Сталь инструментальная быстрорежущая Р18. Сталь p18


    P18

     Быстрорежущая сталь P18быстрорез

    Заменитель: Р12
    Классификация: Сталь инструментальная быстрорежущая.
    Применение: Резцы, сверла, фрезы, резьбовые фрезы, долбяки, развертки, зенкеры, метчики, протяжки для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600 °С.

    Химический состав в % материала Р18.

    C Si Mn Ni S P Cr Mo W V Co
    0.73-0.83 до0.5 до0.5 до0.4 до0.03 до0.03 3.8-4.4 до1 17-18.5 1-1.4 до0.5

    Температура критических точек материала Р18.

    Ac1=820, Ac3(Acm)=860, Ar3(Arcm)=770, Ar1=725

    Механические свойства при Т=20oС материала Р18.

    Сортамент Размер(мм) Напр. σв(МПа) σT(МПа) δ5% ψ% KCU(кДж/м2) Термообр.
    840 510 8 10 190 Состояние поставки

    Твердость материала Р18 после отжига, HB 10-1=255 МПа.

    Физические свойства материала Р18.

    Т(град.) E 10-5(МПа) α 106(1/град.) λВт/(м×град.) ρ3(кг/м) C(Дж/(кг×град)) R 109(Ом×м)
    20 2.28 8800 419
    100 2.23 26 472
    200 2.19 27 544
    300 2.1 28 627
    400 2.01 29 718
    500 1.92 28 815
    600 1.81 27 922
    700 27 1037
    800 1152
    900 1173

    Технологические свойства материала Р18.

    Свариваемость: без ограничений.

     

    neva-steel.ru

    Порядок выполнения работы

    1. Вычертить диаграммы изотермического распада переохлажденного аустенита для углеродистой, хромистой и хромоникельмолибденовой сталей.

    2. Записать химический состав исследуемых марок сталей: 40, 40Х и 40ХНМА.

    3. Описать схему установки для определения прокаливаемости стали методом торцевой закалки.

    4. Познакомиться с работой установки для торцевой закалки цилиндрических образцов: диаметр сопла - 12,5 мм, высота свободной струи – 65 мм, расстояние от сопла до торца образца - 12,5 мм.

    5. Заполнить таблицу твердостей образцов трех марок сталей по их длине от закаливаемого торца до постоянного значения твердости.

    6. Построить графики изменения твердости в зависимости от расстояния от закаливаемого торца и, пользуясь ими, определить расстояние от закаливаемого торца до полумартенситной зоны.

    7. Пользуясь графиком рис. Рис. 13 определить критические диаметры трех исследуемых сталей для различных условий охлаждения (в воде и масле).

    8. Сделать выводы по работе.

    1. Содержание отчета по работе

    1. Краткие сведения из теории прокаливаемости стали.

    2. Диаграммы изотермического распада переохлажденного аустенита для сталей 40, 40Х, 40ХНМА.

    3. Химический состав этих сталей.

    4. Твердость указанных сталей в исходном состоянии и температуры их закалки.

    5. Описание схемы установки для торцевой закалки.

    6. Таблицы с результатами измерений твердости образцов по их длине от закаливаемого торца до постоянного значения твердости.

    7. Графики изменения твердости по длине образца для трех исследуемых марок стали.

    8. Результаты определения критических диаметров трех исследуемых марок стали для различных условий охлаждения (в воде и масле).

    9. Выводы по работе.

    Работа № 11 термическая обработка инструментальной углеродистой и быстрорежущей сталей

    Цель работы - установить влияние температуры отпуска на структуру и твердость закаленных углеродистой стали У8 и быстрорежущей стали Р18, изучить микроструктуру этих сталей в исходном и закаленном состояниях и после отпуска.

    1. Краткие теоретические сведения

    Инструментальные стали применяются для изготовления режущего и мерительного инструментов и штампов.

    Для режущего инструмента основными свойствами стали, являются твердость, прочность и износостойкость режущей кромки при достаточно вязкой сердцевине. Для инструмента, работающего при больших скоростях резания, сталь должна быть также и теплостойкой, т.е. сохранять свои свойства при нагреве.

    Углеродистые инструментальные стали содержат от 0,7 до 1,3 % углерода. Они маркируются буквой У и цифрой, показывающей содержание углерода в десятых долях процента (У7, У8, У9, У10, У11, У12, У13). Маркировка может иметь вид: сталь У10А, что соответствует углеродистой стали с содержанием С1 %, высокого качества (S и P < 0,025 %).

