Что такое инструментальная сталь: Инструментальные стали – марки и сферы применения

alexxlab | 11.06.1976 | 0 | Разное

Инструментальная сталь – металлопрокат из инструментальной стали

Инструментальная сталь представляет собой сплав, содержание углерода в котором составляет не менее 0,7%. Ее основными характеристиками являются прочность и твердость, которые достигают максимальных показателей после термической обработки.

Важнейшим преимуществом углеродистой инструментальной стали является ее доступная цена и высокие показатели твердости в сравнении с некоторыми другими материалами, использующимися при изготовлении инструмента.

В зависимости от химсостава, выделяют три большие группы:

Инструментальная углеродистая сталь

Принадлежность к данной группе можно узнать по соответствующей маркировке. Обозначается буквой «У», далее идет цифра, показывающая содержание углерода в сплаве в десятых долях. Например: У7, У10, У9, У11 и т.д. Может быть:

• Качественной – тогда в маркировке ничего не изменяется.
• Высококачественной – добавляется буква «А» в конце (У12А, У10А).

Марка стали	Использование
У7	Зубила, гладильный кузнечный инструмент, штампы, клейма, кувалды, кузнечные, слесарные молотки, плотничный инструмент
У8	Ножи, вилы по металлу, пробойники, пуансоны, клейма, штампы, инструмент для обтески камня
У9	Дыропробойные штемпеля, кернеры, деревообрабатывающий инструмент
У10 У11	Резцы, сверла, метчики, развертки, плашки, ножовочные полотна, зубила для насечки напильников
У12	Резцы по металлу, фрезы, шаберы, развертки
У13	Резцы по твердому металлу, бритвы, шаберы, сверла

Легированная инструментальная сталь

Свойства этого класса значительно лучше, выше по сравнению с углеродистым. Благодаря включению в состав хрома, марганца, вольфрама, других элементов, сплав приобретает термоустойчивость, прочность, ударную вязкость, износостойкость, лучше прокаливается.

Маркировка содержит цифровые и буквенные обозначения. Цифры также указывают на % содержание в составе углерода, а буквы на включение легирующих компонентов: Х (хром), Г (марганец), В (вольфрам), например 9ХВГ.

К данной группе также относится:

• Штамповая сталь. Используется для изготовления ответственных деталей/частей прессового инструмента (иглы, пуансоны, кольца, втулки контейнеров). Может работать при высоких температурах, отличается прочностью, износостойкостью.
• Валковая. Она «не боится» термовоздействия, что дает возможность применять ее для производства валков прокатных станов (горячей/холодной прокатки металла).

Марка стали	Использование
Х12МФ	Профилировочные ролики сложной формы, эталонные шестерни, накатные плашки, секции кузнечных штампов сложной формы, сложные дыропрошивные матрицы и пуансоны вырубных и просечных штампов со сложной конфигурацией рабочих частей, пуансоны и матрицы холодного выдавливания, работающие при больших давлениях.
4-9ХС, ХВГ	Сверла, развертки, метчики, плашки, гребенки, фрезы, машинные штампели, клейма для холодных работ.
4Х5МФС	Мелкие молотовые штампы, крупные (сечением более 200 мм) молотовые, прессовые вставки при горячем деформировании конструкционных сталей и цветных сплавов в условиях крупносерийного и массового производства, пресс-формы литья под давлением алюминиевых, цинковых и магниевых сплавов.
3Х3М3Ф	Инструмент горячего деформирования на кривошипных прессах и горизонтально- ковочных машинах, подвергающихся в процессе работы интенсивному охлаждению (как правило, для мелкого инструмента), ножи для горячей резки, охлаждаемые водой.
Р6М5, Р6М5К5, Р6М5Ф3, Р6М5К8, Р18, Р7М2Ф6, Р12МФ5, Р9М4К8, Р12М3К5Ф2, Р12М3К8Ф2, Р10М4К14, Р12М3К10Ф2, Р12М3К10Ф2	Дисковые фрезы, сверла развертки, зенкеры, метчики, протяжки, фрезы червячные, концевые, дисковые, долбяки, шеверы.

Быстрорежущие инструментальные стали

Узнать представителей данной группы несложно. Маркировка инструментальной стали «быстрорез» содержит букву «Р» (быстрорежущая), цифровое обозначение содержания вольфрама (десятые доли) и далее легирующие элементы, например: Р6М5, Р12 и т.д. Особенные свойства: повышенная режущая способность, устойчивость к нагреву. Такие характеристики позволяют применять материал в изготовлении резцов и других инструментов предназначенных для обработки конструкционных легированных и углеродистых сплавов. При этом резка металла может осуществляться при +600° и выше.

Марка стали	Использование
Х12МФ	Профилировочные ролики сложной формы, эталонные шестерни, накатные плашки, секции кузнечных штампов сложной формы, сложные дыропрошивные матрицы и пуансоны вырубных и просечных штампов со сложной конфигурацией рабочих частей, пуансоны, матрицы холодного выдавливания, работающие при больших давлениях.
4-9ХС, ХВГ	Сверла, развертки, метчики, плашки, гребенки, фрезы, машинные штампели, клейма для холодных работ.
4Х5МФС	Мелкие молотовые штампы, крупные (сечением более 200 мм) молотовые, прессовые вставки при горячем деформировании конструкционных сталей, цветных сплавов в условиях крупносерийного и массового производства, пресс-формы литья под давлением алюминиевых, цинковых и магниевых сплавов.
3Х3М3Ф	Инструмент горячего деформирования на кривошипных прессах и горизонтально- ковочных машинах, подвергающихся в процессе работы интенсивному охлаждению (как правило, для мелкого инструмента), ножи для горячей резки, охлаждаемые водой.
Р6М5, Р6М5К5, Р6М5Ф3, Р6М5К8, Р18, Р7М2Ф6, Р12МФ5, Р9М4К8, Р12М3К5Ф2, Р12М3К8Ф2, Р10М4К14, Р12М3К10Ф2, Р12М3К10Ф2	Дисковые фрезы, сверла развертки, зенкеры, метчики, протяжки, фрезы червячные, концевые, дисковые, долбяки, шеверы.

По ссылке Вы можете посмотреть таблицы с зарубежными аналогами инструментальных сталей.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ: ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ

Инструментальная углеродистая сталь предназначена для изготовления инструмента (сверла, метчики, развертки, напильники и др.), работающего в относительно легких условиях резания (небольшие скорости, температура нагрева инструмента не выше 200оС).

Инструментальная легированная сталь (в том числе штамповая) применяется для изготовления режущего инструмента (метчики, сверла, плашки, развертки, фрезы, протяжки), а также штампового инструмента более ответственного назначения, чем из углеродистых инструментальных сталей.

Инструментальная быстрорежущая сталь применяется для режущих инструментов. Они сочетают в себе высокую теплоустойчивость (600-6500С в зависимости от состава и обработки), высокую твердость и износостойкость при повышенных температурах и повышенное сопротивление пластической деформации.

ГДЕ КУПИТЬ ТОВАРЫ ИЗ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СТАЛИ НЕДОРОГО ОПТОМ И В РОЗНИЦУ

В компании ООО “ГК Стальной Дом” Вы можете приобрести товары из инструментальной стали как оптом так и в розницу по приятной цене.

Хотите приобрести товары из инструментальной стали с доставкой по России либо самовывозом в Москве, но не знаете, какой сделать выбор для ваших задач? Позвоните нам или оставьте заявку ниже . Специалисты компании предоставят развернутую консультацию по вопросам выбора. Мы находимся по адресу: город Москва, улица Стахановская, дом16, строение 1. Контактный телефон отдела продаж +7(495)587-41-51.

Нержавеющая инструментальная сталь | Глобус Сталь

Сделать заказ можно по телефону

Наши специалисты с радостью вам помогут

+7 495 775-50-79

Возможности современного металлопроката позволяют изготавливать и широко использовать в производстве материалы, обладающие уникальными характеристиками. Среди них – нержавеющая инструментальная сталь, которая применяется для изготовления деталей, подверженных сильному и агрессивному воздействию окружающей среды. Например, элементов машинного оборудования, точных измерительных приборов, медицинских инструментов.

Разновидности инструментальной стали

В зависимости от особенностей изготовления и сферы применения, нержавеющая сталь классифицируется на несколько основных групп:

• Низколегированные и углеродистые материалы. Предназначены для изготовления высокоточных приборов.
• Ледебуритная сталь. Применяется для производства режущего инструмента.
• Штампованная ледебуритная и одна из разновидностей эвтектоидной стали, не обладающей высокой теплостойкостью. Предназначена для холодной деформации.
• Штампованная эвтектоидная (а также заэвтектоидная и доэвтектоидная) сталь, обладающая повышенной теплостойкостью. Применяется для горячей деформации.

Самой востребованной является легированная нержавеющая инструментальная сталь. Для увеличения глубины прокаливания этого материала применяется технология легирования кремнием, марганцем, вольфрамом, хромом, ванадием. Последние три элемента являются наиболее важными и часто используемыми.

Характеристики инструментальной стали

Прежде всего нержавеющая инструментальная сталь ценится за отличные показатели прочности, твердости и износостойкости. Характеристики продукции из нержавеющего металлопроката во многом определяются использованием для ее изготовления дополнительных элементов. Например, при превышении 3% содержания вольфрама в инструментальной стали, она приобретает свойство закаливания на воздухе.

При добавлении ванадия, нержавеющий лист становится более крепким и упругим, сама его структура становится вязкой и крепкой. При использовании в металлопрокате хрома, сталь становится приобретает повышенную стойкость и твердость. Она практически не подвергается деформации во время закаливания. Чтобы узнать, какой именно состав покупаемого материала, стоит изучить его маркировку. Например, если на инструментальной стали имеется обозначение Х12Ф, это значит, что данный материал был изготовлен с применением 12% хрома.

Инструментальная сталь и нержавеющая сталь

Описание

Две тысячи лет назад люди искали прочные материалы, которые были бы не только твердыми, но и жесткими. С приходом промышленного переворота в начале 19-го века развитие производства стали и ее сплавов привело в конечном счете к появлению инструментальной и нержавеющей стали. Эти материалы достигают высокой поверхностной твердости при термообработке с учетом низкого содержания в них углерода – всего 0,5 – 1,5 %. Добавление компонентов сплава позволяет получить специфические свойства, необходимые для разных целей. Например, таким же образом может быть получена и коррозионностойкая сталь. Это так называемая нержавеющая сталь, разновидности которой отличаются низким содержанием азота и фосфора (менее 0,025 %). Благодаря SLM Technology производство и возможности применения материалов на основе стали постоянно развиваются.

Структура материала

Стальные изделия, выпускаемые компанией SLM, характеризуются однородной плотной структурой. Из-за специфики производственного процесса SLM, определенные степени твердости не могут быть достигнуты обычными методами термообработки. После финальной обработки изделия можно довести до требуемой кондиции.

