Свойства и применение инструментальных сталей. Основные легирующие элементы, используемые при их выплавке

Эксплуатационные свойства и области применения легированных сталей со спец свойствами.

В ГОСТ 977-88 43 марки высоколегир Ст со спец сво-ми. На практике обычно пользуются класи-ей Ст по назнач: коррозионностойкие Ст, кислото-стойкие Ст, жаропрочные жаростойкие стали, износостойкие, инструментальные Ст.

Кроме Ст, оговоренныех ГОСТом выделяют так же большое кол-во высоко-легир Ст согласно отраслевым стандартам.

М Ст используются для выпуска коррозионно-стойких отл, жаропрочных и жаростойких износостойки отл. Осн л.э – Cr, Ni. Дополнительный – Al, Ti, Mo. Структура Ст достиается за счет легир-я, а механич свойства – за счет ТО. Если нужно увеличить коррозионную стойкость, увеличивают содержание Сг, если нужно увеличить износостойкость, то вводят W. Марки М-ых Ст: 20Х13Л, 08Х14ДЛ,.

М-Ф структура формируется в литом состоянии и Ст этой гр обладают высокой кор-ой стойкостью в слабоагрессивных средах(атмосфера, вода): 15Х13Л.

Ф Ст: 15Х25ТЛ: высокая коррозионная и жаростойкость, но ее не рекомендуесят использовать для выпуск деталей подвергаемых ударным нагрузка.

А-М Ст: обладают высокой кор-ой стойкостью и выскоой прочностью: 35Х23Н7СЛ, 40Х24Р12СЛ. Их используют для выпуска деталей хим пром-ти, печных конвейерах, деталей, работающих в агрессивных средах повыш давления.

А-Ф Ст: 10Х18Н9Л: их используют для деталей авиационных двигателей, в ракетной промышленности, в хим промышленности.

А Ст: 110Х18Н9Л, 110Г13Л. Из них делают детали хим промышленности, турбин, корпуса вихревых и шаровых мельниц, гусеницы, зубья экскаваторов.

Помимо спец свойств Ст должны обладать и достаточными механическими свойствами. Наиб прочные – Ст М-го и М-А классов. Предел прочности их более 600 МПа. У Ф, Ф-М, Ф-А – 500 МПа, Ст Ф класса в осн пластичны и их прочность 400 МПа.

Инструментальными наз. стали из которых изготавливают инструмент для обработки материалов резанием и давлением и обладающие спец. свойствами.

Спец. свойства: твёрдость (40 – 70 HRC); вязкость - характеризует эксплуатационную надёжность инструмента и определяется показаниями ударной вязкости (KCU, KCV); износостойкость инструмента – хар-ет долговечность инструмента; теплостойкость – хар-ет способность инструмента сопротивляться изменению структуры во время нагрева (ценные стали с теплостойкостью выше 600®С).

Классификация инструментальных сталей:

· стали для режущего инструмента.

Наиболее высокими свойства из всех сталей для режущего инструмента обладает быстрорез (теплостойкость 600 - 700®С; твёрдость 60 – 70 HRC). Такие свойства достигаются за счёт комплексного легирования расплава и поведения сложной ТО).

Основные л.э. в этих сталях явл. V, Mo, W - обеспечивают получение в стали мартенситной структуры, дополнительными явл. Cr, Co.

Mo и W повышает устойчивость мартенсита при его нагреве.

V – способствует получение мелкого зерна. Оптимальные свойства достигаются когда сумма л.э. равна 12 – 13 %. Карбиды Cr повышают прокаливаемость.

Co повышает теплоёмкость стали и иногда входят в состав карбидов на основе W, Mo повышая износостойкость инструмента.

ГОСТом 977 – 88 предусмотрено 2 марки стали Р6М5Л, Р6М4Ф2Л. Содержание элементов С (0,7-1,1%); Si (0,5%); Mn (0,5%); Cr (3-5%); Mo (0,5-6%); W (2,5-18%);V (1-3%); Co (4-8,5%). Эти стали используют для литых заготовок под инструмент.

· штамповые стали холодного и горячего деформирования.

К ним относятся стали применяемые для изготовления инструмента предназначенного для изменения формы материала без снятия стружки.

- штамповые стали холодного деформирования делятся на 3 группы:

1) повышенной износостойкости, из них изготавливают штампы работающие без значительных ударных нагрузок;

2) дисперсно – твердеющие стали с высоким сопротивлением к смятию (ограничены по Cr 4-5%), используются для изготовления крупных штампов работающих при давлении 2-2,5 тыс. МПа;

3) высокопрочные стали с повышенной ударной вязкостью, применяются для изготовления инструмента работающего при ударных нагрузках.

- штамповые стали горячего деформирования делятся на 3 группы:

1) стали умеренной теплоёмкости и повышенной ударной вязкости, предназначены для изготовления крупных прессовых и молотковых штампов;

2) стали повышенной теплостойкости и ударной вязкости, из них изготавливают пресс-формы ЛПВД;

3) стали высокой теплостойкости, изготавливают штамповый инструмент.

Основными л.э являются V, Mo, W, Cr, Si, а дополнительными Co, Mn, Ni, Ti. Содержание Сr от 5-13%. С от 0,3 – 2%. Если к штампу предъявляются высокие требования по износостойкости то содержание С и Сr мах. Если сталь должна обладать высокой ударной вязкостью, то содержание Сr ограничивают 1-2%, а необходимый уровень свойств достигается за счет легирования W (0,5-7%), Mo (0,4-6,5%). Эти элементы повышают теплостойкость стали, увеличивают стойкость стали против перегрева, измельчают зерно. А Mo снижает склонность стали к отпускной хрупкости.

V вводится в количестве 0,15-2,5% и повышает стойкость стали к перегреву и способствует дисперсному твердению.

Si (0,4-5%) ускоряет процесс дисперсного твердения, упрочняет феррит и повышает твердость стали после отпуска. В сталях для горячего деформирования Si 0,7-0,8%, а для холодного 4-5%.

Со вводится в стали с низким содержанием С, уменьшает растворимость Mo, W в аустените, тем самым повышает количество упрочняющих карбидных и интерметалидных фаз.

Ni (0,3-2,5%) вводят для увеличения прокаливаемости в стали и повышения её пластичности (при более 2,5% Ni пластичность падает).

· стали для мерительного инструмента.

Дата добавления: 2015-05-06