    Термическая обработка углеродистых инструментальных сталей состоит в закалке с температуры Aс1 + (30-40 °С) и последующем низком отпуске при 160-200 °С. Доэвтектоидную сталь У7 закаливают с температуры Ас3 + (30-40 °С). Охлаждение при закалке производят в воде, так как аустенит углеродистых сталей неустойчив и критические скорости закалки у этих сталей большие. Твердость поверхности инструмента при содержании углерода в стали более 0,8 % (У8А) и 1 % (У10А) равна 63-65 НRС.

    Углеродистые инструментальные стали используют для резания только с малыми скоростями, так как при нагреве инструмента выше 190-200 ° происходит изменение структуры, мартенсит распадается на троостит и даже сорбит и твердость снижается.

    Для изготовления инструментов больших размеров и сложной конфигурации применяются легированные инструментальные стали, содержащие, кроме углерода, хром, марганец, кремний, вольфрам и ванадий в сумме примерно от 1 до 5%. По своим режущим свойствам легированные стали такие, как 9ХС, ХВГ, ХВСГ и другие, мало отличаются от углеродистых, но сохраняют высокую твердость при резании до 220-250 °С и обладают большей прокаливаемостью.

    Для изготовления режущего инструмента, работающего при больших скоростях резания, широко применяют быстрорежущую сталь марки P18 (0,75 %С, 18 % W, 4% Сr, 1 % V), отличающуюся высокой теплостойкостью и хорошей технологичностью.

    В литом состоянии структура стали Р18 представляет собой перлит, ледебурит и вторичные карбиды. Количество карбидной фазы достигает 28 %. Происходит разрушение ледебуритной эвтектики, размельчения и равномерного распределения карбидов, литая быстрорежущая сталь подвергается ковке и последующему отжигу.

    Рис. 15. Микроструктура быстрорежущей стали марки Р18 (х 500): а - после литья - ледебурит, перлит, вторичные карбиды; б - после ковки и отжига - сорбит, первичные и вторичные карбиды; в - после закалки в масле - первичные карбиды, мартенсит закалки и аустенит остаточный; температура закалки 1280 °С; г - то же, что и в, но температура закалки 1300 °С; д - после окончательной термической обработки - мартенсит отпуска и первичные карбиды

    После ковки и отжига структура стали, состоит из сорбитообразного перлита и равномерно распределенных измельченных первичных и вторичных карбидов. Структура стали Р18 после различных термических воздействий представлена на рис. Рис. 15.

    Закаливается сталь Р18 с 1280 °С, режимы обработки приведены на рис. Рис. 16. Высокая температура закалки необходима для возможно полного растворения вторичных карбидов вольфрама, молибдена и ванадия и получения высоколегированного аустенита; это обеспечивает получение после закалки высоколегированного теплостойкого мартенсита. Первичные карбиды не растворяются и тормозят рост зерна аустенита, поэтому при нагреве, близком к температуре плавления, в быстрорежущих сталях сохраняется мелкое зерно. Если закаливать сталь Р18 с более низких температур, то полученный мартенсит будет недостаточно легирован и его устойчивость, а, следовательно, и теплостойкость будет ниже.

    Чтобы избежать образования трещин из-за плохой теплопроводности стали нагрев под закалку производят ступенчато с остановками: первой - при 600-650 °С (15-20 мин), второй - при 800-850 °С (10-15мин). Возможна также остановка при температуре 1000-1100 °С 3-5 мин. При более высоких температурах нагрев стали производится быстро, чтобы снизить окисление, обезуглероживание и уменьшить рост зерна. С этой же целью устанавливается время выдержки при максимальной температуре. Оно должно выбираться из расчета 10-12 с на 1 мм диаметра инструмента.

    При Т=1280 °С структура стали состоит из легированного аустенита и нерастворенных карбидов тугоплавкого металла (7-10 %).

    Рис. 16. График термической обработки быстрорежущей стали марки Р18

    После закалки микроструктура стали Р18 состоит из мартенсита, нерастворенных карбидов и остаточного аустенита в количестве примерно 30-35 % (рис. Рис. 16). Повышенное содержание остаточного аустенита после закалки объясняется тем, что температура конца мартенситного превращения у быстрорежущих сталей лежит в области отрицательных температур. Остаточный аустенит понижает твердость стали, которая после закалки составляет 60-62 HRC и режущие свойства инструмента.

    После закалки сталь подвергается отпуску, основное назначение, которого добиться превращения остаточного аустенита в мартенсит.

    В процессе однократного отпуска стали Р18 только часть остаточного аустенита превращается в мартенсит. Чтобы оставшийся остаточный аустенит перешел в мартенсит, применяется двух- или трехкратный отпуск при 560 °С с выдержкой 60 мин и охлаждением на воздухе.

