Быстрорежущие стали: Быстрорежущие стали (быстрорез): марки, свойства, маркировка

alexxlab | 24.05.2023 | 0 | Разное

Быстрорежущие стали

Быстрорежущие стали отличаются уникальными свойствами, что дает возможность использовать их для изготовления инструментов, обладающих повышенной прочностью. Характеристики сталей, относящихся к категории быстрорежущих, позволяют производить из них инструменты самого различного назначения.

Фрезы, метчики, развертки – типичные изделия, производимые из высококачественной быстрорежущей стали.

Характеристики быстрорежущих сталей

К категории быстрорежущие стали относят сплавы, химический состав которых дополнен рядом легирующих добавок. Благодаря таким добавкам сталям придаются свойства, позволяющие использовать их для изготовления режущего инструмента, способного эффективно работать на высоких скоростях. Быстрорежущие инструментальные стали от обычных углеродистых сплавов как раз и отличает то, что инструмент, который из них изготовлен, может с успехом применяться для обработки твердых материалов на повышенных скоростях.

К наиболее примечательным характеристикам, которыми отличаются быстрорежущие стали различных марок, нужно отнести следующие.

Твердость, сохраняемая в горячем состоянии (горячая твердость). Как известно, любой инструмент, используемый для выполнения обработки резанием, в процессе такой обработки интенсивно нагревается. В результате нагрева обычные инструментальные стали подвергаются отпуску, что в итоге приводит к снижению твердости инструмента. Такого не происходит, если для изготовления была использована быстрорежущая сталь, которая способна сохранять свою твердость даже при нагреве инструмента до 6000. Что характерно, стали быстрорежущих марок, которые часто называют быстрорезы, обладают даже меньшей твердостью по сравнению с обычными углеродистыми, если температура резания находится в нормальных пределах: до 2000.

Повышенная красностойкость. Данный параметр любого металла характеризует период времени, в течение которого инструмент, изготовленный из него, способен выдерживать высокую температуру, не теряя своих первоначальных характеристик. Быстрорежущие стали в качестве материала для изготовления режущего инструмента не имеют себе равных по данному параметру.

Сопротивление разрушению. Режущий инструмент, кроме способности переносить воздействие повышенных температур, должен отличаться и улучшенными механическими характеристиками, что в полной мере демонстрируют стали быстрорежущих марок. Инструмент, изготовленный из таких сталей, обладающий высокой прочностью, может успешно работать на большой глубине резания (сверла) и на высоких скоростях подач (резцы, сверла и др.).

Изначально быстрорежущая сталь как материал для изготовления режущих инструментов была изобретена британскими специалистами. С учетом того, что инструмент из такой стали может использоваться для высокоскоростной обработки металлов, этот материал назвали «rapidsteel» (слово «рапид» здесь как раз и означает высокую скорость). Такое свойство данных сталей и придуманное им в свое время английское название послужили причиной того, что обозначения всех марок данного материала начинаются с буквы «Р».

Правила маркировки сталей, относящихся к категории быстрорежущих, строго регламентированы соответствующим ГОСТ, что значительно упрощает процесс их расшифровки.

Первая цифра, стоящая после буквы Р в обозначении стали, указывает на процентное содержание в ней такого элемента как вольфрам, который во многом и определяет основные свойства данного материала. Кроме вольфрама быстрорежущая сталь содержит в своем составе ванадий, молибден и кобальт, которые в маркировке обозначаются, соответственно буквами Ф, М и К. После каждой из такой буквы в маркировке стоит цифра, указывающая на процентное содержание соответствующего элемента в химическом составе стали.

В зависимости от содержания в составе стали тех или иных элементов, а также от их количества, все подобные сплавы делятся на три основных категории. Определить, к какой из категорий относится сталь, достаточно легко, расшифровав ее маркировку.

Быстрорежущая сталь | СТАЛЬКОМ

Быстрорежущие стали относятся к инструментальному типу, так как их используют в производстве режущего инструмента. Их главное отличие от других металлических сплавов заключается в том, что их применение дает возможность осуществлять порезку металла на очень высоких скоростях, а значить еще под действием высокой температуры.

