- Сталь Р9 рекомендуют для изготовления инструментов простой формы не требующих большого объема 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.
- ↑ Мезенин Н. А. Занимательно о железе. — М.: «Металлургия», 1972. — 200 с.
- ↑ 1 2 3 Гуляев А. П. Металловедение. Учебник для втузов. 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Металлургия, 1986. — 544 с.
- ↑ 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.
- Гуляев А. П. Металловедение. Учебник для втузов. 6-е изд., перераб. и доп. — М.: «Металлургия», 1986. — 544 с.
- Технология конструкционных материалов. Под ред. А. М. Дальского. — М.: «Машиностроение», 1958.
- Сталь Р9 рекомендуют для изготовления инструментов простой формы не требующих большого объема 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.
- ↑ Мезенин Н. А. Занимательно о железе. — М.: «Металлургия», 1972. — 200 с.
- ↑ 1 2 3 Гуляев А. П. Металловедение. Учебник для втузов. 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Металлургия, 1986. — 544 с.
- ↑ 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.
- Гуляев А. П. Металловедение. Учебник для втузов. 6-е изд., перераб. и доп. — М.: «Металлургия», 1986. — 544 с.
- Технология конструкционных материалов. Под ред. А. М. Дальского. — М.: «Машиностроение», 1958.
- Сталь Р9 рекомендуют для изготовления инструментов простой формы не требующих большого объема 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.
- ↑ Мезенин Н. А. Занимательно о железе. — М.: «Металлургия», 1972. — 200 с.
- ↑ 1 2 3 Гуляев А. П. Металловедение. Учебник для втузов. 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Металлургия, 1986. — 544 с.
- ↑ 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.
- Гуляев А. П. Металловедение. Учебник для втузов. 6-е изд., перераб. и доп. — М.: «Металлургия», 1986. — 544 с.
- Технология конструкционных материалов. Под ред. А. М. Дальского. — М.: «Машиностроение», 1958.
Энциклопедия по машиностроению XXL. Инструментальная сталь быстрорежущая
Инструментальная сталь быстрорежущая - Энциклопедия по машиностроению XXL
По сравнению с углеродистыми и легированными инструментальными сталями быстрорежущие стали обладают более высокой красностойкостью и износостойкостью, сопротивляемостью малым пластическим деформациям и хорошей прокаливаемостью. Инструмент, изготовленный из них, позволяет повысить скорости резания в 2,5—3 раза по сравнению с инструментами из углеродистой н легированной инструментальной сталей в условиях равной стойкости. [c.70]
Для изготовления режущих инструментов применяют углеродистые инструментальные стали, быстрорежущие стали и твердые сплавы. Режущие инструменты, оснащенные пластинками быстрорежущей стали, работают при скоростях резания в среднем в 2—2,5 раза больших, чем резцы из углеродистой стали (прп равных условиях). [c.341]
Производительность резьбообразования и качество резьбы зависят от инструментального материала. Для изготовления режущей части резьбообразующих инструментов используют углеродистую и легированную инструментальные стали, быстрорежущие стали, спеченные твердые сп.лавы (табл. 2). При выборе. материала для рабочей части инструмента необходимо учитывать обрабатываемый материал, режимы резания, технологические критерии, конструктивные требования и ограничения по качеству изделия. [c.612]
В настоящее время существует много удовлетворяющих этим требованиям инструментальных сталей и сплавов. К ним относятся углеродистые инструментальные стали, быстрорежущие стали, твердые сплавы и керамические материалы. [c.75]
Протяжки изготовляют в основном из инструментальной стали — быстрорежущей и легированной. [c.75]
Замена углеродистых и легированных инструментальных сталей быстрорежущими сталями и затем твердыми сплавами позволила повысить скорости резания соответственно в 2,5 и 5 раз. [c.3]
Инструментальные стали (быстрорежущие ГОСТ 19265—73, легированные ГОСТ 5950—73, углеродистые ГОСТ 1435—74) и дисперсионно-твердеющие сплавы. [c.31]