    Рис. 17. Микроструктура стали Р18 после закалки и отпуска: мартенсит и карбиды и аустенит остаточный

    В процессе выдержки при отпуске из мартенсита и остаточного аустенита выделяются дисперсные карбиды в основном типа М6С, т.е. происходит дисперсионное твердение, которое приводит к повышению твердости и теплостойкости стали. При этом аустенит, обедняется углеродом и легирующими элементами, становится менее устойчивым и при охлаждении ниже температуры (150 °С) испытывает мартенситное превращение. При однократном отпуске примерно 30 % остаточного аустенита превращается в мартенсит. После двух-, трехкратного отпуска получается структура, состоящая из мартенсита, карбидов и 3-5 % аустенита (рис. Рис. 17). Эффект упрочнения и перехода аустенита в мартенсит может быть также достигнут путем обработки холодом при температуре нижеМК и последующего однократного цикла отпуска при выше указанной температуре (рис. Рис. 16.б)

    Режущие свойства некоторых видов инструментов (фасонные резцы, сверла, фрезы, протяжки и др.) дополнительно улучшают созданием на их поверхностях, на основе ХТО, тонкого слоя (10-50 мкм) нитридов или карбонитридов. Такой слой характеризуется высокой твердостью (HV1000 и более) и износостойкостью. Его получают газовым или ионным азотированием, напылением нитридов титана. Технологическим направлением повышения качества инструмента является его производство из распыленных порошков. Благодаря сильному измельчению карбидов и равномерному их распределению в спеченной стали стойкость инструмента увеличивается в 1,5 - 2 раза (марки стали Р6М5К5-МП, P9M4K4-MП).

    Быстрорежущие стали (ГОСТ 19265—73) умеренной теплостойкости (620 °С) рекомендуются для всех видов инструмента при обработке углеродистых и легированных сталей. Наиболее часто применяют стали Р18, Р6М5. Для обработки высокопрочных, коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов применяют стали, содержащие кобальт Р18К5Ф2, Р9К5, Р6М5К5, Р9М4К8, Р2АМ9К5, Р2АМ9К5 с повышенной теплостойкостью (630 °С). Для чистовых инструментов при обработке вязкой аустенитной стали и материалов, обладающих абразивными свойствами, нашла применение сталь Р12ФЗ с высоким содержанием ванадия. Все стали, обладают хорошим сопротивлением износу.

    studfiles.net

    Р18 / T1 / 1.3355 / W18Cr4V: Марочник

    Характеристика материала Р18

    Марка: Р18
    Заменитель: Р12
    Классификация: Сталь инструментальная быстрорежущая
    Дополнение: Сталь имеет пониженную склонность к перегреву при закалке, хорошую вязкость, хорошее сопротивление износу, повышенную шлифуемость
    Продукция, предлагаемая предприятиями-рекламодателями: Нет данных
    Применение: резцы, сверла, фрезы, резьбовые фрезы, долбяки, развертки, зенкеры, метчики, протяжки для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600 °С.

    Химический состав в % материала   Р18

    ГОСТ   19265- 73

    C Si Mn Ni S P Cr Mo W V Co Cu
    0.73 - 0.83 0.2 - 0.5 0.2 - 0.5 до   0.6 до   0.03 до   0.03 3.8 - 4.4 до   1 17 - 18.5 1 - 1.4 до   0.5 до   0.25

    Температура критических точек материала Р18

    Ac1 = 820 ,      Ac3(Acm) = 860 ,       Ar3(Arcm) = 770 ,       Ar1 = 725

    Технологические свойства материала Р18 .

            Свариваемость:     без ограничений.

    Механические свойства при Т=20oС материала Р18 .

    Сортамент Размер Напр. sT d5 y KCU Термообр.
    - мм - МПа МПа % % кДж / м2 -
          840 510 8 10 190 Состояние поставки
        Твердость   Р18   после отжига ,             ГОСТ 19265-73 HB 10 -1 = 255   МПа

    Физические свойства материала Р18 .

    T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9
    Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
    20 2.28     8800   419
    100 2.23   26     472
    200 2.19   27     544
    300 2.1   28     627
    400 2.01   29     718
    500 1.92   28     815
    600 1.81   27     922
    700     27     1037
    800           1152
    900           1173
    T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9

    Зарубежные аналоги материала Р18

    Внимание!   Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.

