Быстрорежущая сталь. Быстрорежущие стали

Быстрорежущие инструментальные стали

Из группы высоколегированных сталей для изготовления режущих инструментов используются быстрорежущие стали с высоким содержанием вольфрама, молибдена, кобальта, ванадия.

Современные быстрорежущие стали можно разделить на три группы.

К сталям нормальной теплостойкости относятся вольфрамовые Р18, Р12, Р9 и вольфрамомолибденовые Р6М5, Р6М3, Р8М3. Эти стали имеют твердость в закаленном состоянии 63...66 HRC, предел прочности при изгибе 2900...3400 МПа, ударную вязкость 2,7... 4,8 Дж/м2 и теплостойкость 600...650 °С. Указанные марки сталей получили наиболее широкое распространение при изготовлении режущих инструментов.

Они используются при обработке конструкционных сталей, чугунов, цветных металлов, пластмасс. Иногда применяются быстрорежущие стали, дополнительно легированные азотом (Р6АМ5, Р18А и др.). Легирование азотом повышает режущие свойства инструмента на 20...30 %, твердость - на 1- 2 единицы HRC.

Стали повышенной теплостойкости характеризуются повышенным содержанием углерода — 10Р8МЗ, 10Р6М5; ванадия — Р12ФЗ, Р2МЗФ8, Р9Ф5; кобальта — Р18Ф2К5, Р6М5К5, Р9К5, Р9К10, Р9М4К8Ф и др.

Твердость сталей в закаленном состоянии достигает 66...70 HRC, они имеют более высокую теплостойкость (до 620...670 °С).

Это дает возможность использовать их для обработки жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов, а также конструкционных сталей повышенной прочности и закаленных. Период стойкости инструментов из таких сталей в 3—5 раз выше, чем из сталей Р18, Р6М5.

Стали высокой теплостойкости характеризуются пониженным содержанием углерода, но весьма большим количеством легирующих элементов — В11М7К.23, В14М7К25, ЗВ20К20Х4Ф. Они имеют твердость 69...70 HRC, и теплостойкость 700....720 °С.

Наиболее рациональная область их использования — резание труднообрабатываемых материалов и титановых сплавов. В последнем случае период стойкости инструментов в 30 - 80 раз выше, чем из стали Р18, и в 8 - 15 раз выше, чем из твердого сплава ВК8. При резании конструкционных сталей и чугунов период стойкости возрастает менее значительно (в 3 - 8 раз).

ОСНОВНОЙ НЕДОСТАТОК всех быстрорежущих сталей - высокая стоимость легирующих компонентов. Поэтому, в последнее время, быстрорежущие стали применяются очень ограниченно!!!

ПРИМЕЧАНИЕ:

Молибден является химическим аналогм вольфрама, действующим более эффективно. Замена вольфрама на молибден несколько снижает теплостойкость стали, но значительно увеличивает прочность на изгиб (sи). Сохранение теплостойкости возможно при условии замены вольфрама на молибден в соотношении 1:1,5.

С увеличением содержания молибдена в стали до 3 % и более резко увеличивается её теплопроводность. За счёт этого, тепло из зоны резания отводится хорошо и температура лезвий инструмента не увеличивается. Следовательно, повышается теплостойкость стали.

Высокая прочность на изгиб (sи) и способность хорошо отводить тепло из зоны резания обусловили широкое применение сталей Р6М5 для изготовления осевого инструмента (свёрла, зенкеры, развёртки).

osntm.ru

Быстрорежущая сталь — Википедия РУ

Истории создания

Сверло с покрытием из нитрида титана

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

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

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

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

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

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

Характеристики быстрорежущих сталей

Горячая твердость

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

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

Красностойкость

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

Существует несколько характеристик красностойкости. Приведем две из них.

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

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

Характеристики теплостойкости углеродистых и красностойкости быстрорежущих инструментальных сталей[2] Марка стали Температура отпуска, °C Время выдержки, час Твердость, HRCэ

У7, У8, У10, У12	150—160	1	63
Р9	580	4	63
У7, У8, У10, У12	200—220	1	59
Р6М5К5, Р9, Р9М4К8, Р18	620—630	4	59

Сопротивление разрушению

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

Химический состав быстрорежущих сталей

Химический состав некоторых быстрорежущих сталей Марка стали C Cr W Mo V Co

Р0М2Ф3	1,10—1,25	3,8—4,6	—	2,3—2,9	2,6—3,3	—
Р6М5	0,82—0,90	3,8—4,4	5,5—6,5	4,8—5,3	1,7—2,1	< 0,50
Р6М5Ф2К8	0,95—1,05	3,8—4,4	5,5—6,6	4,6—5,2	1,8—2,4	7,5—8,5
Р9	0,85—0,95	3,8—4,4	8,5—10,0	< 1,0	2,0—2,6	—
Р18	0,73—0,83	3,8—4,4	17,0—18,5	< 1,0	1,0—1,4	< 0,50

Изготовление и обработка быстрорежущих сталей

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

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

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

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

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

Принципы легирования быстрорежущих сталей

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

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

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

Маркировка быстрорежущих сталей

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

Применение

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

По применению отечественных марок быстрорежущих сталей существуют следующие рекомендации.

