Всего на сайте:
236 тыс. 713 статей

Главная | Химия

Быстрорежущие стали  Просмотрен 233

Эти стали предназначены для изготовления режущего инструмента, который работает при больших скоростях резания. Главное их преимущество - это высокая теплостойкость, которая достигается за счёт сохранения мартенсита до высоких температур и образования специальных карбидов.

Основными легирующими элементами в быстрорежущих сталях являются вольфрам и молибден. Сильно повышают теплостойкость и твёрдость после термической обработки кобальт и ванадий. Теплостойкость стали обеспечивается легированием карбидообразующими элементами (вольфрамом, молибденом, хромом, ванадием) в таком количестве, при котором они связывают почти весь углерод в специальные карбиды и эти карбиды переходят в раствор при закалке.

В большинстве быстрорежущих сталей углерода ~1 %, хрома ~ 4 %, ванадия ~ 1,5…2,0 %. В стали Р6М5 кроме указанных элементов содержится молибден, а в стали Р6М5К5 еще и кобальт.

Вольфрам - дефицитный и дорогой элемент. Поэтому частично вольфрам заменяют молибденом. Содержание молибдена в быстрорежущих сталях обычно не превышает 5 %.

По теплостойкости быстрорежущие стали условно можно разделить на 2 группы:

стали нормальной производительности (умеренной теплостойкости);

стали повышенной производительности (высокой теплостойкости).

В первую группу входят стали, легированные вольфрамом и молибденом и содержанием ванадия 1…2 %: Р18, Р12, Р9, Р6М5. Эти стали сохраняют высокую твёрдость (HRC>58) до 620 °С.

В группу сталей повышенной теплостойкости входят стали с содержанием ванадия больше 2 %, а также стали, дополнительно легированные кобальтом (Р6М5К5, Р12ФЗ, Р10К5Ф2 и др.). Стали этой группы сохраняют высокую твёрдость (HRC >64) до 640 °С.

Быстрорежущие стали по структуре в отожжённом состоянии относятся к ледебуритному классу. В структуре литой быстрорежущей стали имеется сложная эвтектика типа ледебурита. Эвтектика располагается в виде сетки по границам зерен, что снижает вязкость стали. При горячей обработке давлением сетка эвтектики дробится, и эвтектические карбиды распределяются в структуре равномерно.

Горячедеформированную быстрорежущую сталь подвергают отжигу при 840…860°С для снижения твёрдости и улучшения обрабатываемости резанием.

Необходимый уровень эксплуатационных свойств инструмента из быстрорежущей стали достигается особой термической обработкой, которая заключается в нагреве под закалку до высоких температур (1250…1280 °С), что необходимо для растворения вторичных карбидов и получения при нагреве высоколегированного аустенита, и последующем охлаждении в масле. Такая термическая обработка обеспечивает получение после закалки структуры высоколегированного мартенсита, имеющего высокую теплостойкость, нерастворённых избыточных карбидов и остаточного аустенита.

После закалки не достигается максимальная твердость, так как в структуре кроме мартенсита и карбидов в большом количестве присутствует остаточный аустенит (30…40 %), который снижает общую твердость стали. Чтобы устранить остаточный аустенит (вернее уменьшить его количество до 3…5 %) и тем самым повысить твердость, проводят трехкратный отпуск при температуре -550°С, при котором происходит распад аустенита с образованием мартенсита и мелкодисперсных карбидов.

Предыдущая статья:Шарикоподшипниковые стали Следующая статья:Стали для штампов холодного деформирования
page speed (0.01 sec, direct)