько времени сталь будет выдерживать такую температуру. То есть насколько длительное время закаленная и отпущенная сталь будет сопротивляться разупрочнению при разогреве.

    Существует несколько характеристик красностойкости. Приведем две из них.

    Первая характеристика показывает, какую твердость будет иметь сталь после отпуска при определенной температуре в течение заданного времени.

    Второй способ охарактеризовать красностойкость основан на том, что интенсивность снижения горячей твердости можно измерить не только при высокой температуре, но и при комнатной, так как кривые снижения твердости при высокой температуре и комнатной идут эквидистантно, а измерить твердость при комнатной температуре, разумеется, гораздо проще, чем при высокой. Опытами установлено, что режущие свойства теряются при твердости 50 HRC при температуре резания, что соответствует примерно 58 HRC при комнатной. Отсюда красностойкость характеризуется температурой отпуска, при которой за 4 часа твердость снижается до 58 HRC (обозначение K4р58).

    Характеристики теплостойкости углеродистых и красностойкости быстрорежущих инструментальных сталей[2] Марка стали Температура отпуска, °C Время выдержки, час Твердость, HRCэ
    У7, У8, У10, У12 150—160 1 63
    Р9 580 4
    У7, У8, У10, У12 200—220 1 59
    Р6М5К5, Р9, Р9М4К8, Р18 620—630 4

    Сопротивление разрушению[ | код]

    Кроме «горячих» свойств, от материала для режущего инструмента требуются и высокие механические свойства; под этим подразумевается сопротивление хрупкому разрушению, так как при высокой твердости (более 60 HRC) разрушение всегда происходит по хрупкому механизму. Прочность таких высокотвердых материалов обычно определяют как сопротивление разрушению при изгибе призматических, не надрезанных образцов, при статическом (медленном) и динамическом (быстром) нагружении. Чем выше прочность, тем большее усилие может выдержать рабочая часть инструмента, тем большую подачу и глубину резания можно применить, и это увеличивает производительность процесса резания.

    Химический состав быстрорежущих сталей[ | код]

    Химический состав некоторых быстрорежущих сталей Марка стали C Cr W Mo V Co
    Р0М2Ф3 1,10—1,25 3,8—4,6 2,3—2,9 2,6—3,3
    Р6М5 0,82—0,90 3,8—4,4 5,5—6,5 4,8—5,3 1,7—2,1 < 0,50
    Р6М5Ф2К8 0,95—1,05 3,8—4,4 5,5—6,6 4,6—5,2 1,8—2,4 7,5—8,5
    Р9 0,85—0,95 3,8—4,4 8,5—10,0 < 1,0 2,0—2,6
    Р18 0,73—0,83 3,8—4,4 17,0—18,5 < 1,0 1,0—1,4 < 0,50

    Изготовление и обработка быстрорежущих сталей[ | код]

    Быстрорежущие стали изготавливают как классическим способом (разливка стали в слитки, прокатка и проковка), так и методами порошковой металлургии (распыление струи жидкой стали азотом)[3]. Качество быстрорежущей стали в значительной степени определяется степенью её прокованности. При недостаточной проковке изготовленной классическим способом стали наблюдается карбидная ликвация.

    При изготовлении быстрорежущих сталей распространенной ошибкой является подход к ней как к «самозакаливающейся стали». То есть достаточно нагреть сталь и охладить на воздухе, и можно получить твердый износостойкий материал. Такой подход абсолютно не учитывает особенности высоколегированных инструментальных сталей.

    Перед закалкой быстрорежущие стали необходимо подвергнуть отжигу. В плохо отожженных сталях наблюдается особый вид брака: нафталиновый излом, когда при нормальной твердости стали она обладает повышенной хрупкостью.

    Грамотный выбор температуры закалки обеспечивает максимальную растворимость легирующих добавок в α-железе, но не приводит к росту зерна.

    После закалки в стали остается 25—30 % остаточного аустенита. Помимо снижения твердости инструмента, остаточный аустенит приводит к снижению теплопроводности стали, что для условий работы с интенсивным нагревом режущей кромки является крайне нежелательным. Снижения количества остаточного аустенита добиваются двумя путями: обработкой стали холодом или многократным отпуском[3]. При обработке стали холодом её охлаждают до −80…−70 °C, затем проводят отпуск. При многократном отпуске цикл «нагрев — выдержка — охлаждение» проводят по 2—3 раза. В обоих случаях добиваются существенного снижения количества остаточного аустенита, однако полностью избавиться от него не получается.

