Швидкорізальні інструментальні сталі

Основним легуючим елементом цих сталей є вольфрам (6…18 %). Також ці сталі мають 0,7…1,55% вуглецю та 3…4,6% хрому. Додатково швидкорізальні сталі легують молібденом (М), кобальтом (К), ванадієм (Ф), титаном (Т), цирконієм (Ц). Швидкорізальні сталі позначаються літерою Р (рапід – швидкорізальний). Цифра попереду літери Р вказує на вміст вуглецю в десятих долях %, а цифра після літери Р вказує на вміст вольфраму у %. Вміст інших легуючих елементів вказується також у %, а вміст азоту (А) вказується в сотих долях %. Хром є обов’язковим легуючим елементом швидкорізальної сталі, але його вміст в марці не вказується. Так сталь Р6М5 містить близько 1 % вуглецю, 6 % вольфраму, 5 % молібдену та від 3 % до 4,6 % хрому. Точний хімічний склад та властивості швидкорізальних сталей визначається з довідників.

Термічна обробка швидкорізальних сталей залежить від марки сталі і складається з відпалу з повільним нагріванням до 800…860 ^○С та гартування з повільним нагріванням до 840…860 ^○С і швидким нагріванням до 1200…1300^○С. Нагрівання можна проводити в розплавлених соляних ваннах. Охолодження проводиться в мінеральному маслі. Структура сталі складається із високолегованого мартенситу, первинних карбідів, що не перейшли в твердий розчин під час нагрівання, та залишкового аустеніту.

Для поліпшення структури сталі проводять 2…3-х разовий відпуск при 550…560 ^○С, в результаті чого залишковий аустеніт переходить в мартенсит. Твердість сталі зростає. З метою повного розпаду аустенітної структури та утворення мартенситної структури сталі можна проводити обробку швидкорізальних інструментів холодом при -75...-80 ^○С. Твердість швидкорізальних сталей після термообробки становить 63…67 HRC, а теплостійкість підвищується до 615…650 ^○С.

Із сталей Р9, Р12, Р18, Р6М3, Р6М5, Р9М тощо виготовляються інструменти для обробки кольорових сплавів, чавунів, конструкційних вуглецевих та легованих сталей. Для обробки корозійностійких, жаростійких, високоміцних сталей і сплавів застосовуються інструменти, виготовлені із сталей Р9К5, Р9К10, Р9Ф5, Р12Ф3, Р6М5К5, Р9М4К8, Р6М5Ф2К8, Р12Ф4К5, Р12Ф3К10М3.

В останні десятиліття все частіше отримують заготовки для інструментів із швидкорізальних сталей методом порошкової металургії. Дуже дрібні порошки компонентів вибраної марки сталі старанно перемішують, пресують і спікають при високій температурі. Сталі, виготовлені методом порошкової металургії, мають додаткове позначення МП, наприклад, Р6М5К5МП.

Для виготовлення інструментів, які будуть працювати в тяжких умовах використовують також кабідосталі, до складу яких вводиться порошки тугоплавких карбідів (переважно TiC). В карбідосталях (Р6М5-КТ20, Р6М5К5-КТ20) поєднується висока твердість (70…72 HRC) з високою міцністю і в’язкістю легованих сталей.

Тема 4.6. Сталі та сплави з особливими властивостями.

До цієї групи належать сплави, у яких переважають такі властивості, як корозійна стійкість, жароміцність, жаростійкість, зносостійкість, особливі електричні властивості тощо.

Для підвищення жаростійкості в сталь вводять хром, алюміній або кремній. При наявності 5,..8% хрому жаростійкість зростає до 700...750°С, при вмісті хрому 15...17% — до 950...1000°С, а при збільшенні його вмісту до 25%сталь не окислюється навіть при 1100°С. Додавши 5%алюмінію, збільшують температуру до 1300°С.

Жаростійкі сталівиготовляють у вигляді листів, прутків, труб і литих деталей. При виборі сталі основним параметром є температура середовища, в якому працює деталь. Наприклад, сталь 12Х18Н9 жаростійка до 850°С, 15Х25Т — до 1050°С, а ливарна 15Х25Н9С2Л — до 1150°С.

Нержавіючісталі за хімічним складом поділяють на хромисті з феритною або мартенситною структурою та хромонікелеві — аустенітні. При введенні в сталь більше 12% хрому її електрохімічний потенціал стає позитивним і вона не взаємодіє з атмосферою, прісною водою, з рядом кислот, лугів і солей. Сталі 12X13 і 20X13 застосовують для виготовлення деталей з підвищеною пластичністю, на які діють ударні навантаження (клапани гідропресів, предмети домашнього вжитку), їх гартують в маслі з температурою 1000.,.1100^оС і відпускають при 700...775°С з метою укрупнення карбідів. Сталі 30X13 і 40X13 використовують для голок карбюраторів, пружин, хірургічного інструменту. Після гартування при 1000...1050°С в маслі і низького відпускання сталь має мартенситну структуру (твердість НRС 50…60) і достатню корозійну стійкість. Сталь 12X17 використовують у харчовій промисловості і для виготовлення посуду; сталі 15Х25Т та 15X28 — для зварних деталей.

Аустенітні нержавіючі сталі, леговані хромом, нікелем або марганцем, мають достатню міцність, пластичність і добру корозієстійкість в окиснювальних середовищах. Вони немагнітні. Сталі 12Х18Н10Т та 12Х18Н12Т є стійкими при контакті з азотною кислотою. Сталі 04Х18Н10, 03ХІ8Н12, 10Х14Г14Н4Т застосовують для виготовлення тари під рідкі гази, для оболонок паливних баків ракет та інших виробів.

Жароміцні сталіздатні витримувати механічні навантаження при високих температурах. Такі сталі потрібні для виготовлення деталей котлів, газових турбін, реактивних двигунів тощо.

Для роботи при температурах, нижчих за 700...950°С, основою сплаву вибирають залізо або кобальт, а при дуже високих (до 1500°С) молібден та інші тугоплавкі метали. Сталі 16М, 12Х1МФ мають структуру перліту, з них виготовляють труби паронагрівачів, арматуру парових котлів тощо. Зі сталей 15X11МФ та 40Х9С2 виготовляють лопатки турбін, що тривало працюють при 540°С, клапани автомобільних та авіаційних двигунів.

До сталей з особливими електричними властивостями належать магнітні сталі та сталі з високим електричним опором. Бувають магнітотверді, магнітом'які та парамагнітні сталі.

Магнітотверді сталі і сплави використовують для виготовлення постійних магнітів. Від них вимагають високих значень коерцитивної сили та залишкової індукції, а також їх стабільності у часі. Для невеликих магнітів використовують вуглецеві сталі У10, У12, для магнітів більших розмірів — сталі ЕХЗ, в яких літера "Е" показує, що сталь магнітотверда, літери й числа — назву і вміст легуючого елемента. Вміст вуглецю в них становить 0,9... 1,0%.

Магнітом'які матеріали, навпаки, повинні мати низьку коерцитивну силу, високу магнітну проникність, малі втрати на перемагнічування. З них виготовляють якорі та полюси електротехнічних машин, магнітопроводи силових трансформаторів, статори і ротори електродвигунів тощо.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Інструментальні вуглецеві сталі	\|	Леговані чавуни

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.