1.3. Инструментальные стали и сплавы. Какие стали относятся к группе инструментальных

1.3. Инструментальные стали и сплавы

По назначению инструментальные стали делятся на стали для режущего, штампового и измерительного инструмента.

Стали и сплавы для режущего инструмента должны обладать высокой твердостью и износостойкостью, т.е. способностью длительное время сохранять режущие свойства кромки в условиях трения. Основным требованием, предъявляемым к инструментальным материалам, является высокая теплостойкость, т.е. способность сохранять твердость и режущие свойства при длительном нагреве в процессе резания. По теплостойкости различают три группы инструментальных сталей для режущего инструмента: нетеплостойкие, полутеплостойкие и теплостойкие.

Углеродистые инструментальные стали маркируют буквой У, а следующая за ней цифра показывает содержание углерода в десятых долях процента. Это стали У9, У9А, У10, У10А, У12, У12А, У11, У11А, У13, У13А. После термооб-работки они приобретают твердость HRC 62÷64, что позволяет использовать их в качестве режущей части инструмента при об-работке основных конструкционных сталей, чугуна в отож-женном состоянии (твердостью до HRC 32). Теплостойкость этих сталей низкая, всего лишь до 200÷250°С. Углеродистые стали наиболее целесообразно применять для инструментов небольшого сечения (до 5 мм), которые можно закаливать в масле и достигать при этом сквозной прокаливаемости, а также для инструментов диаметром или наименьшей толщиной 18÷25 мм, в которых режущая часть приходиться только на поверхностный слой, например напильники, зенкера, метчики.

Легированные инструментальные стали 9ХС, ХВГ, ХВСГ используют для изготовления инструментов крупного сечения: сверл, разверток, протяжек диаметром 60÷80 мм. Красностойкость этих сталей до 300°С. Твердость после термообработки составляет 61÷65 HRC.

Быстрорежущие стали обладают высокой прочностью, ударной вязкостью и трещиностойкостью. Теплостойкость этих сталей (до 600÷620°С) обеспечивается за счет введения вольфрама, молибдена, ванадия и хрома, образующих сложные карбиды, связывающие почти весь углерод стали. Быстрорежущие стали маркируют буквой Р, цифры показывают среднее содержание вольфрама – основного легирующего элемента. Среднее содержание углерода во всех сталях обычно несколько меньше 1 , а хрома – до 4 , поэтому эти элементы не указываются. Содержание остальных легирующих в целых процентах указывается как обычно, цифрами, следующими за их буквенным обозначением.

Твердые сплавы являются основным инструментальным материалом, обеспечивающим высокопроизводительную обра-ботку резанием. Они представляют собой композиционный ма-териал, состоящий из порошков карбидов титана, вольфрама, тантала, карбонитрида титана и связующей фазы – матрицы, в качестве которой используется кобальт.

Твердые сплавы обладают высокой твердостью (HRC 82÷92) и теплостойкостью.

По составу и области применения твердые сплавы делятся на четыре группы: вольфрамовые (W – Co), титановольфрамовые (WC – TiC – Co), титано-тантало-вольфрамовые (WC – TiC – TaC - Co) и безвольфрамовые (TiC – Ni – Mo, TiCN – Ni – Mo).

Таблица 4.4

Основные стали для режущего инструмента различного назначения ( по данным Ю.А. Геллера)

Продолжение табл. 4.4

Таблица 4.5

Химический состав некоторых быстрорежущих сталей, %

Вольфрамовые однокарбидные сплавы обозначают буквами ВК и цифрой, показывающей содержание кобальта в процентах. Например, сплавы ВК2 содержит 2  Со и 98  WC. Чем больше содержания кобальта, тем выше прочность, хотя и несколько ниже твердость сплава. Они теплостойки до 800С.

Титановольфрамовые двухкарбидные сплавы маркируют буквами Т, К и цифрами. Цифры после буквы Т указывают содержание карбидов титана в процентах, а цифры после буквы К – содержание кобальта. Например, сплав Т15К6 содержит 15  ТiС, 6  Со, остальное, т.е. 79 , WC. Теплостойкость этих сталей до 900 - 1000С.

Титано-тантало-вольфрамовые трехкарбидные сплавы маркируют буквами ТТК и цифрами. Цифра, стоящая после букв ТТ, указывает суммарное содержание карбидов титана ТiC и тантала ТаС, а цифра, стоящая после буквы К, - содержание кобальта. Например, сплав ТТ7К12 содержит 4  TiC, 3  ТаС, 12  Со и 81  WC. Сплавы этой группы применяют для более тяжелых условий резания.

Безвольфрамовые твердые сплавы получили распространение из-за отсутствия в составе дефицитного вольфрама. Хорошо зарекомендовали сплавы, для которых в качестве основы используется карбид титана, а в качестве связки - никель и молибден. Они маркируются буквами КТС и ТН. Твердые сплавы КТС-1 и КТС-2 содержат 15÷17  Ni и

7÷9  Мо соответственно, остальное карбид титана. В твердых сплавах типа ТН-20, ТН-25 в качестве связующего металла применяют в основном никель в количестве 16÷30 . Концентрация молибдена составляет 5÷9 , остальное - также карбид титана. Их используют для изготовления режущего инструмента и быстроизнашивающихся деталей технологи-ческого оборудования.

Стали для измерительного инструмента должны обла-дать высокой твердостью и износостойкостью, сохранять пос-тоянство формы и размеров в течение длительного срока эксплуатации.

Для измерительного инструмента обычно применяют высокоуглеродистые стали У8 - У12 и низколегированные стали марок Х, ХГС, ХВГ, ХС. Их твердость после термообработки должна быть не менее 60÷64 HRC.

После обычной термической обработки в структуре высокоуглеродистых сталей обычно присутствует остаточный аустенит, обусловливающий ее нестабильность. Поэтому после обычной закалки в масле инструменты подвергают обработке холодом при температуре -80С и длительному (до 30 ч.) низкотемпературному отпуску – старению при 120÷170С.

Для измерительных инструментов большого размера и сложной геометрии используют азотируемые стали типа 38Х2МЮА.

Штамповые стали применяют для изготовления штампов холодного и горячего деформирования, пуансонов, матриц, пресс-форм для литья под давлением.

В зависимости от температуры эксплуатации различают стали для деформирования в холодном и горячем состоянии.

Штамповые стали для холодного деформирования должны обладать высокой твердостью и износостойкостью, высокой прочностью и удовлетворительной вязкостью для работы при ударных нагрузках.

В зависимости от назначения различают три группы штамповых сталей для холодного деформирования.

К первой группе относятся стали для вытяжных и вырубных штампов. Для изготовления штампов этого типа применяют стали марок У10 – У12 и стали Х, ХВГ, ХВСГ. Стали с повышенным содержанием хрома (6÷12 ) (Х6ВФ, Х12, Х12М, Х12Ф1) имеют более высокую износостойкость и глубокую прокаливаемость.

Вторую группу составляют стали, испытывающие большие удельные давления. Этим требованиям удовлетворяет сталь 6Х4М2ФС.

К третьей группе относятся стали для высадочных и чеканочных штампов, работающих при высоких ударных нагрузках. Обычно для штампов этого назначения используют сталь 7Х3.