    США Германия Япония Франция Англия Евросоюз Италия Испания
    - DIN,WNr JIS AFNOR BS EN UNI UNE
    T1T12001 1.3355HS18-0-1S18-0-1X75WCrV18-4-1 SKh3 18-04-01HS18-0-1Z80WCVZ80WCV18-04-01 3355BT1 1.3355HS18-0-1HSv18-0-1X75WCrV18-4-1 HS18-0-1X75WCrV18 18-0-1ET1HS18-0-1
    Китай Швеция Болгария Венгрия Польша Румыния Чехия Австрия Юж.Корея
    GB SS BDS MSZ PN STAS CSN ONORM KS
    W18Cr4V 2750 HS18-0-1R18 R3 SW18 Rp3 19824 BOHLERS200S200 SKh3

    Обозначения:

    Механические свойства :
    - Предел кратковременной прочности , [МПа]
    sT - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
    d5 - Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
    y - Относительное сужение , [ % ]
    KCU - Ударная вязкость , [ кДж / м2]
    HB - Твердость по Бринеллю , [МПа]
    Физические свойства :
    T - Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
    E - Модуль упругости первого рода , [МПа]
    a - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ) , [1/Град]
    l - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
    r - Плотность материала , [кг/м3]
    C - Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)]
    R - Удельное электросопротивление, [Ом·м]
    Свариваемость :
    без ограничений - сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
    ограниченно свариваемая - сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
    трудносвариваемая - для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг

    www.pokovka.com

    Сталь инструментальная быстрорежущая Р18 - характеристики, свойства, аналоги

    На данной страничке приведены технические, механические и остальные свойства, а также характеристики стали марки Р18.

    Классификация материала и применение марки Р18

    Марка: Р18Классификация материала: Сталь инструментальная быстрорежущаяДополнительные сведения о материале: Сталь имеет пониженную склонность к перегреву при закалке, хорошую вязкость, хорошее сопротивление износу, повышенную шлифуемостьПрименение: резцы, сверла, фрезы, резьбовые фрезы, долбяки, развертки, зенкеры, метчики, протяжки для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600 °С.

    Химический состав материала Р18 в процентном соотношении

    border="1" cellspacing="0" cellpadding="4">

    Механические свойства Р18 при температуре 20oС

    CSiMnNi SPCrMo W VCoCu
    0.73 - 0.830.2 - 0.50.2 - 0.5до 0.6до 0.03до 0.033.8 - 4.4до 117 - 18.51 - 1.4до 0.5до 0.25
    СортаментРазмерНапр.sTd5yKCUТермообр.
    -мм-МПаМПа%%кДж / м2-
    840510810190Состояние поставки

    Технологические свойства Р18

    Свариваемость: без ограничений.

    Зарубежные аналоги Р18

    В таблице указаны точные и сходные по составу аналоги.
    СШАГерманияЯпонияФранцияАнглияЕвросоюзИталияИспанияКитайШвецияБолгарияВенгрияПольшаРумынияЧехияАвстрияЮж.Корея
    -DIN,WNrJISAFNORBSENUNIUNEGBSSBDSMSZPNSTASCSNONORMKS
    1.3355
    HS18-0-1
    S18-0-1
    X75WCrV18-4-1
    18-04-01
    HS18-0-1
    Z80WCV
    Z80WCV18-04-01
    1.3355
    HS18-0-1
    HSv18-0-1
    X75WCrV18-4-1

    Расшифровка обозначений, сокращений, параметров

    Механические свойства :
    - Предел кратковременной прочности , [МПа]
    sT- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
    d5- Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
    y- Относительное сужение , [ % ]
    KCU- Ударная вязкость , [ кДж / м2]
    HB- Твердость по Бринеллю , [МПа]
    Физические свойства :
    T - Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
    E- Модуль упругости первого рода , [МПа]
    a- Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o- T ) , [1/Град]
    l- Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
    r- Плотность материала , [кг/м3]
    C- Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o- T ), [Дж/(кг·град)]
    R- Удельное электросопротивление, [Ом·м]
    Свариваемость :
    без ограничений- сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
    ограниченно свариваемая- сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
    трудносвариваемая- для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг

    Другие марки из этой категории:

    Обращаем ваше внимание на то, что данная информация о марке Р18, приведена в ознакомительных целях. Параметры, свойства и состав реального материала марки Р18 могут отличаться от значений, приведённых на данной странице. Более подробную информацию о марке Р18 можно уточнить на информационном ресурсе "Марочник стали и сплавов". Информацию о наличии, сроках поставки и стоимости материалов Вы можете уточнить у наших менеджеров. При обнаружении неточностей в описании материалов или найденных ошибках просим сообщать администраторам сайта, через форму обратной связи. Заранее спасибо за сотрудничество!

    www.c-met.ru

    Характеристика некоторых инструментальных сталей

    Долговечность и надежность инструмента зависит от материала и его конструкционной прочности. Повышение эксплуатационных качеств инструмента достигается правильным выбором марки стали.

