Быстрорежущие стали. Появились в конце 19 века

Легированные стали.

Появились в конце 19 века. Марки и химический состав определяется ГОСТ5950-73. От углеродистых сталей отличаются повышенным содержанием кремния и марганца, а также одного или нескольких легирующих элементов.

Марка стали	Содержание легирующих элементов (остальное железо), %
С (угле-род)	Mn (марганец)	Si (кремний)	S (сера)	Р (фосфор)	Cr (хром)	W (вольфрам)	V (ванадий)	Мо (молибден)
9ХС	0,9	0,45	1,4	0,02	0,03	1,1	-	-	-
ХВГ	1,0	0,9	0,25	0,03	0,03	1,1	1,4	-	-
ХВ5	1,0	0,3	0,3	0,03	0,03	0,55	5,0	0,25	-
Х12	1,0	0,3	0,2	0,02	0,03		-	-	-
Х12М	1,0	0,3	0,2	0,02	0,03	11,7	0,2	0,5	0,5
Х6ВФ	1,0	0,3	0,2	0,02	0,03		0,6	0,2	-

Для обозначение легирующих элементов в марках сталей приняты следующие обозначения:

У – углерод

Г – марганец (увеличивает упругие свойства сталей);

С – кремний (увеличивает твердость и жидкотекучесть стали);

Ср – сера – (вредная примесь, исключает возможность ковки и проката стали (красноломкость), но улучшает ее обрабатываемость);

П – фосфор (придает стали хрупкость и твердость, увеличивает жидко-текучесть);

Х – хром (увеличивает твердость, прочность, коррозионную стойкость материала, понижает пластичность);

В – вольфрам (повышает твердость и теплостойкость материала);

Ф – ванадий (повышает твердость и прочность материала, образует мелкозернистую структуру);

М – молибден (повышает упругость, прочность, теплостойкость, коррозионную стойкость материала);

Легированные инструментальные стали подразделяются на:

1. низколегированные – ХВ4, В2Ф, 13Х. 9ХФ, 11ХФ – применяются для изготовления плашек, метчиков, зубил, шаберов, …

2. высоколегированные – 9ХС. ХВГ, ХВСГ, … - применяются для изготовления разверток и сверл малых диаметров, фасонных резцов, концевых фрез, протяжек, метчиков, …

Эти стали обладают более высокими технологическими свойствами – лучшей закаливаемостью и прокаливаемостью, меньшей склонностью к короблению. После термической обработки твердость легированных сталей составляет 62 …65 НRC_э, теплостойкость 350 – 400⁰С, что практически равно теплостойкости углеродистой стали. Допустимая скорость резания 15 – 25 м/мин.

Из группы легированных инструментальных сталей особо необходимо выделить сталь ХВГ, которая имеет весьма малую склонность к короблению при термообработке и используется для изготовления длинномерных режущих инструментов (протяжки, гаечные метчики), работающих с малыми скоростями резания, а также корпусов и державок сборных инструментов.

Появились в начале 20 века. Быстрорежущие стали от углеродистых и легированных инструментальных сталей отличаются высоким содержанием легирующих элементов: вольфрама; хрома; молибдена; ванадия; кобальта; азота.

К – кобальт – увеличивает ударную вязкость, жаростойкость.

А – азот – повышает режущие свойства инструмента на 20 – 30% и твердость на на 1 – 2 единицы HRC_э.

Современные быстрорежущие стали можно разделить на две группы:

1. стали нормальной теплостойкости (их твердость составляет 63 - 65 НRC_э, теплостойкость 615 – 620 ⁰С);
2. стали повышенной и высокой теплостойкости (повышение содержания углерода увеличивает вторичную твердость до 67- 67,5 НRC_э, теплостойкость до 630 – 635⁰ С, при сохранении прочности и вязкости, улучшает износостойкость за счет увеличения количества карбидов, увеличивается стойкость инструментов на 50 – 75%).