Штамповые стали для горячего деформирования работают в более тяжелых условиях. Для штампов горячего деформирования применяют легированные стали, содержащие 0,3÷0,6  С, подвергаемые закалке и отпуску при 550÷680С с целью получения трооститной и трооститно-сорбитной структуры.

Для молотовых штампов применяют сталь 5ХНМ и её аналоги: 5ХНВ, 5ХНТ, 5ХГМ. При температурах эксплуатации выше 500С стойкость инструмента из стали 5ХНМ резко падает.

Для пресс-форм литья под давлением и прессования цветных металлов и сплавов используют марку 3Х2М2Ф.

Для рабочих температур 700÷800С обычные жаропрочные стали не технологичны, так как плохо обрабатываются резанием. Разработан новый класс штамповых сталей для горячего деформирования – сталей с регулируемым аустенитным превращением при эксплуатации. Примером такой стали служит 4Х2Н5М3К5Ф.

Для увеличения твердости при высоких температурах используют химико-термическую обработку: азотирование, диффузионное хромирование, борирование.

studfiles.net

Инструментальные стали - Слесарно-инструментальные работы

Категория:

Слесарно-инструментальные работы

Инструментальные стали характерны тем, что после соответствующей термической обработки они получают очень высокую-твердость. Такая твердость позволяет изготовленным из стали инструментом обрабатывать другие стали — конструкционные.

Инструментальные стали могут быть разделены на углеродистые, легированные и высоколегированные или быстрорежущие стали. Свойства углеродистых инструментальных сталей как качественных, так и высококачественных (с добавкой индекса А в обозначении марки) зависят также от процентного содержания углерода в их составе. О процентном содержании этого элемента в той или иной стали можно судить по цифрам, входящим в условное обозначение марки стали, соответственно содержанию углерода в десятых долях процента.

С ростом процентного содержания углерода увеличивается твердость стали, но одновременно растет и хрупкость. Поэтому для> ударных инструментов и вырубных штампов применяются только> стали У7 и У8, а для режущих и измерительных инструментов, от. которых требуется высокая твердость и износостойкость,—- стали У10—У12. Однако стали У10—У12’Пригодны для режущих инструментов, работающих только с небольшими скоростями резания и в спокойных условиях (развертки, метчики и т. п.). Точно также и детали приспособлений, подверженные ударам (упоры, установочные планки), изготовляются из сталей У7 — У8, а работающие на истирание,— из сталей У10 — У12.

Свойства, углеродистых сталей могут быть улучшены добавкой-марганца. Такие стали менее хрупки и более износостойки.

Несмотря на многие положительные качества, инструментальные углеродистые стали все же не лишены серьезных недостатков..

1. Они не обладают достаточной теплостойкостью, так как при нагреве приблизительно до 200° начинают терять высокую твердость, а, следовательно и режущие свойства. По этой причине их нельзя использовать для режущего инструмента, работающего в тяжелых условиях, т. е. в условиях сильного нагрева режущих кромок.

2. Их форма и размеры сильно изменяются при закалке, что не позволяет использовать такие стали для сложных по конструкции и точных по размерам инструментов и некоторых других деталей технологической оснастки.

Стремление повысить теплостойкость и износостойкость, а также прочность инструментальных материалов привело к созданию легированных сталей. Однако теплостойкость этих сталей лишь немного выше, чем ,у углеродистых, зато значительно выше их износостойкость и прокаливаемость и в то же время намного меньше изменяемость размеров при закалке.

Наиболее употребительны следующие марки инструментальных сталей: углеродистые качественные стали (по ГОСТ 1435—54) — У7, У8, У10, У12; углеродистые высококачественные — У7А, У8А, У10А, У12А, У8ГА, У10ГА; легированные (по ГОСТ 5951—51) —X, Х12, Х12Ф, 9ХС, ХГ, ХВГ, ХВ5, 5ХВС, 6ХВС, 5ХНТ, 5ХНВ; быстрорежущие (по ГОСТ 5952—51) — Р9 и Р18. Условные обозначения этих марок почти совпадают с обозначениями легированных конструкционных сталей, с той только разницей, что первое число означает не сотые доли процента, а десятые. В том случае, если процентное со- ! держание углерода в марке составляет 1 % и более, цифра в условном обозначении опускается.

Каковы же свойства и назначение марок легированных инструментальных сталей?

Хромистые инструментальные стали (X, Х12) отличаются большой износостойкостью и малой изменяемостью формы и размеров (деформацией) при закалке. Сталь марки X широко применяется для изготовления разверток, винторезных гребенок, небольших протяжек, калибров и кондукторных втулок, рабочие размеры которых нельзя подвергнуть шлифованию. Сталь марки XI2 и особенно хро—мованадиевая Х12Ф — идут на изготовление накатных плашек, волочильных инструментов, а также гибочных и холодновысадочных штампов.

Хромокремнистая сталь (9ХС) — более теплостойка по сравнению с углеродистой сталью и служит, главным образом, для изготовления режущего инструмента.

Хромомарганцевая сталь (ХГ) — дает наименьшие деформации при закалке и представляет поэтому наилучший материал для резьбовых и иных точных и сложных калибров, закаленных кондукторных планок и втулок малых диаметров, подвергаемых после закалки только доводке.

Хромовольфрамовые стали (ХВГ и ХВ5) также мало деформируются при закалке, обладают большей теплостойкостью, однако весьма склонны к появлению трещин и прижогов при шлифовании.

Хромовольфрамокремнистые (5ХВС и 6ХВС) обладают рядом ценных свойств, способствующих их применению для изготовления штампов холодной штамповки. Стали 5ХНТ и 5XITB служат для изготовления ковочных штампов.

Открытие высоколегированных быстрорежущих сталей, сохраняющих режущие свойства при температуре 550°, т. е. обладающих почти в 3 раза большей теплостойкостью, явилось крупным шагом вперед в получении совершенных материалов для изготовления режущего инструмента. Быстрорежущая сталь — очень дорогой материал. Ее стоимость в 10—15 раз выше углеродистой стали, а поэтому она используется только для изготовления режущего инструмента, работающего на повышенных режимах резания.

ГОСТ 5952—51 установлено две марки быстрорежущей стали: марка Р18, имеющая в своем составе около 18% вольфрама, и марка Р9 с 9% вольфрама. Быстрорежущая сталь Р18, как более дорогостоящая, применяется реже; во всех случаях, когда это возможно, применяют низколегированную сталь Р9. Применение стали Р18 допускается только для изготовления инструмента, работающего в особенно тяжелых условиях, т. е. при обработке материалов высокой прочности и при работе с большими сечениями стружки и скоростями резания. Эта сталь также применяется для сложного фасонного и зубообрабатывающего инструмента. Сталь Р9 при обработке материалов высокой прочности имеет несколько пониженную стойкость и кроме этого отличается худшей шлифуемостью, склонностью к прижогам при шлифовании, а также трудностью ее закалки, в связи с узким интервалом закалочных температур.