Свойства материала

• Высокая твердость и прочность
• Устойчивость к коррозии

Сфера применения

• Литье пластмасс под давлением и литье под давлением в металлические формы
• Автомобилестроение
• Морские приборы

Сплавы

• 1.2709
• 1.4404 (316L)
• 1.2344 (h23)
• 1.4540 (15-5PH)
• 1.4542(17-4PH)

Технические характеристики

	1.4540 (15-5PH) (1)	1.4404 (316L) (1)	1.2344 (h23) (1/3)	1.2709 (1/3)
Предел прочности (МПа)	1100+/-50	654+/-49	1730+/-30	1015+/-34
Смещение текучести (МПа)	1025+/-25	550+/-39	–	854+/-50
Деформация при разрушении (%)	16+/-4	35+/-4	–	10+/-1
Относительное сужение	–	59+/-3	–	26+/-9
Модуль Юнга (ГПа)	–	169+/-31	–	142+/-43
Твердость по Виккерсу (HV10)	–	233+/-2	–	310+/-4
Шероховатость поверхности (µм)	14+/-2	40+/-11	34+/-4	39+/-8

• 1 – Толщина слоя 30 µм без термической обработки
• 2 – Толщина слоя 50 µм без термической обработки
• 3 – Термическая обработка

3D-принтеры, использующие сталь:

Стоимость и приобретение

Информацию о стоимости материала и сроках его поставки вы можете получить по телефону +7 (495) 646-15-33 или сделав запрос по адресу [email protected].

Инструментальная сталь | Региональная Металлоторгующая Промышленная Компания

Инструментальная сталь может быть углеродистой и с примесью легирующих компонентов. Кроме того, вышеозначенная группа металлов включает штамповую, валковую и быстрорежущую сталь. Содержание углерода в инструментальной стали обычно превышает 0,7%. Металл отличается высокими показателями твердости и прочности, которые достигаются в результате термообработки. Основная сфера применения инструментальных сталей – это производство инструмента. Существует сталь обычного и высокого качества. В составе обычной инструментальной стали присутствует до 0,035% фосфора и до 0,03% серы. Для высококачественной стали эти показатели составляют 0,03 и 0,02% соответственно.

Основные характеристики

Важнейшим преимуществом углеродистой инструментальной стали является ее доступная цена и высокие показатели твердости в сравнении с некоторыми другими материалами, использующимися при изготовлении инструмента. Недостатками этого типа сталей являются низкие износостойкость и теплостойкость. С учетом существующих стандартов, различают следующий сортамент инструментальной стали: шестигранная горячекатаная, кованая квадратная и круглая, горячекатаные и кованые полосы, сталь со специальной отделкой, а также сталь калиброванная. При количестве углерода в стали около 0,6%, инструмент толщиной от 1 до 5 мм приобретает достаточную твердость. Большая толщина инструмента потребует уже от 0,8 до 0,9% углерода для обеспечения необходимой твердости его поверхности. Твердость HRC 65 достижима, если количество углерода в стали составит от 0,9 до 1,0%.

Применение

Сфера применения инструментальных углеродистых сталей – режущий инструмент, эксплуатация которого не предусматривает возможности нагрева рабочей кромки до 150-200°С. Кроме того, этот тип сталей используется при изготовлении измерительных и штамповых инструментов. Углеродистая инструментальная сталь имеет невысокую теплостойкость, теряя в прочности при нагреве. Легированная инструментальная сталь используется при производстве штампового инструмента, плашек, метчиков, сверл, разверток, протяжек и фрез. Все они предполагают увеличение скорости и температуры в процессе резания. Инструментальная сталь марки Р6М5 относится к быстрорежущим и обеспечивает значительное увеличение скорости резания металла, подвергаемого обработке. Она гарантирует высокие показатели износостойкости и твердости инструмента, обладая при этом достаточной теплостойкостью. Перечисленные выше характеристики достигаются посредством ввода в состав металла легирующих добавок и за счет поэтапной термообработки, позволяющей добиться определенной макроструктуры материала.

Уникальность

Важнейшим достоинством углеродистых инструментальных сталей является возможность увеличения твердости их поверхности, без воздействия на вязкость сердцевины. Это позволяет обеспечить низкую стоимость и небольшую поводку инструмента при значительном улучшении его механических характеристик. Кроме того, вышеозначенные преимущества – это возможность задействовать высокопроизводительные технологии изготовления инструмента при его невысокой твердости в отожженном состоянии, а также производить закалку с небольших температур. После закалки может быть получено минимальное кол-во остаточного аустенита, что гарантирует большую сопротивляемость пластическим деформациям.

Виды инструментальных сталей

Инструментальные стали представляют собой материал для производства инструментов, применяемых в качестве режущих и измерительных элементов. Также инструментальная сталь используется при изготовлении штампов горячего и холодного деформирования и деталей машин, которые испытывают повышенный износ в процессах умеренных динамических нагрузок. Такими деталями являются шариковые или роликовые подшипники, некоторые виды зубчатых колес и ходовых винтов, используемых в станках и аппаратах высокой точности и другие изделия.

Основная классификация инструментальных сталей

Инструментальные стали, по наиболее распространенной классификации, делятся на четыре основные группы. Это инструментальные стали пониженной степени прокаливаемости или углеродистые стали, стали повышенной степени прокаливаемости – легированные, штамповые стали и быстрорежущие.
Также инструментальные стали часто подразделяют на стали качественные и высококачественные. Такое разделение проводится по содержанию серы и фосфора в инструментальных сталях. Например, в качественной стали это содержание равняется, соответственно, 0,03% и 0,035%, а в высококачественной – 0,02% серы и 0,03% фосфора.
Во всех видах инструментальной стали, кроме штамповых видов сталей для горячего деформирования, где содержание углерода составляет от 0,3 до 0,6%, процент содержания углерода колеблется в диапазоне от 0,6 до 0,7%. Для получения лучших эксплуатационных свойств инструментальные стали обрабатывают термически. После проведения термообработки твердость инструментальных сталей увеличивается до 60-66 HRC, а показатели прочности при изгибе – до 250-350 кгс/мм?.