    Материал для инструмента выбирается с обязательным учетом:

    1) Условий эксплуатации, а именно:

    — характера приложения нагрузки (статическая, динамическая, знакопостоянная, знакопеременная, контактная и т. д.) и ее максимальной величины;

    — характера напряжений;

    — температурных условий работы;

    — наличия агрессивной среды;

    — типа трения.

    2) Механических свойств и в первую очередь сочетания высоких пределов усталости и циклической вязкости, обеспечивающих надежную и длительную работу данного изделия.

    3) Технологических и структурных особенностей:

    — закаливаемости и прокаливаемости в рабочих сечениях;

    — устойчивость аустенита в процессах теплового воздействия и характера превращений;

    — склонность к обезуглероживанию, окислению и росту зерна при длительном нагреве;

    — обрабатываемости на различных стадиях формообразования.

    4) Особенностей конструкции обеспечивающих коробление и противодействие к образованию трещин.

    5) Экономические соображения:

    — стоимости;

    — минимального содержания легирующих элементов;

    — необходимости селектирования отдельных элементов;

    — условий поставки в соответствии с ГОСТами или отраслевыми нормативами.

    Для изготовления дисковых фрез используются инструментальные, легированные, теплостойкие быстрорежущие стали: Р6М5, Р12, Р18, Р8М3, Р12Ф3 и др.). Для сравнения возьмем три марки стали: Р12, Р18 и Р6М5.Химический состав сталей указан в таблице 1.1:

    Таблица 1.1 — Химический состав сталей, %.

    Быстрорежущие стали, в отличие от легированных и углеродистых сталей, имеют высокую теплостойкость, сохраняя мартенситную структуру и твердость более 60 HRC при нагреве до 600-650° С, более высокую прочность и повышенное сопротивление пластической деформации.

    Проанализируем химические составы сталей Р6М5, Р18 и Р12.

    Основными легирующими элементами быстрорежущих сталей, обеспечивающих высокую красностойкость, являются вольфрам, молибден, ванадий и кобальт. Кроме них все стали легируют хромом. Важным компонентом является углерод.

    Содержание углерода в стали должно быть достаточным, чтобы обеспечить образование карбидов легирующих элементов. Так при содержании углерода меньше 0,7 % не получается высокой твердости в закаленном и в отпущенном состоянии. Влияние повышенного содержания углерода в сталях с молибденом более благоприятно, чем в вольфрамовых.

    Карбидообразующие элементы образуют в стали специальные карбиды: Me6 С на основе вольфрама и молибдена, MeС на основе ванадия и Me23 С6 на основе хрома. Часть атомов Me составляет железо и другие элементы.

    Вольфрам и молибден являются основными легирующими элементами, обеспечивающими красностойкость. Они образуют в стали карбид Me6 С, который при аустенитизации часто переходит в твердый раствор, обеспечивая получение после закалки легированного вольфрамом (молибденом) мартенсита. Вольфрам и молибден затрудняют распад мартенсита при нагреве, обеспечивая необходимую красностойкость. Нерастворенная часть карбида Me6 С приводит к повышению износостойкости стали. Молибден по влиянию на теплостойкость замещает вольфрам по соотношению Mo : W = 1 : 1,5.

    Ванадий образует в стали наиболее твердый карбид VC (MeС). Максимальный эффект от введения в сталь ванадия достигается при условии, что содержание углерода в стали будет достаточным для образования большого количества карбидов и для насыщения твердого раствора. Карбид MeС, частично растворяясь в аустените, увеличивает красностойкость и повышает твердость после отпуска благодаря эффекту дисперсионного твердения. Нерастворенная часть карбида MeС увеличивает износостойкость стали.

    Хром во всех быстрорежущих сталях содержится в количестве около 4%. Он является основой карбида Me23 С6 . При нагреве под закалку этот карбид полностью растворяется в аустените при температурах, значительно более низких, чем температуры растворения карбидов Me6 С и MeС. Вследствие этого основная роль хрома в быстрорежущих сталях состоит в придании стали высокой прокаливаемости. Он оказывает влияние и на процессы карбидообразования при отпуске.

    Кобальт применяют для дополнительного легирования быстрорежущей стали с целью повышения ее красностойкости. Кобальт в основном находится в твердом растворе и частично входит в состав карбида Me6 С. К недостаткам влияния кобальта следует отнести ухудшение прочности и вязкости стали, увеличение обезуглероживания.

    Марганец в небольших количествах может переводить серу в более благоприятное соединение.