—

Требования к сталям. К инструментальным сталям предъявляются более высокие требования, чем к конструкционным. Это объясняется тем, что рабочие поверхности инструментов, изготовленных из инструментальных сталей, работают при высоких контактных напряжениях, больших удельных давлениях и подвергаются износу и нагреву. Инструментальные стали обладают высокой твердостью, прочностью, износостойкостью и рядом других свойств, необходимых для обработки материалов резанием и давлением.

Применение тех или иных материалов определяется требованиями, предъявляемыми к различным инструментам.

Материалы, из которых изготовляют режущие инструменты, должны обладать следующими свойствами: – высокой прочностью, так как в процессе резания инструменты испытывают большие усилия; – высокой твердостью, потому что процесс резания можно осуществить только в том случае, если твердость материала инструмента значительно больше твердости обрабатываемого материала; – высокой износостойкостью, потому что стойкость инструмента зависит от степени истирания режущих кромок; – высокой теплостойкостью, так как в процессе резания выделяется большое количество тепла, часть которого идет на нагрев режущих кромок инструмента, а последний, нагреваясь, теряет первоначальную твердость и быстро выходит из строя.

Стали для измерительных инструментов и деталей высокой точности должны обладать высокой износостойкостью, необходимой для сохранения инструментами размеров и формы в процессе эксплуатации, а также хорошей обрабатываемостью для получения высокого класса шероховатости поверхности измерительных инструментов.

Углеродистые стали. Эти стали обладают высокой твердостью после окончательной термической обработки (HRC 62…64) и низкой твердостью в отожженном состоянии (НВ 187…207), что обеспечивает хорошую обрабатываемость резанием и давлением. Недостаток углеродистых сталей — низкая теплостойкость (200…250°С).

По ГОСТу 1435—74 промышленность выпускает следующие инструментальные углеродистые стали: У7, У8, У8Г, У9, У10, У И, У12, У13, У7А, У8ГА, У9А, У10А, У11А, У12А и У13А.

К группе некачественных сталей относятся стали марок без буквы А, к группе высококачественных сталей, более чистых по содержанию серы и фосфора, а также примесей других элементов, — марки с буквой А.

Буквы и цифры в обозначении марок стали обозначают: У — углеродистая, следующие за ней цифры (цифра)—среднее содержание углерода в десятых долях процента, Г — повышенное содержание марганца.

Увеличение в стали содержания углерода повышает ее твердость, но одновременно увеличивает и хрупкость. Следовательно, для ударных инструментов надо применять стали с меньшим содержанием углерода (У7 и У8), а для режущих и измерительных инструментов, требующих высокой твердости и износоустойчивости,— с большим содержанием углерода (У 10 и У12).

Стали марок У7, У7А, У8, У8А, У8ГА, У9 и .У9А служат для изготовления зубил, ножниц для резки жести, пил по металлу и дереву, резцов по меди.

Из стали марок У10А, У11, У11А, У12 и У12А выполняют сверла малого диаметра, метчики, развертки, плашки, фрезы малого диаметра, пилы по металлу, ножовочные полотна, измерительные инструменты, зубила для насечки напильников.

Стали марок У13 и У13А служат для изготовления инструментов особо высокой точности: напильников, резцов, зубил для насечки напильников, шаберов и т. п. Из стали марок У8А и У10А выполняют пуансоны, матрицы, ножи и другие детали штампов.

Углеродистые стали поставляются в виде горячекатаных, кованых или калиброванных прутков различного сечения или в виде полос.

Легированные стали. В соответствии с ГОСТом 5950—73 инструментальные легированные стали по своему назначению подразделяются на две группы: для режущего и измерительного инструмента и для штам-пового инструмента.

Стали первой группы делятся на стали неглубокой прокаливаемое™ — 7ХФ, 8ХФ, 9ХФ, 11ХФ, 13Х, ХВ4 и В2Ф и стали глубокой нрокаливаемости — 9X1, X,. 12X1, 9ХС, ХГС, 9ХВГ, ХВГ, ХВСГ, 9Х5ВФ, 8Х6НФТ и 8Х4ВЗМЗФ2.

В обозначениях марок сталей первые цифры указывают среднее содержание углерода в десятых долях процента. Цифры могут и не указываться, если содержание углерода близко к единице или больше единицы. Буквы за цифрами обозначают: Г — марганец, С — кремний, X — хром, В — вольфрам, Ф — ванадий, Н — никель, М — молибден. Цифры, стоящие после букв, указывают среднее содержание соответствующего элемента в целых процентах. Отсутствие цифр означает, что содержание этого легирующего элемента составляет примерно 1%. В отдельных случаях содержание легирующих элементов не указывается, если оно не превышает 1,8%.

Легированные стали обладают по сравнению с углеродистыми повышенной вязкостью в закаленном состоянии, меньшей склонностью к деформациям и трещинам при закалке. Их режущие свойства примерно такие же, как и углеродистых инструментальных, потому что они имеют низкую теплостойкость (200…250 °С).

Легированные инструментальные стали применяются для изготовления инструментов и технологической оснастки. Из сталей марок 7ХФ, 8ХФ и 9ХФ выполняют круглые и ленточные пилы, ножи для холодной резки металлов, зубила, пуансоны, керны и другие инструменты, работающие с ударными нагрузками. Из сталей марок Д1ХФ, 13Х, ХВ4, В2Ф, 9X1 и X —зубила, пуансоны, ножи для холодной резки металла, кернеры, круглые и ленточные пилы, метчики и другие режущие инструменты диаметром до 30 мм, шаберы, резцы и фрезы для обработки с небольшой скоростью резания, ножовочные полотна и калибры.

Из сталей марок 12X1, ХВГ и 9ХВГ изготовляют измерительные инструменты — плитки, калибры и шаблоны, а также измерительные и режущие инструменты, для которых повышенное коробление при закалке недопустимо, — резьбовые калибры, протяжки, длинные метчики и развертки, плашки и лекала сложной формы. Для деревообрабатывающих инструментов служат стали марок 8Х6НФТ, 9X5ВФ и 8Х4ВЗМЗФ2. Резьбона-катный инструмент, ручные ножовочные полотна и инструменты, предназначенные для холодной пластической деформации, выполняют из стали марки Х6ВФ.

Легированные стали второй группы применяют для изготовления деталей штампов и пресс-форм. Они в настоящей книге не рассматриваются.

Быстрорежущие стали. Быстрорежущей называется сталь, в состав которой помимо углерода входят легирующие элементы — вольфрам, хром, ванадий и молибден, образующие после термической обработки устойчивые карбиды. Кроме карбидообразующих элементов в некоторые марки быстрорежущих сталей входит также кобальт.

Быстрорежущие стали (ГОСТ 19265—73) приобретают после закалки и отпуска высокую твердость, прочность, износостойкость, теплостойкость и сохраняют режущие свойства при нагревании до температуры 600…650° С. Скорости резания инструментами из быстрорежущей стали в 2…4 раза выше, чем инструментами из легированной стали, кроме того, они обладают повышенной стойкостью.