Инструментальные стали с повышенным содержанием марганца

Повышенное содержание марганца в инструментальных сталях обозначают буквой Г в маркировке. Такая маркировка встречается в названии сталь 65Г или сталь ГОСТ 65Г. Сталь 65Г или сталь ГОСТ 65Г используется по целевому назначению для производства рессор и пружин, подшипников и т.д. Такие инструментальные стали, отличающие повышенным содержанием марганца в составе, обладают повышенными показателями прокаливаемости. Этот вид инструментальных сталей – сталь 65Г или сталь гост 65Г производится по специальному нормативному документу – ГОСТу № 14959-79.

Инструментальная сталь – Южный механо-литейный завод

Инструментальная сталь — марки и категории

Инструментальная сталь — сталь с содержанием углерода не менее 0,7%. В ее состав также могут входить и другие легирующие компоненты (свинец, хром, алюминий, никель, фосфор), содержанием менее 0,1%. Так как инструментальные стали содержат повышенное количество углерода, их очень часто называют углеродистыми.

По составу различают качественные и высококачественные инструментальные стали. Их особенности:

• Качественные сплавы. Главный критерий — низкое содержание серы (до 0,03%) и фосфора (до 0,035%). Низкая концентрация легирующих веществ делает сплав твердым и прочным. Детали из этого сплава не ломаются, не деформируются, сохраняют форму при ударе и нагреве. Качественные сплавы не имеют специальной маркировки в виде буквы А в конце буквенно-числового обозначения стали.
• Высококачественные сплавы. Главный критерий — сверхнизкое содержание серы (до 0,02%) и фосфора (до 0,03%). По физико-химическим свойствами высококачественные сплавы повторяют просто качественные. Но за счет более низкого содержания легирующих добавок высококачественные сплавы обладают более высокой прочностью, не ржавеют, не гнутся при нагреве. Высококачественные сплавы имеют специальную маркировку в виде буквы А в конце буквенно-числового обозначения марки стали.

Сплавы инструментальных сталей обладают высокой прочностью. Поэтому из них часто делают различные инструменты. Это молотки, отвертки, пилы, оборудование для механических или электронных устройств. За счет прочности сплава инструменты сохраняют свою форму даже при длительной эксплуатации. Чистые инструментальные сплавы обладают пониженными антикоррозийными свойствами, для этого в состав многих сплавов добавляют легирующие добавки, снижающие коррозийную активность материала. В качестве легирующих добавок применяют хром, вольфрам, алюминий и другие вещества.

Виды углеродистой стали

• Инструментальная углеродистая сталь стандартного типа. Отличается средним или высоким содержанием углерода (более 0,7%) и низким содержанием легирующих добавок (суммарно менее 1%). Обладает неплохими физическими свойствами — высокая прочность, устойчивость при ударе или деформации, химическая инертность, низкий коррозийный потенциал. Применяются для изготовления ручных, механических и электронных инструментов.
• Легированная сталь. По составу похожа на предыдущую марку, однако содержат повышенное количество легирующих добавок. Содержание легирующих веществ от 1 до 20%. В качестве дополнительных компонентов чаще всего выступают хром или вольфрам. Эти добавки улучшают антикоррозийные свойства материала, что хорошо сказывается на сроке годности деталей. Также в металл могут вноситься и другие добавки — алюминий, марганец, кремний, медь, азот, кобальт, бор, никель. Их назначение — увеличение пластичности, повышение прочности, снижение электрического потенциала, снижение магнитных свойств.
• Быстрорежущая сталь. Представляет собой особую разновидность легированного сплава, который прошел специальную финальную обработку. Основные легирующие добавки — углерод (0,7-1,5%), хром (3-4%), вольфрам (0-18%), молибден (0,5-6%), кобальт (0-9%). Материал обладает высокой прочностью и прекрасно сохраняет форму при физической деформации, ударе или высокотемпературном нагреве. Поэтому из него делают различное режущие оборудование — дисковые пилы, ножи, лезвия, хирургические инструменты. Материал проходит многократную закалку, отпуск, что усложняет его производство, увеличивает себестоимость.
• Валковая сталь. Материал содержит ряд легирующих добавок (алюминий, кремний, ванадий), улучшающих прочность и пластичность металла. Валковую сталь обычно выплавляют в виде длинных пластин или листов, которые потом нарезаются на нужные детали. Сфера применения — изготовление опорных, прокатных, листовых валков. Также из валковых материалов делают небольшие плоские инструменты для резки металла — обрезные матрицы, пуансоны, ножи, рамные пилы. На финальном этапе обработки материал может проходить отпуск или закалку в цехах для улучшения физических свойств металла.
• Штамповая сталь. Материал содержит среднее количество углерода (от 0,7 до 1,5%) и небольшое количество легирующих добавок (алюминий, хром, никель, марганец). Главное отличие материала заключается в том, что на финальном этапе выплавки материал проходит штамповку. Это обуславливает ряд физических свойств материала — повышенная устойчивость, минимальный риск образования трещин, высокая теплопроводность, устойчивость к образованию окалины. На этапе выплавки материал отличается высокой вязкостью, однако после застывания он становится прочным и однородным. Высокая вязкость при нагреве позволяет упростить процедуру штамповки, а также улучшает теплопроводность металла после остывания.