Современные режущие инструменты изготовляются из углеродистых и легированных инструментальных сталей, быстрорежущих инструментальных сталей, твердых сплавов, минералокерамики, алмазов, абразивных материалов. [c.8]
Инструмент из быстрорежущей стали не теряет своей режущей способности при нагревании в процессе резания до 550—600°, что позволяет применять скорости резания, в 2—3 раза превышающие скорость резания для инструментов из углеродистой инструментальной стали. Быстрорежущая сталь лучше сопротивляется истиранию, чем углеродистая сталь (табл. 3). [c.13]
В качестве инструментальных материалов применяются следующие углеродистые инструментальные стали, легированные инструментальные стали, быстрорежущие стали, металлокерамические твердые сплавы, абразивные материалы и сверхтвердые инструментальные материалы. Состав, свойства и применение инструментальных материалов рассматривается в разделе П,гл. П. [c.420]
Материалом для строгальных и долбежных резцов являются инструментальные стали, быстрорежущие стали и твердые сплавы. При выборе того или иного материала нужно руководствоваться следующими соображениями. Инструментальные материалы должны обладать твердостью, превышающей твердость обрабатываемого материала, достаточной прочностью, чтобы не сломаться под действием сил резания и быть вязки- [c.86]
В настоящее время для рабочих частей режущих инструментов применяют инструментальные стали (быстрорежущие, легированные и углеродистые), твердые сплавы, минералокерамику, сверхтвердые материалы, к которым относятся природные и синтетические алмазы и материалы на основе нитрида бора (композиты), и абразивные материалы. [c.26]
УГЛЕРОДИСТЫЕ И ЛЕГИРОВАННЫЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ. БЫСТРОРЕЖУЩИЕ СТАЛИ [c.94]
Инструментальная сталь, идущая на изготовление режущего, измерительного, штампового и прочего инструмента. Инструментальные стали условно подразделяют на следующие четыре категории углеродистые, легированные, штамповые и быстрорежущие. [c.362]
Инструментальные стали разделяются на четыре категории 1) пониженной прокаливаемости (преимущественно углеродистые) 2) повышенной прокаливаемости (легированные) 3) штамповые 4) быстрорежущие. [c.411]
Следует отметить, что твердость в холодном состоянии не определяет режущей способности стали. Как видно из рис. 314, твердость углеродистой стали при нормальной температуре даже выше, чем быстрорежущей, но ее релтвердость инструментальной стали необходима во всех случаях, но для быстрорежущего инструмента [c.420]
Наиболее употребительной из инструментальных сталей является быстрорежущая. [c.135]
Химический состав и назначение быстрорежущих инструментальных сталей (ГОСТ 9373—60 и 5952—63) [c.252]
В области практического металловедения разработаны технология термической обработки стальных изделий при нагреве токами высокой частоты (В. П. Вологдин), технология термической обработки стальных деталей при температурах ниже 0° (А. П. Гуляев), технология термической обработки быстрорежущей стали (С. С. Штейнберг), новые марки конструкционной и инструментальной стали и легких алюминиевых сплавов высокой прочности, ряд марок титановых сплавов, методы изготовления химически чистых металлов, сплавов с особыми физическими свойствами и многие другие. [c.190]
Х, 20ХН, 25Н, ОУ, ОХ, ОХН1М, ОХФ, ОХНЗМ и др., алюминия, латуни, меди и баббита равным 20° б) для стали марок 40, 45, 50, 40Х, ОХМ и др., ковкого и серого чугуна твёрдостью Я инструментальной стали, быстрорежущей стали и серого чугуна твёрдостью Яд>160 равным 10° г) для бронзы и мунцевой латуни равным 5°. [c.312]
МгС Wj Moj Гексагональная. Для Wj а = 2,992 А, с = 4,722 А, Для М02С а = 3,003 А с = 4,729 А 17,2 для Wj 9,06 для М02С 1450—1480 Основная фаза упрочнитель теплостойких инструментальных сталей (быстрорежущих н штам-повых). Выделяется при отпуске в интервале температур 400—600° С. Фаза не стабильна при повышенных температурах отпуска 650—700° С превращается в стабильный карбид МвС [c.373]