Преимущества быстрорежущей стали проявляются главным образом при обработке прочных (ств= = 100 кгс/мм2) и твердых сталей (НВ 200..250) и резании с повышенной скоростью. По ГОСТу 19265—73 промышленность выпускает следующие марки быстрорежущей стали: Р18, Р12, Р9, Р6М5, Р6М5ФЗ, Р12ФЗ, Р18К5Ф2, Р9К5, Р6М5К5, Р9КЮ, Р9М4К8 и

Р10К5Ф5. В обозначениях марок буквы и цифры указывают: Р — быстрорежущая сталь; цифра, стоящая за буквой, — среднее содержание вольфрама в процентах; М — молибден, Ф — ванадий, К — кобальт; цифры, следующие за этими буквами, — соответственно содержание молибдена, ванадия и кобальта.

Быстрорежущие стали делятся на стали нормальной (Р18, Р12, Р9 и Р6М5) и повышенной (Р18К5Ф2, Р9М4К8, Р6М5К5, Р9К5, Р9КЮ, Р12ФЗ и др.) производительности. Почти все виды режущих инструментов для обработки обычных конструкционных сталей изготовляют из стали марок Р18, Р12, Р9 и Р6М5. Из стали марки Р6М5 с пониженной шлифуемостью производят инструменты простой формы, не требующие большого объема шлифования.

Инструменты для обработки высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущей кромки изготовляют из сталей марок Р18К5Ф2, Р9М4К8, Р6М5К5 и Р10К5Ф5. Инструментами из стали последней марки можно также обрабатывать материалы, обладающие абразивными свойствами.

Для обработки сталей и сплавов повышенной твердости и вязкости и для работы с ударом применяют инструменты из стали марки Р9К5, а нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов и сталей повышенной твердости и вязкости — инструменты из стали марки Р9К10. Резцы, зенкеры, развертки и другие инструменты для чистовой обработки вязких аустенитных сталей, а также материалов с абразивными свойствами изготовляют из стали марки Р12ФЗ. Развертки, протяжки и фрезы из стали марки Р6М5ФЗ предназначены для чистовой и получистовой обработки углеродистых и легированных сталей на средних скоростях резания.

Вольфрамомолибденовая сталь Р6М5 не только дешевле стали марки Р18, но и отличается хорошей теплопроводностью, мало склонна к трещинообразованию в процессе шлифования. По режущим свойствам при чистовой обработке она несколько уступает сталям Р18 и Р12, однако при черновой обработке режущие свойства ее лучше, чем у стали Р18. Недостаток стали Р6М5 — чувствительность к перегреву.

Сталь Р6М5К5, обладающая более высокими значениями теплостойкости, прочности и вязкости, чем сталь Р6М5, рекомендуется для черновой обработки.

В последние годы наблюдается тенденция к повышению содержания углерода в быстрорежущих сталях в среднем на 0,25% (до 1,1%) при содержании ванадия не более 2,8%- Стали с повышенным содержанием углерода отличаются более высокой износостойкостью.

В настоящее время быстрорежущую сталь начинают получать методом порошковой металлургии (пульвер-сталь или металлокерамическая сталь), что позволяет резко сократить карбидную неоднородность и повысить режущие свойства инструмента, особенно крупногабаритного. Из металлокерамической стали марки 10Р6М5 (она не стандартизована) изготовляют зуборезные инструменты.

Конструкционные стали. В инструментальном производстве применяют углеродистые качественные конструкционные стали, регламентированные ГОСТом 1050—74. Настоящий стандарт распространяется на сортовую углеродистую качественную конструкционную сталь горячекатаную и кованую марок 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 58 и 60 диаметром или толщиной до 250 мм, марок 65, 70, 75, 80, 85, 60Г, 65Г и 70Г диаметром или толщиной до 60 мм, а также сталь калиброванную и серебрянку всех марок.

В обозначениях марок стали цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, буква Г — содержание марганца (около 1%).

Конструкционные углеродистые стали широко используются для производства составного режущего инструмента. Нерабочую часть инструмента — державки, корпуса, хвостовики и др. — изготовляют из этих сталей. Из низкоуглеродистых сталей 20 и 25 с последующей цементацией и закалкой и среднеуглеродистых марок 50 или 55 изготовляют измерительные инструменты— скобы, шаблоны, калибры и др. Из конструкционных сталей выполняют также различные детали приспособлений.

ВК4-В, В Кб, В Кб-А, ВК6-0М, ВК6-В, ВК8, ЁК8-ВК, ВК8-В, вкю, ВК10-М, ВКЮ-ОМ, ВК10-КС, вкп-в, BK11-BK, BK15, BIC20, ВК20-КС, BK20-K и ВК25.

Сплавы этой группы состоят из зерен карбидов вольфрама (WC), сцементированных кобальтом, и обозначаются буквами ВК и цифрой, показывающей процентное содержание кобальта. Буква М указывает на мелкозернистую структуру сплава в изделиях, буква В после цифры обозначает технологический признак и показывает, что изделие из этого сплава спекается в атмосфере водорода, буква К в конце марки указывает на крупнозернистую структуру сплава, получаемую по специальной технологии, а буквы ОМ — на особо мелкозернистую структуру сплава в изделиях. Твердость сплавов группы ВК HRA 83…91, предел прочности при изгибе (Ти— 110…240 кгс/мм1, плотность— 13… г/см3.

К титановольфрамовой группе относят твердые сплавы марок Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5КЮ и Т5К12. Структура сплавов этой группы состоит из зерен твердого раствора карбида и вольфрама в карбиде титана (TiC) и избыточных зерен карбида вольфрама, сцементированных кобальтом, или только из зерен твердого раствора карбида вольфрама в карбиде титана, сцементированных кобальтом. Сплавы этой группы обозначаются буквами ТК и цифрами. Так, марка Т30К4 обозначает: Т—титан, цифра 30 — 30% карбида титана, К —кобальт, цифра 4 — 4% кобальта. Карбид вольфрама определяют по разности 100—(30+4) =66%. Твердость сплавов группы ТК HRA 87…92, предел прочности при изгибе (Ги=-95…165 кгс/мм2, плотность—> 9,5… 13,5 г/см3.

В титанотанталовольфрамовую группу входят твердые сплавы марок ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8-Б иТТ20Щ Структура сплавов этой группы состоит из зерен твер^ дого раствора (Ti, Та, W)Co и избыточных зерен карбида вольфрама, сцементированного кобальтом. Обозначаются они буквами ТТК и цифрами: первая буква Т — титан, вторая — тантал, буква К — кобальт. Так, сплав марки ТТ7К12 содержит в среднем 7% карбидов титана и тантала (4+3), 12% кобальта и 81% карбида вольфрама. Твердость сплавов этой группы HRA 87…88, предел прочности при изгибе аи= 150… 165 кгс/мм2, плотность—12,8…13,3 г/см3.

Металлокерамические твердые сплавы обладают высокой красностойкостью и сохраняют режущие свойства при Hsrpese до температур #=900…1000° С; при этом сплавы группы ТК болеё Износоустойчивы и имеют лучшую красностойкость. С повышением содержания кобальта хрупкость сплавов уменьшается, однако одновременно понижается и их твердость. Сплавы группы ВК более вязки, чем сплавы группы ТК.