Марки и категории инструментальной стали

Различают множество категорий инструментальных сталей — У7, У7А, У8, У8ГА, У9 и другие. Самые используемые материалы марок У7А, У8, У8А и У9, поскольку они отличаются высокой прочностью, устойчивостью к нагреву, не деформируются при ударе. Марки У10 и выше также отличаются хорошей прочностью, однако они становятся пластичными при длительном контакте с высокими температурами, что снижает их универсальность. Основные марки инструментальных сталей:

Категория	Марки	Физические особенности
Углеродистая, стандартная	У7, У7А	Марки отличаются хорошей прочностью, низкой электропроводностью, низким риском коррозии. Подходят для производства деревообрабатывающих инструментов — топоры, стамески, долота. Также могут применяться для изготовления зубил, иголок, плоскогубцев, кусачек, молотков, ручных пил, крючков.
Углеродистая, повышенной прочности	У8, У9 + подвиды	Марки обладают повышенной прочностью, но хуже переносят локальный или общий нагрев. Поэтому их используют для производства деревообрабатывающего оборудования — топоры, стамески, станковое оборудование, пилы, ролики. Также могут применяться для производства мелких деталей, которые не будут подвергаться нагреву — запчасти для часов, иголки, крючки, заклепки, гвозди, болты, шурупы.
Углеродистая, стандартной или повышенной прочности, с легирующими добавками или без них	У10, У11 + подвиды	Марки хорошо выдерживают деформацию и локальный нагрев до невысоких температур, отличаются пониженным риском коррозии. Легирующие добавки могут улучшать физические свойства марок (устойчивость к нагреву, пониженный риск коррозии, повышенная пластичность). Основные запчасти — сверла, ленточные пилы, фрезы, ролики, шаберы, напильники. Некоторые марки применяются для изготовления медицинского оборудования, деталей для электронных инструментов.
Углеродистая, повышенной или стандартной прочности, без легирующих добавок	У12, У12А	Марки относятся к категории грубых сталей, отличающихся пониженным классом точности. Сфера применения — производство прочных запчастей или деталей, которые не будут нагреваться до средних, высоких температур. Примеры запчастей — резцы, молотки, топоры, ручные пилы, напильники.
Углеродистая, стандартной или повышенной прочности, без легирующих добавок	У13, У13А	Марки относят к группе грубых сталей, которые становятся пластичными при нагреве. Обладают пониженным классом точности, поэтому эти марки используют для производства ручных обрабатывающих инструментов. Примеры — напильники, лезвия, надфили, инструменты для гравировки, хирургическое оборудование.

 

Инструментальная сталь — особенности закалки, отжига

Многие категории инструментальных сталей подвергаются закалке, отжигу для улучшения физических свойств материала. Для закалки инструмент нагревается в соляных ваннах — это позволяет распределить тепло равномерно по всей поверхности металла. Быстрорежущие металлы нагреваются ступенчато с помощью трех ванн:

• В первой ванне температура находится в пределах от 400 до 550 градусов. Металл сперва помещаются в эту ванну на срок не более 1 часа.
• После равномерного обогрева запчасти деталь переносят в другую соляную ванну, где температура будет на 200-300 градусов выше.
• После нагрева деталь вновь переносят в третью ванну, где температура составляет 1250-1300 градусов. В этой ванне проходит финальная закалка металла.

Ступенчатая закалка позволяет равномерно распределить мартенсит, аустенит по всему материалу, что благоприятно сказывается на его физических свойствах. Чтобы расплавить часть аустенита, нужно выполнить финальный отпуск в ванне, температура которой составляет не более 550 градусов. Отпуск рекомендуется повторять хотя бы 3 раза, чтобы снизить количество аустенита ниже критического уровня. Для дополнительной закалки можно также применять технологию обработки холодом. Для этого закаленный металл следует поместить в емкость с жидким материалом, температура которого составляет от -100 до -50 градусов. Низкотемпературная закалка выполняется в один этап, повторная закалка не требуется, что связано с особенностью расплава аустенита при низких температурах.

 Маркировка инструментальных сталей

Все инструментальные стали имеют специальное буквенно-числовое обозначение. По ДСТУ этот код должен наноситься на все упаковки со стальными деталями, а в ряде случаев обозначение должно наноситься и на саму деталь.

Код ДСТУ имеет следующую структуру: X1 X2 Y Z. Расшифровка будет такой:

• X1 — этот показатель отражает высокое содержание углерода в сплаве. Переменная X1 может принимать только одно значение — символ У. Так как инструментальные сплавы содержат повышенное количество углерода, то этот символ указывается всегда. Поэтому по факту у всех инструментальных сплавов код начинает с символа У.
• X2 — этот показатель отражает концентрацию углерода в десятых долях процента. Минимальное значение, которое может принимать инструментальная сталь, равно 7 (что ясно из определения этой стальной марки). Формально значение X2 не ограничено, однако по факту содержание углерода в инструментальных сплавах редко составляет более 1,2%. Поэтому обычно переменная X2 находится в пределах от 7 до 12.
• Y — этот показатель указывает на наличие легирующих добавок. Основная легирующая добавка — это марганец, из-за которой переменная может принимать значение Г. В качестве легирующих веществ могут также использоваться хром (символ X), вольфрам (символ В) и другие. Обратите внимание, что при отсутствии легирующих добавок переменная Y будет отсутствовать.
• Z — этот показатель указывает на категорию сплава (качественная или высококачественная). Если сплав является высококачественным, то ставится буква А. Если сплав является просто качественным, то какие-либо символы не ставятся.

Давайте теперь разберем несколько примеров, чтобы понимать, как расшифровывается та или иная марка стали:

• Скажем, у нас имеется деталь марки У8ГА. Символы У и 8 означают, что в состав материала входит повышенное содержание углерода, а точная концентрация углерода составляет 0,8%. Буква Г указывается на то, что в сплаве содержится марганец. Буква А отражает тот факт, что сталь является высококачественной.
• Теперь рассмотрим другой пример. У нас имеется сплав с маркировкой У12. Символы У и 12 указывают на то, что в составе сплава содержит углерод в концентрации 1,2%. Переменная Y отсутствует — это значит, что материал не содержит легирующие добавки в значительных количествах. Также у сплава нет буквы А в конце кода — это значит, что материал относится к категории качественных (но не высококачественных).