    Принципы легирования быстрорежущих сталей[ | код]

    Высокая твердость мартенсита объясняется растворением углерода в α-железе. Известно, что при отпуске из мартенсита в углеродистой стали выделяются мельчайшие частицы карбида. Пока выделившиеся карбиды ещё находятся в мельчайшем дисперсном рассеянии (то есть на первой стадии выделения при отпуске до 200 °C), твердость заметно не снижается. Но если температуру отпуска поднять выше 200 °C, происходит рост карбидных выделений, и твердость падает.

    Чтобы сталь устойчиво сохраняла твердость при нагреве, нужно её легировать такими элементами, которые затрудняли бы процесс коагуляции карбидов. Если ввести в сталь какой-нибудь карбидообразующий элемент в таком количестве, что он образует специальный карбид, то красностойкость скачкообразно возрастает. Это обусловлено тем, что специальный карбид выделяется из мартенсита и коагулирует при более высоких температурах, чем карбид железа, так как для этого требуется не только диффузия углерода, но и диффузия легирующих элементов. Практически заметная коагуляция специальных карбидов хрома, вольфрама, молибдена, ванадия происходит при температурах выше 500 °C.

    Красностойкость создается легированием стали карбидообразующими элементами (вольфрамом, молибденом, хромом, ванадием) в таком количестве, при котором они связывают почти весь углерод в специальные карбиды, и эти карбиды переходят в раствор при закалке. Несмотря на сильное различие в общем химическом составе, состав твердого раствора очень близок во всех сталях, атомная сумма W+Mo+V, определяющая красностойкость, равна примерно 4 % (атомн.), отсюда красностойкости и режущие свойства у разных марок быстрорежущих сталей близки. Быстрорежущая сталь, содержащая кобальт, превосходит по режущим свойствам остальные стали (он повышает красностойкость), но кобальт очень дорогой элемент.

    Маркировка быстрорежущих сталей[ | код]

    В советских и российских марочниках сталей марки быстрорежущих сталей обычно имеют особую систему обозначений и начинаются с буквы «Р» (rapid — быстрый). Связано это с тем, что эти стали были изобретены в Англии, где такую сталь называли «rapid steel». Цифра после буквы «Р» обозначает среднее содержание в ней вольфрама (в процентах от общей массы, буква В пропускается). Затем указывается после букв М, Ф и К содержание молибдена, ванадия и кобальта. Инструменты из быстрорежущей стали иностранного производства обычно маркируются аббревиатурой HSS (High Speed Steel).

    Применение[ | код]

    В последние десятилетия использование быстрорежущей стали сокращается в связи с широким распространением твёрдых сплавов. Из быстрорежущей стали изготавливают в основном концевой инструмент (метчики, свёрла, фрезы небольших диаметров) В токарной обработке резцы со сменными и напайными твердосплавными пластинами почти полностью вытеснили резцы из быстрорежущей стали.

    По применению отечественных марок быстрорежущих сталей существуют следующие рекомендации.

    • Сталь Р9 рекомендуют для изготовления инструментов простой формы, не требующих большого объёма шлифовки, для обработки обычных конструкционных материалов. (резцов, фрез, зенкеров).
    • Для фасонных и сложных инструментов (для нарезания резьб и зубьев), для которых основным требованием является высокая износостойкость, рекомендуют использовать сталь Р18 (вольфрамовая).
    • Кобальтовые быстрорежущие стали (Р9К5, Р9К10) применяют для обработки деталей из труднообрабатываемых коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов, в условиях прерывистого резания, вибраций, недостаточного охлаждения.
    • Ванадиевые быстрорежущие стали (Р9Ф5, Р14Ф4) рекомендуют для изготовления инструментов для чистовой обработки (протяжки, развёртки, шеверы). Их можно применять для обработки труднообрабатываемых материалов при срезании стружек небольшого поперечного сечения.
    • Вольфрамомолибденовые стали (Р9М4, Р6М3) используют для инструментов, работающих в условиях черновой обработки, а также для изготовления протяжек, долбяков, шеверов, фрез.

    Примечания[ | код]

    1. ↑ Мезенин Н. А. Занимательно о железе. — М.: «Металлургия», 1972. — 200 с.
    2. ↑ Марочник сталей и сплавов / В. Г. Сорокин, А. В. Волосникова, С. А. Вяткин, и др. Под общ. ред. В. Г. Сорокина. — М.: Машиностроение, 1989. — 640 с.
    3. ↑ 1 2 Гуляев А. П. Металловедение. Учебник для втузов. 6-е изд., перераб. и доп. — М.: «Металлургия», 1986. — 544 с.

    Литература[ | код]

    • Технология конструкционных материалов. Под ред. А. М. Дальского. — М.: «Машиностроение», 1958.

    Ссылки[ | код]

    ru.wikibedia.ru