Твердые сплавы выпускают главным образом в виде стандартных пластинок разнообразной формы и различных размеров. Неперетачиваемые многогранные пластинки механически крепятся в дерновках режущего инструмента. Изготовляются также цельные твердосплавные инструменты — фрезы диаметром от 3 до 60 мм, машинные развертки диаметром от 6 до 12 мм, ручные метчики от М2 до М10 и спиральные сверла диаметром от 1,8 до 5,2 мм.

Для обработки резанием применяют сплавы различных марок. Сплавы ВКЗ, ВК4, ВК6 и ВК8 служат для обработки обычных чугунов на чистовых и получисто-вых операциях точения, растачивания, фрезерования, сверления, развертывания и нарезания резьб, а ВКЗ-М и ВК8 — для чистового и получистового точения и растачивания, нарезания резьбы на твердых чугунах. Сплавы В Кб, ВК8 и ВК6-М предназначены для строгания, чернового точения и растачивания, сверления и долбления, а ВК6-М пригоден для всех видов механической обработки чугунов.

Сплавы группы ТК используются главным образом для обработки сталей: Т30К4 — для чистовой и полу-чистовой обработки цементированных и закаленных углеродистых и легированных сталей, Т14К8 —для черновой, а Т15К6 — для любых видов обработки тех же сталей, Т5КЮ — для чернового точения при неравномерном сечении среза и прерывистом резании, фасонном точении, отрезке, строгании, черновом фрезеровании.

Сплавы группы ТТК марки ТТ7К12 применяют при тяжелом черновом точении при неравномерном сечении среза и наличии ударов, а также при работе на изношенном оборудовании, сплав ТТ10К8-Б — для черновой и получистовой обработки труднообрабатываемых материалов, включая жаропрочные стали и сплавы.

—

Швейцарская фирма Gebruder Sulzer применяет для машиностроительных деталей, подверженных истиранию, например для деталей швейных и текстильных машин, инструментальную сталь GS-85CrVW4, содержащую (%) 0,86 С, 0,45 Si, 0,55 Мп, 1,0 Сг, 0,14 W, 0,3 V.

В ГДР используют инструментальные стали по TGL 14415.

В ЧССР применяют инструментальную сталь для штампов по ON 422870 и быстрорежущую сталь для литого инструмента по CSN 423992.

Для точных отливок, эксплуатирующихся при высоких температурах, применяют специальные сплавы на базе никеля, легированные хромом и кобальтом и небольшим количеством других легирующих элементов (Ti, Al, В, Zr, Та, V).

Большинство специальных – сплавов, используемых в США, имеют фирменные названия. Так называемые сплавы Supper Alloys пригодны для литья в вакууме. Отливки из этих сталей используют под нагрузкой при высоких температурах (см. табл. 58). Для большинства специальных сплавов требуется особый режим термообработки, если необходимо получить оптимальные свойства. Режим термообработки зависит от толщины стенки отливок и обычно состоит из следующих операций: гомогенный отжиг (толщина стенки более 75 мм) при 1150 °С с выдержкой 4 ч; охлаждение на воздухе; отпуск в течение 1 ч при 595 °С; текучести 1600 Н/мм2 при относительном удлинении 8% и относительном сужении 20%. Эти величины прочности можно получить и при больших толщинах.

Отливки из сплава Maraging не имеют поверхностного обезуглероживания. В гомогенизированном состоянии их обрабатываемость приблизительно такая же, как коррозионно-стойких сталей. В отвержденном состоянии обрабатываемость приблизительно на 50% хуже. Свариваемость хорошая, если используются электроды из того же сплава, выплавленного в вакууме, но без бора, циркония и титана. Сварку проводят в атмосфере инертного газа.

Читать далее:

Статьи по теме:

pereosnastka.ru

13. Инструментальные стали

Инструментальные стали предназначены для изготовления следующих основных групп инструмента: режущего, измерительного и штампов. По условиям работы инструмента к таким сталям предъявляют следующие требования:

стали для режущего инструмента (резцы, сверла, метчики, фрезы и др.) должны обладать высокой твердостью, износостойкостью и теплостойкостью.

Стали для измерительного инструмента должны быть твердыми, износостойкими и длительное время сохранять размеры и форму инструмента.

Стали для штампов (холодного и горячего деформирования) должны иметь высокие механические свойства (твердость, износостойкость, вязкость), сохраняющиеся при повышенных темпера­турах. Кроме того, стали для штампов горячего деформирования должны обладать устойчивостью против образования поверхностных трещин при многократном нагреве и охлаждении.

Углеродистые инструментальные стали.Инструментальные углеродис­тые стали выпускают следующих марок: У7.У8.У8Г, У9, У 10, У 11, У 12 и У 13. Цифры указывают на содержание углерода в десятых долях процента. Буква Г после цифры означает, что сталь имеет повышенное содержание марганца. Марка инструментальной углеродистой стали высокого ка­чества имеет букву А, например У12А: инструментальная углеродистая сталь высокого качества, содержащая 1,2% С.

Инструменты, применение которых связано с ударной нагрузкой, на­пример зубила, бородки, молотки, изготовляют из сталей У7А, У8А. Ин­струменты, требующие большей твердости, но не подвергающиеся уда­рам, например сверла, метчики, развертки, шаберы, напильники, — из сталей У12А, У13А. Стали У7—У9 подвергают полной, а стали У10—У13 неполной закалке.

Недостатком углеродистых инструментальных сталей является их низкая теплостойкость — способность сохранять большую твердость при высоких температурных нагревах. При нагреве выше 200°С инструмент из углеродистой стали теряет твердость.

Легированные инструментальные стали. Легирующиеэлементы, вводи­мые в инструментальные стали, увеличивают теплостойкость (вольфрам, молибден, кобальт, хром), закаливаемость (марганец), вязкость (никель), износостойкость (вольфрам).

В сравнении с углеродистыми легированные инструментальные стали имеют следующие преимущества: хорошую прокаливаемость; большую пластичность в отожженном состоянии, значительную прочность в за­каленном состоянии (см. гл. V), более высокие режущие свойства.

Для изготовления измерительных инструментовприменяют X, ХВГ стали. Для измерительного инструмента (особенно высоких классов точности) большое значение имеет постепенное изменение размеров закаленного инструмента в течение длительного времени, что связано с уменьшением и перераспределением внутренних напряжений. Поэтому при термической обработке измерительного инструмента большое внимание уделяется стабилизации напряженного состояния. Это дос­тигается соответствующим режимом низкого отпуска — при темпера­туре 120-130°С в течение 15-20 ч. и обработкой при температурах ниже нуля (до-60°С).

14. Специальные конструкционные стали

Специальные стали — это высоколегированные (свыше 10%) стали, обладающие особыми свойствами - коррозионной стойкостью, жаро­стойкостью, жаропрочностью, износостойкостью и др.

Коррозионностойкие стали.Коррозионностойкой (или нержавеющей) называют сталь, обладающую высокой химической стойкостью в агрес­сивных средах. Коррозионностойкие стали получают легированием низ­ко- и среднеуглеродистых сталей хромом, никелем, титаном, алюмини­ем, марганцем. Антикоррозионные свойства сталям придают введением в них большого количества хрома или хрома и никеля. Наибольшее распространение получили хромистые и хромоникелевые стали.