Для изготовления режущих инструментов и, в частности, фрез применяют углеродистые легированные инструментальные стали, быстрорежущие инструментальные стали, твердые сплавы, ми-нералокерамику, эльборы, синтетические и естественные алмазы. [c.216]
По сравнению с углеродистыми и легированными инструментальными сталями быстрорежущие стали имеют более высо сопротивление малым пластическим деформациям и обладают хорошей прорваливаемостью. Высокая теплостойкость быстрорежущих сталей позволяет изготовленным из них инструментам работать со скоростями резания в 2,5— 3 раза более высокими, чем те, которые при равной стойкости допускают углеродистые инструменты. По уровню теплостойкости быстрорежущие стали можно разделить на стали нормальной теплостойкости и стали повышенной теплостойкости. Наиболее распространенными марками сталей нормальной теплостойкости являются Р18, Р9, Р12, Р6МЗ и Р6М5 (табл. 1). [c.16]
Материал рабочей части — инструментальные углеродистые стали марок УП, У11А, быстрорежущие стали или твердый сплав. Материал хвостовой части — инструментальные стали, быстрорежущие стали, твердые сплавы (у цельных метчиков) или кочстпукциоккые стали марок 45, 40Х (ГОСТ 1050- 7 , ГОСТ 4543—71 ). [c.421]
Выбор материала релгущей части инструмента имеет большое значение для повышения производительности и снижения себестоимости обработки и зависит от принятого метода обработки, рода обрабатываемого материала и условий работы. Для изготовления режущей части инструмента применяют а) твердые сплавы, б) инструментальные стали углеродистые, легированные, быстрорежущие в) металле- и минерало-керамические сплавы г) алмазы (натуральные и синтетические). [c.134]
По предложению Ю. А. Геллера, все инструментальные стали подразделяют на три группы не обладающие теплостойкостью (углеродистые и легированные стали, содержащие до 3—5 % Сг), полутенлостойкне (содержащие свыше 0,6—0,7 % С и 3—18 % Сг) и теплостойкие (высоколегированные стали, содержащие Сг, W, Мо, V, Со, ледебуритного класса), получившие название быстрорежущих. [c.295]
К высококачественным относятся легированные инструментальные и быстрорежущие, а также углеродистые стали У7А—У13А, используемые для изготовления инструментов с тонкой режущей кромкой. В легированных и быстрорежущих сталях содержание как 8, так и Р [c.232]
Из перечисленных выше сталей делаются резцы, фрезы, сверла и другой режущий инструмент. Высоколегированные инструментальные стали, содержащие до 1 % С и до 25 % W, Сг, V, способны сохранять высокую твердость и резать металл при разогреве до 600 С и более. Благодаря этому они обеспечивают высокую скорость резания (до 50 м/мин) и называются быстрорежущими. Они обозначаются буквой Р Р18, Р12, Р9, Р6М5К5 и т. д. [c.41]
Система Fe—W—С изучена недостаточно полно. Углерод растворяется в вольфрамовых сталях еще меньше, чем в хромистых. Цементит может растворять лишь небольшое количество вольфрама. С увеличением содержания вольфрама образуются карбиды (Fe, W)23 e и (Fe, W)e . Карбиды в литых вольфрамовых сталях, как и в кованом или катаном состоянии, диснерснее, чем цементит в нелегированных сталях и карбиды в хромистых сталях. Инструментальные стали, особенно стойкие против износа, содержат карбид (Fe, W)2i e, который может "образовываться путем разложения стабильного карбида W . Быстрорежущие стали и стали для горячей обработки расположены в области а + (Fe, W)e . [c.134]
Многие типы инструментов, ранее изготовлявшихся только из быстрорежущей или легированной инструментальной стали, выпускаются теперь с твердосплавными вставками. К ним относятся, в частности, метчики, развертки, протяжки. При нарезании резьбы метчиками в деталях из сталей, закаленных на твердость HR 40— 52, можно получать резьбу 2-го класса точности и 6—7-го класса чистоты. При этом вставки изготовляются из сплавов В Кб, ВК6М, ВК8 и делаются выступающими из корпуса всего на 0,3—0,5 мм. При шаге 2 мм применяются два метчика, при шаге 3 мм — три, а при твердости HR 48—52 — четыре метчика. Резьбу метчиков [c.18]
