Инструментальная легированная сталь

Категория:
Сплавы


Инструментальная легированная сталь

Условия работы отдельных видов инструментов различны, поэтому для каждого вида инструмента необходимо применять сталь, наиболее подходящую по своим качествам к данным условиям работы.

Сталь для ударно-штампового и измерительного инструмента. Для нагру.

женных штампов, деформирующих металл в холодном состоянии, применяют высоколегированную хромовую сталь (например, сталь марки Х12, содержащую 2,0—2,3% С н 11,5—13.0% Сг), отличающуюся после закалки и отпуска весьма высокой твердостью (HRC = 60 -ь 62) и износоустойчивостью.

Примером стали для тяжело нагруженных Штампов, деформирующих металл в горячем состоянии (горячая штамповка), может служить сталь марок 5ХНМ и 5ХГМ (для небольших штампов). После закалки и высокого отпуска подобная сталь обладает повышенной прочностью, вязкостью и износоустойчивостью при высоких температурах.

Для изготовления измерительного инструмента высокого класса точности (калибры, измерительные плитки, микрометры) применяют сталь марки ХГ (1 3— 1,5% С; 0,45-0,7% Мп; 1,3—1,6% Сг).

Низколегированная сталь для режущего инструмента. Низколегированная инструментальная сталь по своей режущей способности не отличается существенно от углеродистой стали и применяется при сравнительно небольших скоростях резания, так как понижение твердости стали начинается уже при температуре 200—220°.

Однако эта сталь имеет меньшую критическую скорость закалки по сравнению с простой углеродистой сталью и поэтому обладает более высокой прокаливае-цгостью, что позволяет получить структуру мартенсита в более крупных сечениях инструмента; кроме того, она менее хрупка, чем углеродистая сталь.

В качестве основного легирующего элемента для стали этих марок применяют хром (1—3%), а также вольфрам.

Наиболее распространенными марками низколегированной стали для режущих инструментов являются:
1) сталь марки X — хромовая (0,95—1,1% С и 1,3—1,6% Сг), применяемая для изготовления резцов, сверл, напильников;
2) сталь марки 9ХС — хромокремнистая (0,85—0,95% С; 0,95—1,25% Сг и 1,2—1,6% Si), применяемая для изготовления резцов, сверл, фрез, зенкеров;
3) сталь марки В1 — вольфрамовая (1,05—1,25% С; 0,8—1,2% W; 0,15— 0,30% V), применяемая для изготовления спиральных сверл, метчиков, разверток и т. д.

Кроме того, применяется среднелегированная сталь марки ХВ5 — хромоволь-фрамовая (1,25—1,5%С; 0,4—0,7% Сг; 4,5—5,5% W; 0,15—0,30% V) для изготовления резцов при обработке весьма твердых материалов с небольшой скоростью резания.

После закалки на мартенсит и низкого отпуска низколегированные стали имеют твердость HRC ^ 60 62, а сталь ХВ5 — HRC 65.

Быстрорежущая сталь. Быстрорежущей сталью называют высококачественную инструментальную сталь, которая обладает красностойкостью, т. е. не теряет режущих свойств при нагреве до 600°. Это позволяет применять для инструментов из быстрорежущей стали повышенные (в 3—4 раза) скорости резания.

Основными легирующими элементами быстрорежущей стали являются хром, вольфрам и ванадий.

ГОСТ устанавливает две марки быстрорежущей стали: Р18 и Р9.

По структуре в равновесном состоянии эта сталь относится к ледебуритному классу. После ковки и отжига она имеет перлитосорбитную основу с округлыми

включениями зерен легированных карбидов.

Термическая обработка быстрорежущей стали состоит из закалки с температурой нагрева до 1260—1300° и двухкратного или трехкратного отпуска при температуре около 560—600°. Высокая температура закалки необходима для растворения возможно большего количества легированных карбидов в аустените, чтобы получить мартенсит, более насыщенный легирующими элементами, стойкий против отпуска.

Быстрорежущая сталь имеет малую критическую скорость закалки, поэтому охлаждение после нагрева может производиться на воздухе (такую стдль называют самозакаливающейся). Однако закалка в масляной ванне дает лучшие результаты.

После закалки сталь состоит из мартенсита и остаточного аустенита (около 30%). Последующим отпуском (часто двух- или трехкратным) удается уменьшить содержание остаточного аустенита, и сталь после отпуска приобретает красностойкость.

При температуре отпуска (550—600°) из остаточного аустенита выделяются легированные карбиДы, в результате чего мартенситная точка превращения аустенита, обедненного легирующим компонентом, повышается, и при охлаждении часть аустенита переходит в мартенсит.

Для более полного превращения остаточного аустенита в мартенсит применяется также обработка быстрорежущей стали холодом, состоящая в охлаждении закаленной стали до температуры 80—i00° ниже нуля. В этом случае необходимость в многократном отпуске отпадает и количество отпусков может быть сведено к одному.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум