Быстрорежущая сталь


стали быстрорез

Теплостойкие стали высокой твердости, называемые быстрорежущими или быстрорезами, – группа высоколегированных инструментальных сталей, которые благодаря составу и специальным режимам термообработки на вторичную твердость имеют очень высокое иносо-  и красностойкость(до 550 – 600°С). Они сочетают теплостойкость (600-700˚С) с высокой твердостью (HRC 63-70) и повышенным сопротивлением пластической деформации. В результате применения быстрорежущих сталей стало возможным  увеличить скорость резания в 2-4 раза (а более новых сталей с интерметаллидным упрочнением даже в 5-6 раз) и повысить стойкость инструментов в 10-40 и более раз по сравнению с получаемыми для инструментов из нетеплостойких сталей. Эти преимущества  проявляются при резании: с повышенной скоростью, т.е. в условиях нагрева режущей кромки, или при меньшей скорости, но с высоким давлением. Для понимания особенностей свойств и области использования их важно, что снижение их твердости на HRC 2-4 по сравнению с получаемой максимальной может сопровождаться ухудшением вязкости, прочности и износостойкости.Быстрорежущая сталь необходима в использовании в состоянии высокой твердости и при работе без больших динамических нагрузок. 

Теплостойкость быстрореза создается специальным легированием и закалкой с очень высоких температур: 1200-1300˚С. Основные легирующие элементы – вольфрам или вольфрам вместе с молибденом. Многочисленные быстрорежущие стали целесообразно различать по главному свойству: умеренной, повышенной и высокой теплостойкости. Стали умеренной и повышенной теплостойкости имеют относительно высокое содержание углерода (≥0,6-0,7%) и одинаковую природу упрочнения; вторичная твердость создается выделением карбидов при отпуске.

 Быстрорежущая сталь умеренной теплостойкости сохраняют твердость HRC 60 после нагрева (4ч) до 615-620˚С. Они пригодны для резания сталей и чугунов с твердостью до HB 250-280, т.е. большинства конструкционных материалов, и используются наиболее широко (78-80% от общего производства быстрорежущих сталей). Характерными представителями этой группы являются стали Р18 и более рационально легированные: вольфрамовые (сталь Р12) и вольфрамомолибденовые (сталь Р6М5).

 Стали повышенной теплостойкости имеют высокое содержание или углерода (азота) или же их легируют дополнительно кобальтом. Они сохраняют твердость HRC 60 после нагрева 630-650˚С. Стойкость инструментов при правильном использовании этих сталей в 1,5-4 раза выше, чем у сталей умеренной теплостойкости.

 Стали высокой теплостойкости сохраняют твердость HRC 60 после нагрева 700-730˚С. Природа их упрочнения принципиально другая – за счет выделения интерметаллидов. Эти стали при правильном назначении, например для резания многих труднообрабатываемых материалов, обеспечивают повышение стойкости в 10-15 и более раз.


Маркировка быстрорежущих сталей:

Число после буквы «Р» указывает на среднее содержание вольфрама (в процентах от общей массы, буква В пропускается). Затем после букв М, Ф и К указывают процент молибдена, ванадия и кобальта.


1.Химический состав быстрорежующих сталей (ГОСТ 19265-73)

 

Марка стали

C

Cr

W

V

Co

Mo

не более

Р18

0,70-0,80

3,8-4,4

17,5-4,4

1,0-1,4

-

0,3

Р12

0,80-0,90

3,1-3,6

12,0-13,0

1,5-1,9

-

0,3

Р9

0,85-0,95

3,8-4,4

8,5-10,0

2,0-2,6

-

0,3

Р6М3

0,85-0,95

3,0-3,6

5,5-6,5

2,0-2,5

-

3,0-3,6

Р18Ф5

0,85-0,95

3,8-4,4

17,5-19,0

1,8-2,4

-

0,5

Р9Ф5

1,40-1,50

3,8-4,4

9,0-10,5

4,3-5,1

-

0,4

Р14Ф4

1,20-1,30

4,0-4,6

13,0-14,5

3,4-4,1

-

0,4

Р9К5

0,90-1,00

3,8-4,4

9,0-10,5

2,0-2,6

5,0-6,0

0,3

Р9К10

0,90-1,00

3,8-4,4

9,0-10,5

2,0-2,6

9,5-10,5

0,3

Р10К5Ф5

1,45-1,55

4,0-4,6

10,0-11,5

4,3-5,1

5,0-6,0

0,3

Р18К5Ф2

0,85-0,95

3,8-4,4

17,5-19,0

1,8-2,4

5,0-6,0

0,5

Примечания: 1. Содержание Mn, Si и Ni не более 0,4%; S и P не более 0,03% (для сталей Р9Ф5, Р14Ф4 и Р10К5Ф5 допускается 0,035% Р).

2. Допускается содержание молибдена до 1% в стали Р18 и до 0,6% в стали Р9 (марки Р18М и Р9М). При увеличении содержания Mo в сталях Р18М и Р9М свыше 0,3% в них может быть снижено содержание W (1% Mo заменяет 2% W).

 

 

По составу быстрорежущая сталь делится на фольфрамовую (Р9, Р12, Р18, Р18Ф2), высокованадиевую (Р9Ф5, Р14Ф4), кобальтовую (Р9К5, Р9К10), кобальтованадиевую (Р10К5Ф5, Р18К5Ф2). Находят также применение малолегированные быстрорежущие стали Р7Т, вольфрамомолибденовые (Р6М3 и Р6М5Ф, кобальтованадиевые Р6М3К5Ф2, Р9М4К5Ф2 и Р18К8Ф2М и др.

 

2. Химический состав быстрорежующих сталей (негостированные)

 

Марка стали

C

W

Mo

Cr

V

Co

Р7Т

0,80

7,5

-

3,0

1,3

0,15 Ti

Р6М3К5Ф2

0,90

6,0

3

4,0

2,3

5,0

Р18К8Ф2М (ЭП 379)

1,00

18,0

1

4,0

2,2

8,0

 

Сортамент выпускаемых быстрорежущих сталей:

прутки горячекатаные и кованные – круглые и квадратные, полоса;

прутки круглые повышенной отделки поверхности и повышенной точности размеров;

холоднокатаная лента.


3.Основные свойства быстрорежущих сталей в исходном состоянии поставки

 

Марка стали

γ

в г/см³

Ас1

Аr1

Температура в °С

НВ

Вес % карбидной фазы

ковки

отжига

Р18

8,7

820

760

1200-900

840

207-255

28

Р9

8,3

810

760

1200-900

850

207-255

17

Р12

8,5

810

760

1200-900

840

207-255

23

Р18Ф2

8,7

820

760

1200-900

840

207-269

27

Р9Ф5

8,11

-

-

1180-900

850

207-269

20

Р14Ф4

8,42

-

-

1180-900

850

207-269

22

Р9К5

8,3

-

-

1150-900

850

207-269

17

Р9К10

8,3

-

-

1180-900

850

207-269

16

Р10К5Ф5

8,13

-

-

1180-900

850

207-269

22

Р18К5Ф2

8,2

-

-

1200-900

850

285

25

Р6М5

8,5

-

-

1150-900

840

207-235

20

Р18К8Ф2М

8,7

820

-

1180-900

860

262-270

-

Примечание. Охлаждение после отжига проводят вместе с печью со скоростью не более 30о/



Назначение быстрорежущих сталей

 

Марка стали

Особенности и условия работы инструмента

Назначение

Р18

Инструмент с высокой износостойкостью, сохраняет режущие свойства при нагреве во время работы до 600°С

Резцы, сверла, фрезы, долбяки, развертки, зенкеры, метчики, протяжки

Р9

Работает при нагреве режующей кромки до 600°С, не требует значительного шлифования и заточки. Возможно применение методов горячей пластической деформации и индукционной закалки.

Резцы, сверла, фрезы, пилы, инструмент для обработки дерева, ножовки

Р12

Работает при нагреве режующей кромки до 600°С, возможен значительный объем шлифования. Можно применять горячую пластическую деформацию

Резцы, сверла, фрезы, долбяки, развертки, метчики, протяжки, плашки

Р6М5

Работает при нагреве до 580-600°С, с большими подачами в условиях повышенных механических и ударных нагрузок. Возможно применение методов горячей пластической деформации

Резцы, червячные фрезы, сверла, протяжки, машинные метчики

Р18Ф2

Инстркмент с несколько повышенной по сравнению со сталями Р9 и Р18 производительностью и износостойкостью при обработке материалов средней твердости, нержавеющих и жаропрочных сплавов

-

Р9Ф5

Инструмент с повышенной износостойкостью, работающий на отделочных операциях с небольшими подачами при обработке сталей повышенной твердости, жаропрочных сплавов, пластических масс, фибры, эбонита. Очень плохо шлифуется

Протяжки, развертки

Р14Ф4

Инструмент с повышенной износостойкостью для обработки особопрочных материалов и жаропрочных сплавов и пластмасс с твердыми включениями. Очень плохо шлифуется

Резцы, фрезы, червячные долбяки, сегменты для пил

Р9К5

Р9К10

Инструмент с повышенной по сравнению со сталью Р18 производительностью, красностойкостью и горячей твердостью для обработки жаропрочных, титановых сплавов и других труднообрабатываемых материалов. Сталь склонна к обезуглероживанию

Резцы, фрезы, червячные фрезы, вставные ножи, специальные сверла

Р10К5Ф5

Р18К5Ф2

Инструмент с повышенной производительностью, красностойкостью и износостойкостью для обработки труднообрабатываемых материалов, жаропрочных и титановых сплавов. Стали плохо шлифуются и склонны к обезуглероживанию

Резцы, червячные фрезы, ножи для сборочных фрез, сверла

Р18Ф2К8М

Инструмент с повышенной износостойкостью и прочностью для обработки титановых и жаропрочных сплавов, нержавеющих и высокопрочных сталей

Резцы, сверла, развертки, метчики, зуборезный инструмент

 

Применяются для производства металлорежущего инструмента, рассчитанного на высоскоростной режим резания. Легирование быстрорежущих сталей вольфрамом, молибденом, ванадием и кобальтом обеспечивает твердость и жаростойкость стали.

Маркировка быстрорежущих сталей:


Число после буквы «Р» указывает на среднее содержание вольфрама (в процентах от общей массы, буква В пропускается). Затем после букв М, Ф и К указывают процент молибдена, ванадия и кобальта.

Наш новый сайт: Металлопрокат в Петербурге