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

Примечания

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

Литература

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

Ссылки

http-wikipediya.ru

Быстрорежущая сталь - Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 10 мая 2017; проверки требуют 2 правки. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 10 мая 2017; проверки требуют 2 правки.

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

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

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

Истории создания[ | ]

Сверло с покрытием из нитрида титана

encyclopaedia.bid

Быстрорежущие стали

Быстрорежущие стали являются основными инструментальными материалами, их которых изготавливается примерно 60 % всего лезвийного режущего инструмента. Важнейшим легирующим элементом, входящим в состав быстрорежущих сталей, является вольфрам (6…18 %). Кроме вольфрама быстрорежущие стали содержат в значительных количествах хром, молибден (М), кобальт (К), ванадий. Эти стали обладают следующими физико-механическими свойствами: = 620…730 , 62…70 НRCЭ, = = 2500…4200 МПа.

Быстрорежущие стали делятся на стали умеренной, повышенной и высокой теплостойкости.

Стали умеренной теплостойкости (620…630 ) составляют 75…80 % от общего производства быстрорежущих сталей. К ним относятся: Р9, Р12, Р18, Р6М3, Р6М5, Р8М3, Р18Ф2 и т.д. Буква «Р» означает, что сталь быстрорежущая, а число после этой буквы – процентное содержание вольфрама. Эти стали имеют твердость 62…65,5 HRCЭ и предназначены в основном для обработки конструкционных материалов с МПа.

Стали повышенной теплостойкости (630…650 ) дополнительно легированы кобальтом и ванадием. Наиболее распространенными марками быстрорежущих сталей повышенной теплостойкости (67…70 HRCЭ) являются: Р9К5, Р9К10, Р6М5К5, 10Р8М3, Р8М3К6С, Р10К5Ф5 и др. Быстрорежущие стали повышенной теплостойкости предназначены для обработки труднообрабатываемых материалов: жаропрочных и титановых сплавов, нержавеющих сталей, а также конструкционных сталей 1000 МПа.

Стали высокой теплостойкости – это стали с пониженным содержанием углерода (0,05…0,15 %). Они обладают высокими твердостью (68…70 НRCЭ), теплостойкостью (700…730 ), износостойкостью, теплопроводностью и удовлетворительной прочностью. Данные стали упрочняются вследствие выделения интерметаллидов, а не карбидов. Поэтому они называются сталями с интерметаллидным упрочнением (дисперсионно-твердеющие). К ним относятся стали марок В11М7К23, В3М12К23, В18М7К25, В14М7К25 и др. Наиболее эффективно использовать эти стали при резании труднообрабатываемых материалов и титановых сплавов.

Твердые сплавы

Твердые сплавы изготавливаются методом порошковой металлургии. Основными компонентами твердых сплавов являются

карбиды вольфрама WC, титана TiC, и тантала TaC. В качестве связки в твердых сплавах используют кобальт, никель, молибден.

Теплостойкость твердых сплавов различных марок составляет 800…1000 , что позволяет значительно повысить скорость резания по сравнению с быстрорежущими сталями. Недостатком твердых сплавов является относительно низкая прочность при изгибе = 900…1600 МПа. Прочность при сжатии твердых сплавов значительна, = 4000…6000 МПа, поэтому необходимо так располагать режущие пластины, что они работали на сжатие, а не на изгиб. Твердые сплавы имеют твердость 86…90 HRA.

В зависимости от состава карбидной фазы твердые сплавы (ГОСТ 3882-74 и ГОСТ 4872-75) делятся на три группы: однокарбидные, двухкарбидные и трехкарбидные.

Однокарбидные (группа ВК) сплавы содержат WC+Co. Наиболее распространенными марками этой группы являются ВК3, ВК4 (96 % WC + 4 % Сo), ВК6, ВК8, ВК10. С увеличением содержания кобальта уменьшается твердость сплава и увеличивается его пластичность. Поэтому сплавы ВК3, ВК4, как наиболее хрупкие, применяются при чистовой обработке, а сплавы ВК8, ВК10, как наиболее вязкие, - при черновой обработке. Физико-механические свойства твердых сплавов во многом определяются размером зерен порошков, применяемых для спекания. Большой износостойкостью отличаются мелкозернистые и особомелкозернистые (размер зерен до 0,5 мкм) сплавы (обозначаются соответственно буквами М и ОМ), например, ВК6-М, ВК6-ОМ, ВК10-ОМ.

Легирование мелкозернистых и особомелкозернистых однокарбидных сплавов хромом (ВК6-ХОМ, ВК10-ХОМ, ВК15-ХОМ) позволяет дополнительно повысить их режущие свойства. Для изготовления инструментов, работающих с ударными нагрузками, применяются крупнозернистые твердые сплавы, например, ВК6В.

Областью применения однокарбидных твердых сплавов является обработка труднообрабатываемых материалов, включая титановые сплавы.