Основные характеристики стали

Основными свойствами быстрорежущей стали являются:

• твердость под действием высокой температуры. Во время работы инструмент нагревается (до температуры 80 °С и выше) и метал, с которого он изготовлен, становится мягким. Это свойство характерно именно для углеродистой стали. Для быстрорежущей стали верхний предел температуры находиться на уровне 600 °С, а значить что изделия из нее могут использоваться с лучшей продуктивности, так как не будут становиться мягкими при работе. Также нужно знать, что твердость быстрорежущей стали при нормальной температуре (не больше 200 °С) ниже, чем углеродной;
• красностойкость. Это параметр обозначает промежуток времени, за который инструмент может выдерживать высокую температуру, не теряя своих качеств. По этому показателю быстрорежущей стали просто нет конкуренции;
• сопротивление разрушению. Быстрорежущие стали относятся к высокопрочному классу, который можно использовать для создания специального инструмента с большой глубиной и подачей порезки.

Маркировка

При изготовлении быстрорежущей стали используются следующие металлы:

• вольфрам;
• молибден;
• ванадий;
• кобальт.

От их содержания зависит качество изделия. Поэтому в маркировке стали указывается процентное количество того или иного металла в стали. Также учитывая, что быстрорежущая сталь на английском языке звучит как “rapidsteel”, то обозначение маркировки начинается с буквы Р. Пример, маркировки: Р10М4Ф3К10, эти буквы и цифры обозначают, что в материале содержатся 4% молибдена, 3% ванадия и 10% кобальта.

В зависимости от содержания в ней химических элементов вся сталь делится на три большие группы:

• кобальта до 10%, это быстрорежущие стали марки Р10М4Ф3К10, Р6М4Ф3К8;
• кобальта меньше 5%, марки Р9К5, Р18Ф2К5;
• и вообще без кобальта, но с вольфрамом не более 16%, марки Р65М.

На режущие свойства металла основное влияние оказывает наличие в изделии вольфрама. Но если его содержание в сплаве очень высокое, то в этом случае инструмент при эксплуатации будет раскрашиваться. Молибден добавляет сплаву твердости.

Число после буквы «Р» на маркировке изделия обозначает его прочность, чем оно выше, тем эта сталь надежней и может использоваться для изготовления высокоточного инструмента.

За границей на инструменте, который сделан из быстрорежущей стали делается надпись HSS (High Speed Steel).

Изготовление стали

Изготовление и обработка быстрорежущих сталей происходит с использованием двух разных технологий:

• порошковой металлургии, которая предусматривает распыление азотом струи жидкого метала;
• классический метод, суть которого заключается в разливке жидкой стали по слиткам, с последующей прокаткой и проковкой. Этот способ применяется наиболее часто, так как позволяет избежать неоднородного распределения карбидов в структуре стали (карбидная ликвация), а последующая закалка быстрорежущей стали позволяет улучшить ее твердость и прочность.

На качество материала значительно влияет такой процесс, как проковка.

Поверхность материала с целью более долгой эксплуатации изделия дополнительно обрабатывается. Существуют следующие методики ее обработки:

1. Азотирование. Этот процесс может быть газовым и аммиачным. Все происходит при высокой температуре. Стоит заметить, что более надежное изделие получается при использовании первого способа азотирования.
2. Цианирование. Может быть газовым или жидким. Процесс цианирования газом длится около 1,5-3 часа, жидкостью – 5-30 минут;
3. Сульфидирование. Происходит с использованием специальных жидких расплавов. Процесс длится от 45 минут до 2,5 часов при температуре 450 до 550°С

Для лучшей прочности инструменты, изготовленные с быстрорежущей стали, дополнительно обрабатывают паром в специальных герметичных печах.

Применение

В последнее время применение быстрорежущей стали в производстве уменьшилось, так как все чаще для изготовления инструмента используются твердые сплавы. С этой стали делают, как правило, остроконечный инструмент – дрели, фрезы, метчики, токарные резцы и т. д.

Примеры использования:

• сталь марки Р9 (вольфрамовая) – используют для изготовления простых инструментов, которые не нужно сильно отшлифовывать. Это могут быть резцы, фрезы, зенкеры;
• сталь марки Р18 – применяется для производства сложных износостойких инструментов;
• Р9К9 и другие содержащие кобальт берут для обработки деталей, сделанных из жаропрочных антикоррозионных сплавов;
• сплавы типу Р9Ф5 и другие в составе, которых есть ванадий, используют для производства инструмента для чистовой обработки.

??

Быстрорежущая сталь | металлургия | Британика

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.