Хромистые сталиболее дешевые, однако хромоникелевые обладают большей коррозионной стойкостью. Содержание хрома в нержавеющей стали должно быть не менее 12%.При меньшем количестве хрома сталь не способна сопротивляться коррозии, так как ее электро­химический потенциал становится отрицательным.

Более коррозионностойка (в кислотных средах) сталь 12Х17. Для из­готовления сварных конструкций эта сталь не рекомендуется в связи с тем, что при нагреве ее выше 900—950"С и быстром охлаждении (при свар­ке) происходит обеднение периферийной зоны зерен хромом (ниже 12%). Это объясняется выделением карбидов хрома по границам зерен, что приводит к межкристаллитной коррозии.

Межкристаллитная коррозия — особый, очень опасный вид коррози­онного разрушения металла по границам аустенитных зерен, когда элек­трохимический потенциал пограничных участков аустенитных зерен понижается вследствие обеднения хромом.

Для предотвращения этого вида коррозии применяют сталь, легиро­ванную титаном 08Х17Т. Сталь 08Х17Т применяют для тех же целей, что и сталь 12Х 17, а также для изготовления сварных конструкций. Хромоникелевые сталисодержат большое количество хрома и никеля, мало углерода и относятся к аустенитному классу. Для получения одно­фазной структуры аустенита сталь (например, 12Х18Н9) закаливают в воде при температуре 1100-1150°С; при этом достигается наиболее высокая коррозионная стойкость при сравнительно невысокой прочно­сти. Для повышения прочности сталь подвергают холодной пластичес­кой деформации и применяют в виде холоднокатаного листа или ленты для изготовления различных деталей.

Сталь 12Х18Н9 склонна, как и хромистая сталь ферритного класса, к межкристаллитной коррозии при нагреве. Причины возникновения межкристаллитной коррозии те же — обеднение периферийной зоны зерен хромом (ниже 12%) вследствие выделения из аустенита карбидов хрома. Для предотвращения межкристаллитной коррозии сталь легируют тита­ном, например сталь 12Х18 Н9Т, или снижают содержание углерода, на­пример сталь 04Х18Н 10.

Хромоникелевые нержавеющие стали аустенитного класса имеют большую коррозийную стойкость, чем хромистые стали, их широко при­меняют в химической, нефтяной и пищевой промышленности, в авто­мобилестроении, транспортном машиностроении, в строительстве.

Для экономии дорогостоящего никеля его частично заменяют марган­цем.

Разработаны марки высоколегированных сталей на основе сложной системы Fe—Cr—Ni—Mo—Сu—С. Коррозийная стойкость хромоникель-молибденомеднистых сталей в некоторых агрессивных средах очень велика. Например, в 80%-ных растворах серной кислоты. Такие стали широко используют в химической, пищевой, автомобильной и других отраслях промышленности.

Жаростойкие стали.При высоких температурах металлы и сплавы всту­пают во взаимодействие с окружающей газовой средой, что вызывает газовую коррозию (окисление) и разрушение материала. Для изготовле­ния конструкций и деталей, работающих в условиях повышенной тем­пературы (400-900°С) и окисления в газовой среде, применяют специ­альные жаростойкие стали. Под жаростойкостью (или окалиностойкостью) принято понимать способность материала противостоять кор­розионному разрушению под действием воздуха или других газовых сред при высоких температурах.

К жаростойким относят стали, содержа­щие алюминий, хром,кремний.Такие стали не образуют окалины при высоких температурах. Например, хромистая сталь, содержащая 30% Сг, ус­тойчива до 1200°С. Введение небольших добавок алюминия резко повышает жаро­стойкость хромистых сталей(рис. 24).Стой­кость таких материалов при высоких тем­пературах объясняется образованием на их поверхности плотных защитных пленок, состоящих в основном из оксидов легиру­ющих элементов (хрома, алюминия, крем­ния). Область применения жаростойких сталей — изготовление различных деталей нагревательных устройств и энергетических установок.

Жаропрочные стали.Некоторые детали машин (двигателей внутреннего сгорания, паровых и газовых турбин, металлургичес­кого оборудования и т.п.) длительное время работают при больших нагрузках и высоких температурах (500— 1000°С). Для изготовле­ния таких деталей применяют специальные жаропрочные стали.

Под жаропрочностью принято понимать способность материала выдерживать механические нагрузки без существенных деформаций при высоких температурах. К числу жаропрочных отно­сят стали, содержащие хром, кремний, мо­либден, никель и др. Они сохраняют свои прочностные свойства при нагреве до 650°С и более. Из таких сталей изготавливают эле­менты теплообменной аппаратуры, детали котлов, впускные и выпускные клапаны автомобильных и тракторных двигателей.В зависимости от назначения различают клапанные, котлотурбинные, газотурбинные стали, а также сплавы с высокой жаропрочностью.

Износостойкие стали.Для изготовления деталей машин, работающих в условиях трения, применяют специальные износостойкие стали - шарикоподшипниковые, графитизированные и высокомарганцовистые.

Шарикоподшипниковые стали(ШХ6, ШХ9, ШХ15) применяют для из­готовления шариков и роликов подшипников. По химическому составу и структуре эти стали относятся к классу инструментальных сталей. Они содержат около 1 % Си 0,6-1,5% Сг. Для деталей размером до 10мм при­меняют сталь ШХ6 (1,05-1,15% С и 0,4-0,7% Сг), а для деталей разме­ром более 18 мм - сталь ШХ15 (0,95-1,05% С и 1,3-1,65% Сг). Терми­ческая обработка шарикоподшипниковых сталей с небольшим содержа­нием хрома заключается в закалке и низком отпуске (до 200°С), в резуль­тате чего обеспечивается твердость HRC60—66.

studfiles.net

Инструментальные стали.

К инструментальным сталям относятся легированные стали повышенной прокаливаемости и специальные легированные стали - штамповые и быстрорежущие.

Легированные инструментальные стали в соответствии с особенностями их химического состава условно можно отнести к трем группам. Первую группу образуют стали X, 9ХС и ХВСГФ. Присадки хрома в количестве 1...1,5 % обеспечивают повышение прокаливаемости сталей. Кремний (до 1,6 %) дополнительно улучшает прокаливаемость и повышает отпускоустойчивость. В большей степени условиям рационального легирования отвечает сталь ХВСГФ, дополнительно легированная вольфрамом, ванадием и марганцем. Она обладает наилучшим комплексом свойств среди легированных инструментальных сталей (σв=2500...2700 МПа, сохраняет твердость 60 HRCэ до 250...260 0С).

Ко второй группе относятся стали 9Г2Ф, 9ХВГ и ХВГ, отличающиеся повышенным содержанием марганца при нормальном (на уровне примеси) содержании кремния. Марганец, вызывая при закалке резкое снижение температурного интервала мартенситного превращения в стали, способствует сохранению повышенного количества остаточного аустенита в ее структуре. Как следствие, уменьшается уровень термических напряжений и деформаций при закалке инструмента. По этой причине стали получили название малодеформирующихся.

В третью группу входят стали В2Ф и ХВ4Ф, легированные вольфрамом и отличающиеся повышенной твердостью. У стали ХВ4Ф благодаря образованию в структуре наряду с цементитом карбидов М6С твердость после термической обработки достигает 68...70 HRCэ. Термическая обработка инструмента, изготовленного из легированных сталей, заключается в отжиге, закалке и низком отпуске. Для вольфрамосодержащих сталей вместо отжига проводят высокий отпуск.

