Сталь инструментальная быстрорежущая Р18. Сталь p18

P18

 Быстрорежущая сталь P18

Химический состав в % материала Р18.

Температура критических точек материала Р18.

Механические свойства при Т=20oС материала Р18.

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

Физические свойства материала Р18.

Технологические свойства материала Р18.

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.

3. 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

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 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

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

Химический состав в % материала   Р18

ГОСТ   19265- 73

Температура критических точек материала Р18

Технологические свойства материала Р18 .

Механические свойства при Т=20oС материала Р18 .

Физические свойства материала Р18 .

Зарубежные аналоги материала Р18

Внимание!   Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.

Обозначения:

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

Механические свойства Р18 при температуре 20oС

Технологические свойства Р18

Зарубежные аналоги Р18

Расшифровка обозначений, сокращений, параметров

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

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

Механические свойства стали в термообработанном состоянии

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

Механические свойства стали в термообработанном состоянии при повышенных температурах

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

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

s-metall.com.ua

• 
  Хромистая сталь это
• 
  Сталь p18
• 
  Канат стальной гост 7669 80 характеристики
• 
  Стальной лист холоднокатаный и горячекатаный отличие
• 
  Марки низкоуглеродистых сталей
• 
  8Хф сталь замена
• 
  Сталь 45 швеллер
• 
  Гофрированная труба нерж сталь
• 
  Вес швеллеры 20 сталь марки ст3пс
• 
  Маркировка стали и сплавов
• 
  Стали немагнитные марки