    Сера является вредной примесью, способствующая красноломкости. В ледебуритных сталях отрицательная роль образующихся сульфидов меньше из-за присутствия в структуре значительно большего числа избыточных карбидов, которые могут также ухудшать эти свойства. Кроме того, сульфиды при низких температурах начала затвердевания этих сталей часто служат центрами кристаллизации и присутствуют внутри крупных эвтектических карбидов. Их количество уменьшается на границе зерен. Для уменьшения количества серы (до 0,015 %) используют электрошлаковый переплав.

    Фосфор также является вредной примесью. При содержании фосфора более чем 0,02-0,03 % заметно снижается вязкость и прочность, усиливаются искажения в решетке мартенсита.

    Ранее наиболее широко применялась сталь P18. Она содержит больше вольфрама, чем другие стали, и поэтому имеет повышенное количество карбидов (22-25 % после отпуска). Основной карбид М6 С; доля карбида МС не более 2-3 % от общего количества карбидной фазы. Преимущества стали Р18: 1) малая чувствительность к перегреву (из-за влияния повышенного количества карбидов), и, в связи с этим, хорошая стабильность свойств сталей разных плавок; 2) хорошая шлифуемость; содержание ванадия в сталях с 18 % W меньше, чем в других сталях.

    Сталь имеет немного лучшие режущие свойства при обработке сталей с избыточными карбидами (в частности, шарикоподшипниковых) и в инструментах относительно простой формы; это связано с более высоким сопротивлением пластической деформации из-за большего количества карбидов.

    Резкое сокращение производства стали Р18 объясняется как дефицитностью вольфрама и созданием теперь сталей с более высокими свойствами, так и тем, что сталь Р18 имеет следующие недостатки: а) более крупные размеры избыточных карбидов: до 30 мкм, что снижает стойкость инструментов с тонкой рабочей кромкой и небольшого сечения; б) недостаточно высокие прочность и вязкость, сильно зависящие от профиля проката; они удовлетворительные лишь в небольшом сечении; прочность составляет 3000-3300 и 2000-2300 MПa в прутках диаметром 30 и 60-80 мм соответственно; в) пониженная горячая пластичность, особенно в крупном профиле. Это затрудняет также изготовление инструментов горячей пластической деформацией.

    Сталь Р12, разработанная позже, заменяет сталь Р18. Основной карбид М6 С; количество карбида МС несколько больше (8 %), чем у стали Р18.

    В твердом растворе стали Р12 больше ванадия, что позволяет устанавливать его содержание в стали более высоким; 1,5-1,9 % без заметного ухудшения шлифуемости. В этом случае теплостойкость стали Р12 немного выше, чем стали Р18.

    При почти одинаковой карбидной неоднородности (в прокате равного профиля) размеры карбидных частиц и количество карбидов в стали Р12 меньше, чем у стали Р18.

    Вследствие этого, а также и более низкого содержания хрома, горячая пластичность стали Р12 на 10-15 % выше, чем у стали Р18. По этой же причине прочность и вязкость стали Р12 в одинаковом профиле на 5-8 % выше, чем стали Р18.

    Режущие свойства сталей Р18 и Р12 близки; они несколько выше у стали Р12 в инструментах с тонкой рабочей кромкой и немного ниже, чем у стали Р18 в инструментах простой формы, обрабатывающих более твердые материалы.

    Сталь Р6М5 широко применяется для тех же назначений, как и сталь Р12. Теплостойкость этой стали лишь немного ниже, чем сталей Р12 и Р18.

    Размеры карбидных частиц меньше, чем в стали Р18. Поэтому прочность стали Р6М5 после одинаковой деформации на 10-15 % больше, а вязкость на 50-60 % выше, чем у стали Р18. Это преимущественно наблюдается и в крупных сечениях.

    С повышением температуры до 500-600 °С прочность стали Р6М5 снижается сильнее, а вязкость возрастает больше, чем у сталей Р18 и Р12. Пластичность стали Р6М5 при температурах деформирования выше, чем у стали Р18. Твердость после отжига ниже, что обеспечивает несколько лучшую обрабатываемость резанием. Ее шлифуемость хорошая и не ниже, чем у стали Р18.

    У стали Р6М5 с 5 % Мо сохраняются (но в меньшей степени) недостатки, вносимые молибденом. Она чувствительна к обезуглероживанию и к разнозернистости. Для повышения стабильности свойств необходимо устанавливать содержание углерода в более узких пределах.

    При увеличении содержания кремния до 0,8-0,9 % немного улучшаются вязкость и твердость стали[3,8].

    Таким образом, проанализировав стали Р18, Р12 и Р6М5, можно сделать вывод, что, например, для дисковой фрезы наиболее целесообразно выбрать сталь Р6М5, учитывая выше перечисленные характеристики, и ее меньшую стоимость.