Из легированных сталей изготавливают крупногабаритный инструмент, температура которого в процессе работы не превышает 150...200 0С. Номенклатура инструмента - круглые плашки, крупные протяжки и зенкеры, обрабатывающие мягкие материалы, крупные вытяжные штампы, прошивные пуансоны и т.п. Сталь X используют главным образом для измерительного инструмента.

Штамповые стали подразделяются на две группы - стали для штампов холодного и горячего деформирования.

Инструмент для деформации металла в холодном состоянии должен иметь высокую твердость (>58 HRCэ). Для такого инструмента обычно используют стали со структурой низкоотпущенного мартенсита, содержащие около 1 % углерода. Штампы небольших размеров и простой конфигурации с относительно легкими условиями работы изготавливают из углеродистых инструментальных сталей (штампы диаметром до 30 мм для высадки и вытяжки, деформирующие с небольшой скоростью, чеканочные с глубокой гравюрой для обработки мягких цветных металлов и т. п.). Для аналогичных штампов, отличающихся более сложной конфигурацией и более тяжелыми условиями работы, применяют легированные инструментальные стали.

Для штампов холодного деформирования, работающих в условиях высоких динамических нагрузок, используются специальные инструментальные стали повышенной ударной вязкости (6Х3МФС, 6ХС, 6ХВ2С и 7X3). Отличительный признак химического состава этих сталей - пониженное содержание углерода, что и является залогом их повышенной вязкости.

Особую группу холодноштамповых сталей образуют стали леде-буритного класса, отличающиеся повышенным содержанием хрома (Х12, Х12Ф1, Х12МФ, Х12ВМФ). Высокохромистые стали обладают повышенной прокаливаемостью (до 250 мм) и износостойкостью (за счет присутствия в структуре стали большого количества особо твердых карбидов Сr2С3). Они используются для тяжелонагруженного холодноштампового инструмента, работающего с повышенной скоростью. После закалки с температур 950...1010 0С инструмент отпускают на твердость 60...63 HRCэ при 150...160 0C, а на 57...58HRCэ - при 260...275 0С.

Стали для штампов горячего деформирования, или, как их еще называют, молотовые, должны обладать повышенной ударной вязкостью в крупных сечениях (более 0,4 МДж/м2 на образцах с надрезом). Для выполнения этого важнейшего условия содержание карбидообразующих элементов в стали ограничивается в ущерб таким свойствам, как износостойкость и теплостойкость (стали сохраняют твердость 45 HRCэ до 350...450 0С). Высокая прокаливаемость достигается за счет легирования хромом, никелем, марганцем. Представителями молотовых горячештамповых сталей являются 5ХНМ, 5ХНВ, 5ХНВС, 4ХМФС.

Прессовый инструмент, штампы горизонтально-ковочных машин, а также матрицы пресс-форм литья под давлением изготавливают из более легированных сталей, теплостойкость которых для твердости 45 HRCэ составляет 590...630 0С. Наиболее широко используются стали 3Х3М3Ф, 4Х5МФС, 5Х3В3МФС. Горячештамповый инструмент после закалки подвергают высокому отпуску на твердость 38...46 HRCэ (молотовые штампы) и 45...50 HRCэ (прессовый инструмент).

Быстрорежущие стали являются основным материалом для большинства режущих инструментов. Важнейшим свойством быстрорежущих сталей является теплостойкость, которая сочетается с высокой твердостью (до 70 RCэ), износостойкостью и повышенным сопротивлением пластической деформации. Под теплостойкостью понимают способность стали при нагреве рабочей части инструмента в процессе эксплуатации сохранять структуру и свойства, необходимые для деформирования или резания обрабатываемого материала. Теплостойкость создается специальной системой легировация стали и закалкой с очень высоких температур (для высоковольфрамовой стали до 1300 0С). Основными легирующими элементами являются вольфрам и его химический аналог молибден, который может замещать вольфрам в соотношении W:Мо =1:1,4...1,5 (если содержание молибдена в стали не превышает 5 %). Для большинства современных рационально легированных быстрорежущих сталей суммарное содержание вольфрама и молибдена принято в пределах 12 % [W+(1,4...1,5)Мо=12]. Быстрорежущие стали легируют также хромом, ванадием, кобальтом и некоторыми другими элементами. Быстрорежущие стали маркируют буквой Р (от слова “рапид” - быстрый). Цифры после буквы Р указывают на содержание вольфрама в процентах. Другие легирующие элементы обозначаются соответствующими буквами, а их содержание в процентах - цифрами. Исключение представляет хром, который в количестве около 4 % находится практически во всех быстрорежущих сталях, однако в обозначении марки стали не указывается.

Быстрорежущие стали относятся к сталям ледебуритного класса. В их структуре помимо вторичных карбидов присутствуют первичные карбиды эвтектического происхождения М6С, МС, М23С6.

Помимо теплостойкости другим важнейшим свойством быстрорежущей стали является вторичная твердость, получаемая при отпуске. Отпуск на вторичную твердость сопровождается эффектом дисперсионного твердения, т. е. выделением при отпуске мелкодисперсных фаз-упрочнителей с карбидной природой. В результате твердость стали после отпуска возрастает. Для получения при закалке высоколегированного твердого раствора за счет более полного растворения тугоплавких карбидов быстрорежущей стали температура аустенизации должна быть высокой - до 1300 0С для сталей с высоким содержанием вольфрама. После закалки сталь сразу же подвергают многократному (обычно трехкратному) отпуску при 560 0С по 1 ч. Многократным отпуск делают для более полного и эффективного превращения остаточного аустенита в мартенсит.

Структура быстрорежущей стали после полной термической обработки представлена мартенситом отпуска, первичными и вторичными карбидами. Рабочая твердость быстрорежущих сталей находится в пределах 62...68 HRCэ в зависимости от их системы легирования.

По главному показателю - теплостойкости - быстрорежущие стали делят на три группы: умеренной, повышенной и пониженной теплостойкости.

К сталям первой группы относятся Р18, Р12, Р6М5, Р8М3, которые сохраняют твердость 60 HRCэ до 615...620 0С. Эти стали предназначены для изготовления большинства режущих инструментов, обрабатывающих стали и чугуны с твердостью 250...280 НВ.

Стали второй группы отличаются повышенным содержанием углерода или ванадия, а также дополнительно легированы кобальтом (10Р6М5, 10Р8М3, Р12Ф3, Р6М5К5, Р9М4К8Ф) и обладают теплостойкостью 640...650 0С. Они используются для обработки сталей аустенитного класса либо обычных конструкционных материалов, но с повышенными скоростями резания.

Третью группу образуют экономнолегированные и безвольфрамовые быстрорежущие стали: Р3М3Ф2, Р2М8, Р0М8. Главной особенностью этих сталей является малое количество и специфический состав карбидной фазы, что делает сталь малочувствительной к масштабному фактору (т.е. прочность и вязкость меняются незначительно при увеличении диаметра проката до 80... 100 мм) и допускает использование сравнительно низких температур закалки (1100... 1150 0С). Поэтому эти стали рекомендуются для изготовления крупногабаритного инструмента, работающего с невысокими скоростями и подвергающегося при эксплуатации значительным динамическим нагрузкам.