Содержание легирующих элементов в быстрорежущих сталях, %

Марка стали	С (углерод)	W (вольфрам)	Cr (хром)	V (ванадий)	Мо (молибден)	Со (кобальт)
стали нормальной теплостойкости
Р18	0,7…0,8	17,0…18,5	3,8…4,4	1,0… 1,4	до 1,0	-
Р12	0,8…0,9	12,0…13,0	3,8…4,4	1,5…1,9	до 1,0	-
Р9	0,85…0,95	8,5…10,0	3,8…4,4	2,0…2,6	до 1,0	-
Р6М5	0,8…0,9	5,5…6,5	3,8…4,4	1,7…2,1	5,0…5,5	-
Р6М3	0,85–0,95	5,5…6,5	3,0…3,5	2,0…2,5	3,0…3,6	-
Р8М3	0,8…0,9	7,6…8,4	3,4…4,0	1,6…1,9	3,0…3,5	-
Р2М5	0,95…1,05	1,7…2,3	3,8…4,3	0,9…1,3	4,8…5,3	-
11М5Ф	1,0	-	3,8	1,2	5,1	-
стали повышенной теплостойкости
10Р8М3	0,96…1,05	7,5…8,5	3,3…3,9	1,7…2,1	3,0…3,6	-
10Р6М5	1,05	6,0	4,0	2,4	5,0	-
Р12Ф3	0,94…1,04	12,0…13,5	3,5…4,0	2,5…3,3	до 1,0	-
Р2М3Ф8	0,90…1,05	2,0…2,5	4,0…4,8	7,5…8,5	2,5…3,0	-
Р9Ф5	1,4…1,5	9,0…10,5	3,8…4,4	4,3…5,1	до 1,0	-
Р18Ф2К5	0,85…0,95	17,0…18,5	3,8…4,4	1,8…2,4	до 1,0	5,0…6,0
Р6М5К5	0,8…0,90	6,0…7,0	3,8…4,3	1,7…2,2	4,8…5,8	4,8…5,3
Р9К5	0,9…1,0	9,0…10,5	3,8…4,4	2,0…2,6	до 1,0	5,0…6,0
Р9К10	0,9…1,0	9,0…10,5	3,8…4,4	2,0…2,6	до 1,0	9,5…10,5
Р9М4К8Ф	1,0…1,1	8,5…9,6	3,0…3,6	2,1…2,5	3,8…4,3	7,5…8,5
10Р6М5Ф2	1,0	5,75	4,1	2,1	6,0	8,0
Р3М3Ф4К5	1,0	3,0	4,0	4,0	3,0	5,0
А11Р3М3Ф2	1,02…1,12	2,5…3,3	3,8…4,4	2,2…2,7	2,5…3,0	-
стали высокой теплостойкости
В11М7К23	0,1		-	0,5
В14М7К25	0,1		-	0,5
3В20К20Х4	0,25		4,0	1,0	-

Стали первой группы - используются для изготовления режущих инструментов для обработки деталей из конструкционных сталей, чугунов, цветных металлов и пластмасс.

Стали второй группы - используются для изготовления режущего инструмента для обработки деталей из коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов, в условиях повышенного нагрева лезвия, а также сталей и сплавов повышенных твердости и вязкости.

Основной недостаток – неравномерность распределения карбидов. Для устранения этого недостатка в настоящее время предложены современные технологические способы получения быстрорежущих сталей.

Ванадий при отпуске образует карбид ванадия (VC), который по твердости превышает сложный карбид типа (Fe¸W)_mC_n, являющийся основным в структуре быстрорежущей стали. Следовательно, твердость быстрорежущей стали с ванадием достигает 67- 68 НRC_э, а теплостойкость 630 – 635 ⁰ С. Наличие в структуре ванадиевых сталей большого количества карбидов высокой твердости обуславливает их высокую износостойкость, недостатком этих сталей является их плохая шлифуемость.

Кобальт повышает теплопроводность и теплостойкость стали до 640 – 650⁰С и одновременно вторичную твердость до 66- 70 НRC_э. Содержание кобальта не должно превышать 10%, так как при большом содержании этого элемента увеличивается хрупкость стали.

Дата добавления: 2015-06-27