Углеродистая инструментальная сталь — стальной сплав, который содержит не менее 0,7% углерода. Материал обладает хорошими физическими свойствами — высокая прочность, хорошая пластичность, низкий риск коррозии, сохранение формы при ударе. Сплав обладает простой выплавкой, что хорошо сказывается на себестоимости материала. Чтобы улучшить свойства металла, в него добавляют различные легирующие добавки — хром, вольфрам, кобальт, алюминий и другие.

Сера и фосфор ухудшают физические свойства материала, поэтому их содержание должно составлять менее 0,03% для серы и менее 0,035% для фосфора. Если металл содержит до 0,02% серы и до 0,03% фосфора, то его называют высококачественным. Из инструментальных углеродистых сплавов делают различные инструменты — молотки, пилы, ролики, отвертки, кусачки и так далее. В зависимости от состава и способов обработки различают несколько категорий стали. Основные типы — стандартная сталь, легированная, быстрорежущая, валковая, штамповая. Популярные марки — У7А, У8, У8А, У9. По ДСТУ инструментальные сплавы должны иметь специальную маркировку в виде буквенно-числового кода.

Инструментальные стали | СТАЛЬКОМ

Все огромное разнообразие существующих марок сталей красной полосой под названием «процентное содержание углерода» разделяется на два класса. В частности, к инструментальным относят те, в химическом составе которых углерода более 0,8% (есть, разумеется, и исключения, но они только проверяют общее правило).

Что же это за грань такая – 0,8%?

Всякому, мало-мальски знакомому с материаловедением, известно, что с повышением процентного содержания углерода растут прочностные характеристики стали и её твёрдость и, соответственно, снижаются показатели пластичности. Кроме того, повышенный процент углерода положительно влияет на упругие характеристики сталей. Какие это имеет последствия?

Рассмотрим условия работы тяжелонагруженных металлоконструкций и стального инструмента. В чём разница?

Основой для отнесения того или иного режима эксплуатации машин и инструмента к лёгким, средним или тяжёлым условиям является произведение pv, где р – удельная нагрузка на единицу площади контакта двух смежных поверхностей,  v – относительная скорость перемещения этих поверхностей. Если для стальных конструкций или деталей машин величина максимально допустимого  давления определяется пределом пластичности металла (дальше он начнёт просто плавно «расползаться», теряя свою целостность), то для  инструмента именно с этого значения и начинается настоящая работа сверла, пуансона, метчика – деталей, производящих механическую или пластическую обработку поверхности металла. Понятно, что давления при такой обработке на несколько порядков выше. Ещё интереснее дело обстоит со скоростью. Условием существования целостности детали является наличие одной и той же контактной поверхности, в то время, как при обработке металла эта поверхность постоянно обновляется. Ввиду этого и скорости контактного взаимодействия также оказываются более высокими. В сумме это предопределяет значительно более тяжёлые условия, в которых функционируют все инструментальные стали.

Учёными установлено, что именно при процентном содержании углерода в пределах 0,75…0,8% в микроструктуре стали происходят кардинальные изменения, связанные с размерами  и конфигурацией зёрен.

Указанное может быть наглядно продемонстрировано сравнительными фотографиями микроструктур инструментальной стали (рис.1) и конструкционной (рис.2) после одного и того же режима термической обработки.

Рисунок 1                                                                Рисунок 2

Очевидно, что микроструктура инструментальной стали – равномерная, с преобладанием равновесных, округлых в плане зёрен, в то время как микроструктура конструкционной стали – значительно более грубая, с резкими межзёренными границами, где, к тому же присутствует и третья фаза. В последнем случае механическая прочность и твёрдость  материала резко снижается.

Классификация и применение инструментальных сталей

По применяемости различают:

1. Стали для инструментов обработки металлов резанием (арматура, балка, лист).
2. Стали для штампового инструмента (которые, в свою очередь, подразделяются на стали для инструмента холодной и горячей штамповки).
3. Стали для изготовления контрольно-измерительного инструмента и приспособлений.

По своему химическому составу инструментальные стали могут быть:

1. Нелегированными (технические требования на производство таких сталей регламентируются ГОСТ 1412-81).
2. Легированными, поставляемыми согласно требований ГОСТ 5950-90.
3. Быстрорежущими, которые производятся по ГОСТ 19265-93.

Инструментальная сталь марки, первой буквой в которой является У,  является нелегированной (например, сталь У10 означает, что в химическом составе данной стали присутствует около 1% углерода; стали этого же класса, но повышенного качества, получают к марке приставку А, например, сталь У12А).

Инструментальная сталь ГОСТ 5950-90 чаще всего имеют в своём составе такие элементы, как хром (Х), молибден (М), никель (Н), ванадий (Ф), кремний (С), марганец (Г), вольфрам (В), кобальт (К) и др.

Особое обозначение получили быстрорежущие стали: поскольку они отличаются наибольшим разнообразием своего применения ( успешно используются и для режущего, и для штампового инструмента), то первой буквой в их марке является буква Р*, которая обозначает процентное содержание вольфрама. Таким образом, сталь марки Р6М5 будет содержать в себе около 6% вольфрама и около 5 % молибдена, а сталь Р9К6 – примерно 9% вольфрама и 6% кобальта.