Быстрорежущие стали, отличающиеся повышенным содержанием углерода, ванадия, кобальта (например, Р7М2Ф3-МП, Р9М4К.8-МП), используют для обработки труднообрабатываемых материалов.

Похожие статьи:

poznayka.org

Инструментальные стали — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Инструментальная углеродистая сталь относится к высокоуглеродистым сталям, содержит 0, 7-1, 3% углерода, что обеспечивает высокую твердость. По структуре эта сталь является заэвтектоидной. Инструментальная углеродистая сталь не отличаетсявысокой теплостойкостью, сохраняет высокую твердость до температуры 150-200 °C, поэтому применяется для резания мягких материалов с небольшой скоростью и для холодного деформирования. Инструментальная углеродистая сталь получает при закалке высокую твердость только в тонком поверхностном слое, сохраняя мягкую и вязкую сердцевину.

При маркировке инструментальных легированных сталей первые цифры показывают массовую долю углерода в десятых долях процента, но этот показатель может опускаться, если массовая доля углерода близка к единице. Буквы означают: Г — марганец, Х — хром, В — вольфрам, С — кремний, Ф — ванадий, Н — никель, М — молибден. Цифры, стоящие после букв, показывают среднюю массовую долю легирующего элемента в целых единицах. Если цифр нет, то массовая доля легирующего элемента близка к 1%. В отдельных случаях массовая доля легирующих элементов не указывается, если она не превышает 1, 8 %.

Для изготовления измерительного инструмента используются стали 12Х1, Х, обладающие высокой твердостью, износостойкостью, сохраняющие постоянство размеров и хорошо шлифующиеся. Для штампов холодного деформирования используются стали Х12Ф1, Х12М, Х6ВФ, 6Х5В3МФС, 7ХГ2ВМ, обладающие высокой твердостью, износостойкостью и прочностью, сочетающейся с достаточной вязкостью и теплостойкостью. Для штампов горячего деформирования применяют стали 5ХНМ, 5ХНВ, 4Х3ВМФ, 4Х5В2ФС, 3Х2В8Ф, 4Х2В5МФ, имеющие высокие механические свойства (прочность и вязкость) при повышенных температурах и обладающие износостойкостью и окалиностойкостью.

Стали для ударных инструментов 5ХВ2СФ, 6ХВ2С, 6Х3МФС обладают повышенной вязкостью, высокой прокаливаемостью и закаливаемостью в горячих средах. Из них изготавливают пневматические инструменты (зубила, вырубные, обрезанные и чеканочные штампы, рубильные ножи, штемпели). Быстрорежущие стали Р6М5, Р12Ф3, Р8М3К6С, Р9, Р8М3, Р8М5 помимо прочности и износостойкости при повышенных температурах обладают высокой теплостойкостью и твердостью.

megabook.ru

Инструментальные стали. Классификация по назначению. Классификация по теплостойкости.

Справочная информация

Классификация инструментальной стали по теплостойкости:

1. Нетеплостойкие инструментальные стали[стали У7, У7А, У8, У8А....У13, У13А, ХВГ, Х, 6ХС, 6ХВ2С, 9ХС, ХГ2М]Нетеплостойкие инструментальные стали подразделяются:* Нетеплостойкие инструментальные стали высокой твердости:[стали У10, У10А....У13, У13А, 9ХС, ХВГ, В2Ф]стали У10, У10А....У13, У13А относятся к нруппе небольшой прокаливаемости,стали Х, 9ХС, ХВГ относятся к группе повышенной прокаливаемости,сталь ХГ2М относится к группе высокой прокаливаемости.* Непеплостойкие инструментальные стали повышенной вязкости:[стали У7, У7А, 7ХФ, 6ХС, 6ХВ2С]стали У7, У7А, 7ХФ относятся к группе небольшой прокаливаемости,стали 6ХС, 6ХВ2С относятся к группе повышенной прокаливаемоси.

2. Полутеплостойкие инструментальные стали[стали Х12Ф1, Х12, Х12М, 5ХНМ, 5ХНВ, 5ХНМ, 9Х5Ф]Полутеплостойкие инструментальные стали подразделяются:* Полутеплостойкие инструментальные стали высокой твердости[стали Х12Ф1, Х12М, Х12, 9Х5Ф]* Полутеплостойкие инструментальные стали повышенной вязкости[стали 5ХНМ, 5ХНВ, 5ХГМ]

3. Теплостойкие инструментальные стали[стали 4Х5В2ФС, 4Х2В5МФ, 3Х7В7С, Р18, Р12, Р9, Р9К5]Теплостойкие инструментальные стали подразделяются:* Теплостойкие инструментальные стали высокой твердости (быстрорежущие инструментальные стали)[стали Р18, Р12, Р9, Р6М5, Р9К5]стали Р18, Р12, Р9, Р6М5 относятся к группе нормальной теплостойкостистали Р18Ф2, Р9К5 относятся к группе повышенной теплостойкостисталь Р10Ф5К5 отностися к группе высокой теплостойкости* Теплостойкие инструментальные стали повышенной вязкости (штамповые инструментальные стали)[стали 4Х5В2ФС, 4Х8В2, 4Х2В5М, 3Х7В7С]стали 4Х5В2ФС, 4Х8В2 относятся к группе повышенной разгаростойкостистали 3Х2В8Ф, 4Х2В5МФ относятся к группе повышенной теплостойкостисталь 3Х7В7С отностися к группе высокой теплостойкости

Стали высокой твердости не имеют достаточной вязкости и поэтому для инструмента, подвергаемого ударным нагрузкам их применять не следует. По твердости инструментальные стали подразделяются на: а) стали высокой твердости и износостойкости(содержание углерода  0,7…1,5 % )б) стали повышенной вязкости. (содержание углерода  0,4…0,7 %)

Важной характеристикой инструментальных сталей является прокаливаемость. Низкую прокаливаемость имеют углеродистые стали и стали легированные вольфвамом. Их критический диаметр Dк=10…25 мм. Повышенную (Dк=50…80 мм) и высокую (Dк=80…100 мм) прокаливаемость имеют легированные стали.

Все полутеплостойкие стали имеют высокую прокаливаемость.

Классификация инструментальных сталей по назначению: 1. Стали для режущего инструмента.2. Штамповочные стали для холодного деформирования.3. Штамповочные стали для горячего деформирования и прессформ для литья под давлением.4. Стали для измерительных инструментов и деталей высокой точности.

yaruse.ru

• 
  Что такое азотирование стали
• 
  Проволока пружинная стальная углеродистая
• 
  Рапитовая сталь
• 
  Инструментальная штамповая сталь википедия
• 
  Марки легированной стали
• 
  Быстрорежущая сталь марки
• 
  Стальная заготовка блюм
• 
  Стали обыкновенного качества их марки и свойства
• 
  Шарикоподшипниковые стали
• 
  Пассивирование стали
• 
  Прокатная угловая равнополочная сталь гост 8509 93