Расширение номенклатуры материалов, обрабатываемых в кузнечных цехах, и начало развития машиностроения вызвали увеличение потребностя в инструментальной стали для режущего и другого рабочего инструмента — углеродистой, легированной и быстрорежущей, что давало дополнительную нагрузку кузнечньш цехам. [c.106]
Типично для развития качественной стали применение соотношения объемов производства конструкционной и инструментальной стали, которая в значительной мере явилась основой создания производства качественной стали. Именно процесс изготовления инструментальной быстрорежущей стали, легированной тугоплавкими, дорогостоящими и дефицитными элементами, потребовал перехода от мартеновского способа производства к производству стали в электропечах. Например, у завода Электросталь в первое десятилетие (1917—1927 гг.) марки инструментальной стали составляли свыше 80% всего выпуска (в 1925 г.— 22 марки из 27 из остальных 4марки — менее 15% — составляли конструкционные стали). В настоящее время те же марки составляют в общей номенклатуре около 10%. Такое изменение соотношения было обусловлено широким использованием твердосплавного, а в последнее время — и керамического инструмента. [c.192]
mash-xxl.info
| Применяется для всех видов режущего инструмента при обработке углеродистых легированных конструкционных сталей; предпочтительно для изготовления резьбонарезного инструмента, а также инструмента, работающего с ударными нагрузками.
Температура критических точек материала Р6М5: Ac 1 = 815 , Ar 1 = 730 Твердость материала Р6М5 после отжига: HB = 255 Заменитель - сталь Р18. Применяется для изготовления инструментов простой формы, не требующих большого объема шлифовки, для обработки обычных конструкционных материалов.
Технологические свойства Температура ковки: Начала 1200°, конца 900°. Охлаждение в колодцах при 750-800°С. Свариваемость: при стыковой электросварке со сталью 45 и 40Х хорошая. Обрабатываемость резанием: при НВ 205-255 K u тв.спл. = 0.8, K u б.ст. = 0.6. Шлифуемость: пониженная (ГОСТ 19265-73) Применяется для всех видов режущего инструмента при обработке углеродистых легированных конструкционных сталей.
Температура критических точек материала: Ac 1 = 820 , Ac 3 (Ac m ) = 850 , Ar 1 = 720 Твердость материала после отжига: HB = 255 Заменитель - сталь Р12. Применяется для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600 °С.
Технологические свойства Температура ковки: Начала 1200°, конца 900°. Охлаждение в колодцах при 750-800°С. Свариваемость: при стыковой электросварке со сталью 45 и 40Х хорошая. Обрабатываемость резанием: при НВ 205-255 K u тв.спл. = 0.8, K u б.ст. = 0.6. Шлифуемость: повышенная (ГОСТ 19265-73) Применяется для обработки высокопрочных, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов.
Температура критических точек материала: Ac 1 = 815 , Ar 1 = 725 Твердость материала после отжига: HB = 269 Применяется для обработки высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущей кромки.
Технологические свойства Температура ковки: Начала 1160°, конца 850°. Шлифуемость: хорошая (ГОСТ 19265-73) Применяется для инструмента простой формы при обработке углеродистых и малолегированных сталей.
| ||||||||||||
www.inpo.ru
Быстрорежущая сталь - это... Что такое Быстрорежущая сталь?
Быстроре́жущие ста́ли — легированные стали, предназначенные, главным образом, для изготовления металлорежущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания.
Быстрорежущая сталь должна обладать высоким сопротивлением разрушению, твёрдостью (в холодном и горячем состояниях) и красностойкостью.
Высоким 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
Сверло с покрытием из нитрида титанаДля 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.
Еще 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 видиа, 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, которая в свою очередь вытесняется безвольфрамовыми Р0М5Ф1 и Р0М2Ф3.