Различия в производстве и обработке инструментальных сталей

Производство инструментальной стали весьма ответственно, поскольку, наряду со значительно более точной выплавкой предусматривает ещё и сложный процесс термической обработки, в зависимости от которого конечный продукт приобретает нужное сочетание твёрдости, упругости, сопротивления смятию и стойкости от ударных нагрузок. Из режимов термической обработки наибольшее значение с точки зрения износостойкости приобретает закалка инструментальных сталей. При различных режимах закалки инструментальной стали свойства её будут резко отличаться между собой. Для сравнения приведём фото микроструктуры одной и той же марки инструментальной стали – Р6М5, но после различных видов термообработки (см. рис.3 а,б,в,г).

Из сравнения рисунков  видно, что исходная микроструктура стали Р6М5 – достаточно грубая, с крупными зёрнами (см. рис. 3,а). Естественно, что такая сталь при всей своей высокой твёрдости будет чрезвычайно хрупкой. Для уменьшения размеров зёрен выполняют горячую проковку заготовок, в результате которой происходит дробление зёрен; с увеличением количества таких проковок эффект дробления зёрен усиливается (см. рис. 3,б). После закалки стали в масло происходит фиксация высокотемпературной структуры карбидов вольфрама и молибдена (см. рис. 3,в), сталь получает очень высокую твёрдость, но и одновременно – высокий уровень остаточных напряжений: при граничных условиях эксплуатации инструмента его стойкость высокой не ожидается. Поэтому на завершающей стадии термообработки выполняют отпуск, в результате которого твёрдость несколько снизится, зато структура станет значительно более равновесной (см. рис. 3,г).

Рисунок 3 — быстрорежущая сталь Р6М5: а – в исходном состоянии после выплавки; б – после проковки и последующего отжига; в – после закалки; г — после отпуска.

---

* от английского слова rapid — быстрый

 

Другая полезная информация

Что такое инструментальная сталь? (Шесть групп с подробностями)

Что такое инструментальная сталь?

Инструментальная сталь относится к разнообразным углеродистым и легированным сталям, которые особенно хорошо подходят для изготовления инструментов. Их пригодность обусловлена ​​их отличительной твердостью, устойчивостью к истиранию и деформации, а также их способностью удерживать режущую кромку при повышенных температурах. В результате инструментальные стали подходят для использования при формовании других материалов.

Существует шести групп инструментальных сталей: водоотверждаемые, инструментальные стали для холодной обработки, ударопрочные, быстрорежущие, жаропрочные и специальные / пластмассовые инструментальные стали. Выбор группы зависит от стоимости, рабочей температуры, требуемой твердости поверхности, прочности, ударопрочности и требований к вязкости. Чем тяжелее условия эксплуатации (более высокая температура, абразивность, коррозионная активность, нагрузка), тем выше содержание сплава и, как следствие, количество карбидов, необходимых для инструментальной стали.

1. Группа водоотверждения

Назван из-за того, что его необходимо закаливать в воде. Эта группа инструментальных сталей представляет собой простую высокоуглеродистую сталь.Он широко используется из-за невысокой стоимости.

Инструментальная сталь

группы W получила свое название из-за ее определяющего свойства – закалки в воде. Сталь марки W по существу представляет собой высокоуглеродистую гладкоуглеродистую сталь. Эта группа инструментальных сталей является наиболее часто используемой инструментальной сталью из-за ее низкой стоимости по сравнению с другими. Они хорошо подходят для небольших деталей и приложений, где не встречаются высокие температуры; выше 150 ° C (302 ° F) он начинает заметно смягчаться. Его закаливаемость низкая, поэтому инструментальные стали группы W необходимо подвергать быстрой закалке, требующей использования воды.Эти инструментальные стали могут достигать высокой твердости (выше HRC 66) и довольно хрупки по сравнению с другими инструментальными сталями. W-образные стали все еще продаются, особенно для пружин, но они гораздо менее широко используются, чем в 19-м и начале 20-го веков. Отчасти это связано с тем, что стали W-стали деформироваться и растрескиваться во время закалки гораздо больше, чем стали, закаленные в масле или закаленные на воздухе.

2. Группа холодной обработки

Это группа из трех инструментальных сталей: закаленных в масле, закаливаемых на воздухе и высокоуглеродистых хромистых.Стали данной группы обладают высокой прокаливаемостью и износостойкостью, средней вязкостью. Обычно они используются для производства более крупных деталей или деталей, требующих минимальной деформации при закалке.

Как закалка в масле, так и закалка на воздухе уменьшают деформацию и повышают напряжение, вызванное быстрой закалкой в ​​воде, поэтому вероятность их растрескивания снижается.

Очень распространенной сталью с закалкой в ​​масле является сталь O1. Это очень хорошая сталь для холодной обработки, из нее также получаются очень хорошие ножи и вилки.Его можно затвердеть примерно до 57-61 HRC.

Первой инструментальной сталью с закалкой на воздухе была сталь Mushet, которая в то время была известна как сталь с закалкой на воздухе.

Современные закаленные на воздухе стали характеризуются низким уровнем деформации при термообработке из-за высокого содержания хрома. Их обрабатываемость хорошая, и они обладают балансом износостойкости и вязкости (т.е. между классами D- и ударопрочностью).

• 2.3. Высокоуглеродисто-хромовый,

2.3.1. Тип D

Тип D из класса инструментальных сталей для холодной обработки содержит от 10% до 13% хрома. Эти стали сохраняют твердость до температуры 425 ° C (797 ° F). Обычно эти инструментальные стали применяются в штампах для ковки, штамповочных пресс-формах для литья под давлением и штампах для волочения. Из-за высокого содержания хрома некоторые инструментальные стали D-типа часто считаются нержавеющими или полунержавеющими, однако их коррозионная стойкость очень ограничена из-за осаждения большинства хромовых и углеродных составляющих в виде карбидов.

