Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Декабрь » 22 » Инструментальные легированные стали
17:28
Инструментальные легированные стали


Еще на заре эпохи железа, сталь прочно заняла позицию в производстве режущего и другого инструмента. Сочетание высокой твердости, упругости, термической стойкости, и не большой стоимости, сделали стали поистине незаменимым материалом для различного инструмента. Но, в течение технического прогресса, к материалам стали предъявлять ранее невиданные требования. Углеродистые стали, хотя и отличаются не высокой стоимостью, но, перестали удовлетворять спрос промышленности.

Тогда появились первые легированные инструментальные стали, это случилось в 1870-е годы, когда промышленность активно осваивала механизацию, мощные паровые машины и высокопроизводительные станки. Вводилась стандартизация комплектующих и узко профильное разделение труда. Не за горами был переход к конвейерному производству и всеобщей электрификации.

Углеродистая сталь отличается достаточно небольшим набором рычагов для регулирования свойств материала. Фактически, повысить прочностные и эксплуатационные свойства углеродистой стали можно лишь более глубокой очисткой стали от вредных примесей, изменением содержания углерода и термической обработкой. Удаление примесей обходится дорого, высокое содержание углерода приводит к повышению хрупкости, а термическая обработка держится только при температурах до 200 – 260оС, кроме того, закалка снижает ударную вязкость.

Для использования при высоких температурах, при обработке твердых  и вязких материалов, а так же, в высокопроизводительных производственных линиях, требовались новые материалы.

Важнейшими легирующими добавками инструментальных сталей являются: вольфрам, молибден, ванадий, хром, марганец и кремний. Содержание углерода в инструментальных сталях обычно находится в пределах 0,35 – 1,8%. Все инструментальные стали подразделяют на стали для изготовления: режущего инструмента, ударно-штампового инструмента и измерительного инструмента.

Для ударно-штампового инструмента используются такие марки сталей как: Х12М и Х10М2 – для холодной штамповки, 4ХНВ2 – для горячей штамповки, 5ХНМ и 5ХНТ – для молотовых штампов, сталь 5ХГМ используют для молотовых штампов крупных размеров. Для изготовления измерительного инструмента используют стали марок: ХГ, Х12, ХГН, Х09Г и др. Для изготовления режущего инструмента применяют стали марок: ХВ5, ХВГ, В1, 9ХС, В2 и др.

Отдельно можно отметить быстрорежущие стали, которые содержат большое количество вольфрама, образующего смешанные карбиды с железом. Что обеспечивает устойчивость прочностных характеристик при температурах до 600 – 650оС. Часть вольфрама может быть заменена на молибден для экономии. Обычное содержание вольфрама в быстрорежущих сталях составляет около 7 – 12%, ванадия 1 – 2%, хрома не менее 4%. Молибден может входить в состав быстрорежущей стали в количестве 1 – 3% в ущерб содержанию вольфрама.

При содержании в стали одновременно хрома и вольфрама, они образуют смешанные карбиды на границах структурных зерен. Форма карбидов как правило игольчатая или в виде тонких пластинок, они могут пронизывать зерна, являясь твердым каркасом в структуре металла. Так как, карбид хрома имеет только высокотемпературные фазовые переходы, то его содержание в стали повышает температуры закалки и отпуска. Быстрорежущие стали калят при температурах выше 900оС и только на масло. Закалка длинномерных и тонких режущих инструментов высокой точности является своего рода искусством, требуется соблюдение технологии и высокая точность. Впрочем, сегодня это обеспечивает автоматика системы КИП.

К классическим маркам быстрорежущих сталей можно отнести: Р9, Р18, Р18Ф2, Р14Ф4, Р9Ф5, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18К5Ф5 и др. Буква "Р” характерна для всех быстрорезов и означает наличие вольфрама. Цифра, следующая за буквой Р означает содержание вольфрама в процентах. Более подробно о маркировке легированных сталей смотрите здесь.

При этом, некоторые параметры предусмотрены ГОСТом, но не отображены в маркировке. Например, в стали Р9 содержится 2% ванадия, а в стали Р18 ванадия около 1%. Все быстрорежущие стали содержат 4,0±0,6% хрома (если другое содержание не указанно). Содержание молибдена находится обычно в пределах 0,3 – 0,5%, никеля ~0,4%. Углерода содержится примерно 0,7 – 1,5%.

При использовании инструмента из легированных сталей удается достичь высокой точности обработки деталей, значительного повышения производительности, ведения высокотемпературных процессов. Отдельно можно упомянуть обработку материалов высокой твердости (например, карбиды для изготовления абразивных инструментов или керамические пластины из оксида алюминия для производства комбинированной брони).

Кроме инструментов, высоко и среднелегированные стали используются для достижения специфических свойств изделий.

Категория: Металлургия | Просмотров: 1876 | Добавил: Chemadm | Теги: легированные стали, легирующие элементы, изучение сталей | Рейтинг: 4.8/18
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]