Характеристики быстрорежущих сталей
Горячая твердость
Твердость инструментальных сталей при повышенных температурах[2]На рисунке приведены кривые, характеризующие твердость углеродистой и быстрорежущей инструментальных сталей при повышенных температурах испытаний. 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
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 снижении 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 резання, что соответствует примерно 58 HRC при комнатной. Отсюда красностойкость характеризуется температурой отпуска, при которой за 4 часа твердость снижается до 58 HRC (обозначение K4р58).
| 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
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
| 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
Быстрорежущие стали изготавливают как классическим способом (разливка стали в слитки, прокатка и проковка), так и методами порошковой металлургии (распыление струи жидкой стали азотом)[2]. Качество быстрорежущей стали в значительной степени определяется степенью ее 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[2]. При обработке стали холодом ее 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
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 еще 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 ее 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.
Таким образом, 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
В советских и российских марочниках сталей марки быстрорежущих сталей обычно имеют особую систему обозначений и начинаются с буквы «Р» (rapid — скорость). Связанно 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
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.
Примечания
Литература
dvc.academic.ru
Быстрорежущая сталь - это... Что такое Быстрорежущая сталь?
Быстроре́жущие ста́ли — легированные стали, предназначенные, главным образом, для изготовления металлорежущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания.
Быстрорежущая сталь должна обладать высоким сопротивлением разрушению, твёрдостью (в холодном и горячем состояниях) и красностойкостью.
Высоким 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
Сверло с покрытием из нитрида титанаДля 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.
Еще 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 видиа, 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, которая в свою очередь вытесняется безвольфрамовыми Р0М5Ф1 и Р0М2Ф3.
Характеристики быстрорежущих сталей
Горячая твердость
Твердость инструментальных сталей при повышенных температурах[2]На рисунке приведены кривые, характеризующие твердость углеродистой и быстрорежущей инструментальных сталей при повышенных температурах испытаний. 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
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 снижении 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 резання, что соответствует примерно 58 HRC при комнатной. Отсюда красностойкость характеризуется температурой отпуска, при которой за 4 часа твердость снижается до 58 HRC (обозначение K4р58).
| 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
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
| 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
Быстрорежущие стали изготавливают как классическим способом (разливка стали в слитки, прокатка и проковка), так и методами порошковой металлургии (распыление струи жидкой стали азотом)[2]. Качество быстрорежущей стали в значительной степени определяется степенью ее 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[2]. При обработке стали холодом ее 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
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 еще 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 ее 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.
Таким образом, 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
В советских и российских марочниках сталей марки быстрорежущих сталей обычно имеют особую систему обозначений и начинаются с буквы «Р» (rapid — скорость). Связанно 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
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.
Примечания
Литература
dal.academic.ru
Быстрорежущая сталь - это... Что такое Быстрорежущая сталь?
Быстроре́жущие ста́ли — легированные стали, предназначенные, главным образом, для изготовления металлорежущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания.
Быстрорежущая сталь должна обладать высоким сопротивлением разрушению, твёрдостью (в холодном и горячем состояниях) и красностойкостью.
Высоким 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
Сверло с покрытием из нитрида титанаДля 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.
Еще 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 видиа, 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, которая в свою очередь вытесняется безвольфрамовыми Р0М5Ф1 и Р0М2Ф3.
Характеристики быстрорежущих сталей
Горячая твердость
Твердость инструментальных сталей при повышенных температурах[2]На рисунке приведены кривые, характеризующие твердость углеродистой и быстрорежущей инструментальных сталей при повышенных температурах испытаний. 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
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 снижении 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 резання, что соответствует примерно 58 HRC при комнатной. Отсюда красностойкость характеризуется температурой отпуска, при которой за 4 часа твердость снижается до 58 HRC (обозначение K4р58).
| 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
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
| 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
Быстрорежущие стали изготавливают как классическим способом (разливка стали в слитки, прокатка и проковка), так и методами порошковой металлургии (распыление струи жидкой стали азотом)[2]. Качество быстрорежущей стали в значительной степени определяется степенью ее 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[2]. При обработке стали холодом ее 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
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 еще 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 ее 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.
Таким образом, 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
В советских и российских марочниках сталей марки быстрорежущих сталей обычно имеют особую систему обозначений и начинаются с буквы «Р» (rapid — скорость). Связанно 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
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.
Примечания
Литература
dikc.academic.ru