• Студенческий портал
  Britannica — лучший ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы изучаем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Связанный контент

Быстрорежущая сталь и высокоуглеродистая сталь

Блог ThePipingMart Металлы Быстрорежущая сталь и высокоуглеродистая сталь – в чем разница

30 января 2023 г. 30 января 2023 г. | 19:47

Быстрорежущая сталь и высокоуглеродистая сталь — это два разных типа металлических сплавов, которые имеют множество применений. Оба сделаны из железа и углерода, но разница заключается в их составе. Хотя оба типа металла можно использовать для многих практических целей, понимание различий между ними может помочь вам выбрать, какой вариант лучше всего подходит для вашего проекта.

Быстрорежущая сталь

Быстрорежущая сталь — это разновидность инструментальной стали, которая используется для изготовления режущих инструментов. Он часто используется для сверл, концевых фрез и разверток. Быстрорежущая сталь изготавливается путем добавления вольфрама, хрома или ванадия к углеродистой стали. В результате сталь становится более твердой и износостойкой, чем высокоуглеродистая сталь.

Высокоуглеродистая сталь

Высокоуглеродистая сталь — это разновидность углеродистой стали с высоким содержанием углерода. Это делает сталь более твердой и прочной, чем другие виды углеродистой стали. Однако высокоуглеродистая сталь труднее сваривается и может быть хрупкой.

Разница между быстрорежущей сталью и высокоуглеродистой сталью

Состав и применение

Быстрорежущая сталь представляет собой сплав, содержащий комбинацию вольфрама, кобальта, хрома и молибдена. Благодаря своей твердости он обладает более высокой стойкостью к истиранию, чем другие металлы, что делает его идеальным для таких инструментов, как сверла и пилы, которые необходимо резать через твердые материалы. Он также устойчив к нагреву, что делает его идеальным для применений, где могут встречаться высокие температуры.

Высокоуглеродистая сталь содержит больше углерода, чем другие типы стали, обычно в пределах 0,6-1%. Это делает металл более твердым, чем другие стали, что позволяет ему со временем сохранять свою форму, не сгибаясь и не ломаясь. Он также очень прочен и может выдерживать экстремальные температуры, не становясь хрупким и не трескаясь. Это делает его идеальным для использования в строительных проектах, таких как мосты или здания, где требуются прочные опорные конструкции, которые должны выдерживать суровые погодные условия с течением времени.

Поскольку высокоуглеродистая сталь прочнее, чем быстрорежущая сталь, она часто используется в тех случаях, когда важны прочность и долговечность, например, детали тяжелого оборудования или инструменты с острыми краями, такие как топоры или ножи. Однако, поскольку она не способна сохранять свою форму с течением времени, как это происходит с быстрорежущей сталью, ее не следует использовать, когда требуется точная резка, где точность имеет наибольшее значение.

Свойства

Быстрорежущая сталь имеет более высокую температуру плавления, чем высокоуглеродистая сталь, что означает, что она может выдерживать более высокие температуры, прежде чем начнет размягчаться. Быстрорежущая сталь также более прочная и износостойкая, чем высокоуглеродистая сталь. Кроме того, быстрорежущая сталь сохраняет свою твердость при более высоких температурах, что делает ее идеальной для использования в режущих инструментах, которые во время работы подвергаются воздействию высоких температур.

Высокоуглеродистая сталь имеет более низкую температуру плавления, чем быстрорежущая сталь, а это означает, что она начнет размягчаться при более низких температурах. Однако сварка высокоуглеродистой стали легче, чем быстрорежущей стали. Кроме того, высокоуглеродистые стали часто используются в тех случаях, когда требуются прочность и твердость, а износостойкость не так важна.

Применение

Быстрорежущие стали часто используются для режущих инструментов, которые во время работы подвергаются воздействию высоких температур, таких как сверла и концевые фрезы. Они также часто используются для инструментов, которым требуется прочная и износостойкая режущая кромка, таких как развертки.

Вывод:

И быстрорежущая сталь, и высокоуглеродистая сталь имеют свои уникальные преимущества в зависимости от области применения. Например, если вам нужен инструмент с острым краем, который останется острым с течением времени, тогда лучшим выбором будет быстрорежущая сталь, а если вам нужно что-то достаточно прочное, чтобы выдерживать суровые погодные условия, то лучшим вариантом будет высокоуглеродистая сталь.