    Источник: дипломный проект

    на тему: «Проект участка термической обработки дисковых фрез»

    Надточия Тимофея Сергеевича

    Руководитель проекта:

    доц. Протасенко Т.А.

    Министерство образования и науки Украины

    Национальный политехнический университет

    «Харьковский политехнический институт»

    Кафедра «Металловедение и термическая обработка металлов»

    www.vladpm.ru

    Р18 :: Металлические материалы: классификация и свойства

    Сталь Р18   ГОСТ 19265-73

    Массовая доля элемента, %

    углерода

    марганца

    кремния

    хрома

    вольфрама

    ванадия

    кобальта

    молибдена

    никеля

    меди

    серы

    фосфора

    азота

    ниобия

    не более

    0,73– 0,83

    0,20 – 0,50

    0,20 – 0,50

    3,80 – 4,40

    17,00 – 18,50

    1,00 – 1,40

    Не более 0,50

    Не более 1,00

    0,6

    0,25

    0,030

    0,030

    -

    -

    Ас1

    Ас3 (Асm)

    Ar3(Асm)

    Мн

    Температура критических точек, °С

    820

    860

    770

    725

    Температура испытания °С

    20

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    700

    800

    900

    Модуль нормаль­ной упругости, Е, ГПа

    228

    223

    219

    210

    201

    192

    181

    -

    -

    -

    Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа

    83

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    Плотность ρn,  г/см3

    8800

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    Коэффициент теп­лопроводности λ, Вт/(м * °С)

    -

    26

    27

    28

    29

    28

    27

    27

    -

    -

    Удельное элекро­сопротивление    (ρ, Ном*м)

    419

    472

    544

    627

    718

    815

    922

    1037

    1152

    1173

    Твердость

    Температура 0С

    после отжига

    После закалки с отпуском, HRCэ (HRC), не менее

    закалки

    отпуска

    HB, не более

    255

    63 (62)

    1270

    560

    Температура нагрева для закалки и отпуска образцов должна соответствовать значениям, указанным в таблице.

    Охлаждение образцов после закалки проводят в масле.

    Отпуск образцов проводят двух-, трехкратный, с выдержкой по 1 ч. и охлаждением на воздухе.

    Время выдержки при нагреве устанавливают согласно черт. 1.

    Толщина (диаметр) образца, мм

    1.     – для прямоугольных образцов

    2.  – для круглых образцов

    Черт. 1.

    Кривая зависимости твердости от температуры отпуска

    Механические свойства стали в состоянии поставки (после отжига) при 20 °С

    σ0,05

    σ0,2

    σВ

    δ5

    ψ

    σСЖ0,2

    σСЖ

    ε, %

    τК,

    МПа

    ν, %

    KCU, Дж/см2

    МПа

    %

    Мпа

    210 (5)

    510 (20)

    840 (30)

    8 (1)

    10 (1)

    520 (13)

    2600 (80)

    50 (1,5)

    560 (17)

    50 (0,7)

    19 (1)

    Механические свойства стали в термообработанном состоянии

    σ0,05

    σВ

    σСЖ0,2

    σСЖ

    τК,

    σизг

    KCU, Дж/см2

    МПа

    2480 (70)

    2150 (110)

    3060 (90)

    3820 (120)

    1880 (100)

    3000 (200)

    30 (3)

    Механические свойства стали в состоянии поставки (после отжига) при повышенных температурах

    Температура испытания, °С

    σ0,2

    σВ

    δ5

    ψ

    σсж

    τК,

    KCU

    Дж/см2

    НВ

    МПа

    %

    МПа

    200

    450 (50)

    830 (80)

    13 (2)

    22 (4)

    1050 (50)

    520 (30)

    -

    227 (6)

    400

    420 (40)

    700 (70)

    15 (2)

    22 (4)

    850 (50)

    450 (30)

    -

    210 (6)

    600

    300 (40)

    480 (50)

    31 (3)

    55 (6)

    620 (20)

    300 (20)

    -

    140 (6)

    800

    110 (20)

    200 (20)

    60 (5)

    70 (6)

    100 (20)

    100 (20)

    -

    30 (4)

    1000

    90 (20)

    100 (20)

    42 (4)

    55 (6)

    50 (10)

    50 (10)

    100 (10)

    24 (4)

    1100

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    130 (15)

    -

    1200

    30 (10)

    30 (10)

    12 (3)

    25 (5)

    40 (10)

    40 (10)

    45 (5)

    4 (1)

    Механические свойства стали в термообработанном состоянии при повышенных температурах

    Температура испытания, °С

    σизг,

    МПа

    HV

    HRC

    200

    3570 (180)

    815 (10)