Двухкарбидные твердые сплавы (группа ТК) содержат WC+TiC+Co. Наиболее распространенные марки этой группы Т30К4 (30% TiC + 4 % Co + 66 % WC), Т15К6, Т14К8, Т5К10. Сплавы ТК при одинаковом содержании кобальта имеют большую твердость и хрупкость, чем однокарбидные. Поэтому их целесообразно применять при получистовой и чистовой обработке труднообрабатываемых материалов.

Трехкарбидные твердые сплавы (группа ТТК) содержат WC + (TiC + TaC) + Co, их марки ТТ7К12; ТТ20К9. Цифра после букв ТТ указывает на суммарную долю TiC + TaC в процентах. Например, сплав ТТ20К9 содержит: 20 % (TiC + TaC) + 9 % Co + 71 % WC. Твердые сплавы группы ТТК превосходят двухкарбидные сплавы по прочности ( = 1300..1600 МПа). Они характеризуются высокой износостойкостью, хорошо сопротивляются ударным нагрузкам и вибрациям. Поэтому их используют при черновой обработке с большими сечениями срезаемого слоя, при работе с ударами.

Минералокерамика

Режущие инструменты, оснащенные минералокерамикой, обладают высокой твердостью (92…94 HRA), теплостойкостью (до 1200 ) и износостойкостью. Наибольшее распространение в настоящее время получила керамика оксидного и оксидно-карбидного типов.

Оксидная керамика содержит до 99 % Al2О3. Среди марок керамики этого типа можно выделить ЦМ332. Низкая изгибная прочность ( 300…400 МПа) и термоциклическая усталость позволяют применять эту керамику только на чистовых и получистовых операциях, при наличии виброустойчивого оборудования. Оксидно-карбидную керамику получают добавление к ее основе (Al2О3) одинарных или сложных карбидов титана, вольфрама и молибдена (до 40 %). В результате этого значительно повышается изгибная прочность керамики (до 600…700 МПа), что позволяет значительно расширить область ее применения. Серийно выпускают керамики марок В3, ВО13, ВОК-60, ВОК-63 в виде пластин, которые крепятся к корпусу инструмента.

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

Быстрорежущая сталь

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

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

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

Термообработка быстрорежущих сталей

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

График режима термической обработки быстрорежущей стали

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

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

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

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

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

Иногда для повышения износостойкости быстрорежущих сталей применяют низкотемпературное цианирование.

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

www.mtomd.info

Быстрорежущая сталь — википедия фото

Истории создания

Сверло с покрытием из нитрида титана

Характеристики быстрорежущих сталей

Горячая твердость

Красностойкость

Существует несколько характеристик красностойкости. Приведем две из них.

У7, У8, У10, У12	150—160	1	63
Р9	580	4	63
У7, У8, У10, У12	200—220	1	59
Р6М5К5, Р9, Р9М4К8, Р18	620—630	4	59

Сопротивление разрушению

Химический состав быстрорежущих сталей

Химический состав некоторых быстрорежущих сталей Марка стали C Cr W Mo V Co

Р0М2Ф3	1,10—1,25	3,8—4,6	—	2,3—2,9	2,6—3,3	—
Р6М5	0,82—0,90	3,8—4,4	5,5—6,5	4,8—5,3	1,7—2,1	< 0,50
Р6М5Ф2К8	0,95—1,05	3,8—4,4	5,5—6,6	4,6—5,2	1,8—2,4	7,5—8,5
Р9	0,85—0,95	3,8—4,4	8,5—10,0	< 1,0	2,0—2,6	—
Р18	0,73—0,83	3,8—4,4	17,0—18,5	< 1,0	1,0—1,4	< 0,50

Изготовление и обработка быстрорежущих сталей

Принципы легирования быстрорежущих сталей

Маркировка быстрорежущих сталей

Применение

По применению отечественных марок быстрорежущих сталей существуют следующие рекомендации.

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

Примечания

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

Литература

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

Ссылки

org-wikipediya.ru

Быстрорежущая сталь Википедия

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

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

Быстрорежущая сталь. Быстрорежущие стали

Быстрорежущие инструментальные стали

Быстрорежущие инструментальные стали

Быстрорежущая сталь — Википедия РУ

Истории создания

Характеристики быстрорежущих сталей

Горячая твердость

Красностойкость

Сопротивление разрушению

Химический состав быстрорежущих сталей

Изготовление и обработка быстрорежущих сталей

Принципы легирования быстрорежущих сталей

Маркировка быстрорежущих сталей

Применение

Примечания

Литература

Ссылки

Быстрорежущая сталь - Википедия

Истории создания[ | ]

Быстрорежущие стали

Похожие статьи:

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

Быстрорежущая сталь

Термообработка быстрорежущих сталей

График режима термической обработки быстрорежущей стали

Быстрорежущая сталь — википедия фото

Истории создания

Характеристики быстрорежущих сталей

Горячая твердость

Красностойкость

Сопротивление разрушению

Химический состав быстрорежущих сталей

Изготовление и обработка быстрорежущих сталей

Принципы легирования быстрорежущих сталей

Маркировка быстрорежущих сталей

Применение

Примечания

Литература

Ссылки

Быстрорежущая сталь Википедия

Истории создания[ | код]

Характеристики быстрорежущих сталей[ | код]

Горячая твердость[ | код]