    64

    400

    3730 (180)

    755 (10)

    62

    500

    3290 (160)

    712 (10)

    60

    550

    3060 (150)

    661 (10)

    58

    600

    2430 (120)

    615 (10)

    56

    650

    2180 (110)

    504 (10)

    51

    Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

    Температура отпуска, °С

    σВ

    МПа

    KCU

    Дж/см2

    НRCЭ

    Закалка 1280 °С, масло. Отпуск трехкратный по 1 ч

     

    400

    1370

    23

    61

     

    500

    1470

    19

    63

     

    550

    2350

    17

    66

     

    600

    2210

    -

    65

     

    Вяз­кость

    Сопротив­ление из­носу

    Шлифуе­мость

    Красно­стой­кость  59HRCэ при от­пуске в течении 4ч, 0С

    Особые свойства

    Хо­рошая

    Хорошее

    Повы­шенная

    620

    Пониженная склонность к нагреву при закалке.

    Заменитель – сталь Р12

    Температура ковки, °С:

    начала 1200,

    конца 900.

    Охлаждение в колодцах при 750 – 800 °С.

    Свариваемость – хорошая при стыковой электросварке со сталями 45 и 40Х.

    Обрабатываемость резанием – при HB 212 – 228, Кυ тв. спл=0,6;  Кυ б. ст=0,3.

    Применение: Резцы, сверла фрезы, резьбовые фрезы, долбяки, развертки, зенкеры, метчики, протяжки для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600 °С.

    Сортамент:

    горячекатаная круглого и квадратного сечений – ГОСТ 2590-88 и ГОСТ 2591-88;

    кованая – ГОСТ 1133-71;

    полосовая – ГОСТ 4405-75;

    калиброванная – ГОСТ 7417-75;

    сталь со специальной отделкой поверхности – ГОСТ 14955-77 диаметром от 1 до 25 мм включительно.

    markmet.ru

    Сталь Р18 - характеристика, химический состав, свойства, твердость

    Доска объявлений

    Сталь Р18 - характеристика, химический состав, свойства, твердость

    Сталь Р18

    Общие сведения

    Заменитель

    сталь Р12.

    Вид поставки

    сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 19265-73, ГОСТ 2590-71, ГОСТ 2591-71. Калиброванный пруток ГОСТ 19265-73, ГОСТ 7417-75. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 19265-73, ГОСТ 14955-77. Лист толстый ТУ 14-1-1408-75. Лист тонкий ТУ 14-1-1408-75, ТУ 14-1-1706-76. Полоса ГОСТ 19265-73, ГОСТ 4405-75. Проволока ТУ 14-1-1096-74. Поковки и кованые заготовки ГОСТ 19265-73, ГОСТ 1133-71.

    Назначение

    резцы, сверла, фрезы, резьбовые фрезы, долбяки, развертки, зенкеры, метчики, протяжки для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600 °С.

    Химический состав

    Химический элемент

    %

    Вольфрам (W) 17.0-18.5
    Ванадий (V) 1.00-1.40
    Кобальт (Co), не более 0.50
    Кремний (Si), не более 0.50
    Молибден (Mo), не более 1.00
    Марганец (Mn), не более 0.50
    Никель (Ni), не более 0.40
    Фосфор (P), не более 0.03
    Хром (Cr) 3.80-4.40
    Сера (S), не более 0.03

    Механические свойства

    Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

    t отпуска, °С sB, МПа KCU, Дж/м2 HRCэ

    Закалка 1280 °С, масло. Отпуск трехкратный по 1 ч.

    400  1370  23  61 
    500  1470  19  63 
    550  2350  17  66 
    600  2210    65 

    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.
    Шлифуемость
    повышенная (ГОСТ 19265-73)

    Температура критических точек

    Критическая точка

    °С

    Ac1

    820

    Ac3

    860

    Ar3

    770

    Ar1

    725

    Физические свойства

    Температура испытания, °С

    20 

    100 

    200 

    300 

    400 

    500 

    600 

    700 

    800 

    900 

    Модуль нормальной упругости, Е, ГПа

    228 

    223 

    219 

    210 

    201 

    192 

    181 

     

     

     

    Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа

    83 

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Плотность, pn, кг/см3

    8800 

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)

     

    26 

    27 

    28 

    29 

    28 

    27 

    27 

     

     

    Уд. электросопротивление (p, НОм · м)

    419 

    472 

    544 

    627 

    718 

    815 

    922 

    1037 

    1152 

    1173 

    Теплостойкость, красностойкость

    Красностойкость

    Температура, °С

    Время, ч

    Твердость, HRCэ

     620

     4

     59

    [ Назад ]

    s-metall.com.ua