Инструментальная сталь

D2 очень износостойкая, но не такая прочная, как низколегированные стали. Механические свойства D2 очень чувствительны к термической обработке. Он широко используется для производства ножниц, строгальных ножей и промышленных режущих инструментов; иногда используется для лезвий ножей.

А	A2 – A10	Закалка на воздухе, средние сплавы
D	D2 – D7	Высокоуглеродистый, высокохромистый
O	O1 – O7	Масляная закалка, низкоуглеродистая

2.3.2. 1.2767 тип

ISO 1.2767, также известный как DIN X 45 NiCrMo 4, AISI 6F7 и BS EN 20 B, представляет собой закаленную на воздухе инструментальную сталь с основным легирующим элементом никель. Он обладает хорошей вязкостью, стабильным зерном и хорошо полируется. Он в основном используется для штампов при литье пластмасс под давлением, которые связаны с высокими напряжениями. Другие области применения включают вырубные штампы, ковочные штампы и промышленные лезвия.

Следующие марки стали также входят в группу сталей для холодной обработки.

Код AISI	Обозначение AISI	Тип инструментальной стали
Вт	W1 до W7	Сталь с высокоуглеродистой закалкой в ​​воде
	W1 A – 1B	Углерод
	W2 – W3	Углерод-ванадий
	W4 – W5	Углерод Хром
	W7	Углерод Хром Ванадий

3.Группа ударопрочная

Этот класс имеет высокую ударопрочность и хорошую закаливаемость. Он разработан, чтобы противостоять ударам как при низких, так и при высоких температурах. Он также имеет очень высокую ударную вязкость и относительно низкую стойкость к истиранию.

Сплавы, образующие карбид, обеспечивают необходимую стойкость к истиранию, прокаливаемость и жаропрочность. Это семейство сталей демонстрирует очень высокую ударную вязкость и относительно низкую стойкость к истиранию, а также может достигать относительно высокой твердости (HRC 58/60).В США ударная вязкость обычно определяется содержанием кремния от 1 до 2% и молибдена 0,5-1%. В Европе ударные стали часто содержат 0,5-0,6% углерода и около 3% никеля. От 1,75% до 2,75% никель все еще используется в некоторых ударопрочных и высокопрочных низколегированных сталях (HSLA), таких как L6, 4340 и шведская пильная сталь, но это относительно дорого. Пример его использования – производство бит отбойных молотков.

4. Группа высоких скоростей

Инструментальные стали

типа T и M используются для изготовления режущих инструментов, когда прочность и твердость должны быть сохранены при высоких температурах.

Быстрорежущая сталь (HSS или HS) – это разновидность инструментальных сталей, обычно используемых в битах и ​​режущих инструментах. Он часто используется в дисках для мотопил и сверлах. Он превосходит старые инструменты из высокоуглеродистой стали, широко использовавшиеся в 1940-х годах, в том, что он может выдерживать более высокие температуры без потери твердости. Это свойство позволяет быстрорежущей стали резать быстрее, чем высокоуглеродистая сталь, отсюда и название быстрорежущей стали. При комнатной температуре при обычно рекомендуемой термообработке марки HSS обычно демонстрируют высокую твердость (выше HRC60) и сопротивление истиранию (обычно связанное с содержанием вольфрама и ванадия, часто используемым в HSS) по сравнению с обычными углеродистыми и инструментальными сталями.

M	М1, М7, М10	Молибден
	M30, M33, M34, M42, M43, M46, M47	Молибден, Кобальт
	М2, М3, М4	Молибден, вольфрам
	M6, M15, M35, M36	Молибден, вольфрам, кобальт
т	Т1, Т2, Т3, Т7, Т9	Вольфрам
	Т4, Т5, Т6, Т8, Т15	Вольфрам, кобальт

5.Горячая рабочая группа

Инструментальная сталь группы

H была специально разработана для сохранения прочности и твердости при длительном воздействии повышенных температур.

Стали для горячей обработки – это группа сталей, используемых для резки или формовки материалов при высоких температурах. Инструментальные стали H-группы были разработаны для обеспечения прочности и твердости при длительном воздействии повышенных температур. Эти инструментальные стали являются низкоуглеродистыми и легированными от умеренных до высоколегированных, которые обеспечивают хорошую жаропрочность и вязкость, а также хорошую износостойкость благодаря значительному количеству карбида.от h2 до h29 основаны на содержании хрома 5%; от h30 до h49 основаны на содержании вольфрама 9-18% и содержании хрома 3–4%; от h50 до H59 на основе молибдена.

H	H 10, h21, h22, h23	Хром, молибден
	h24, h26, h29, h33	Хром, вольфрам
	h30, h31, h32, h34, h35, h36	Вольфрам
	h25, h51, h52, h53	Молибден

6.Группа специального назначения / Пластиковая форма Сталь

Инструментальная сталь

P-типа – это сокращение для сталей для форм для пластических форм. Они разработаны с учетом требований, предъявляемых к штампам для литья под давлением цинка и пластмасс для литья под давлением. Обычные марки стали, такие как P20, 420 и т. Д.

Инструментальная сталь

L – это сокращение от низколегированной инструментальной стали специального назначения. L6 чрезвычайно крутой.

Инструментальная сталь

F закалена в воде и значительно более устойчива к износу, чем инструментальная сталь W-типа.

Ф	F1	Высокоуглеродистые, низколегированные
	F2, F3	Вольфрам
л	L1, L3, L7	Углерод> 0.65%, Хром
	L2	Углерод <0,65%, Хром
	L6	Углерод> 0,65%, Никель
S	S1, S3	Вольфрам
	S2, S4, S5, S6	Кремний
	S7	Хром
п.	П1- П20, П21	Низкоуглеродистая литейная сталь

Инструментальные стали – это металлургически «чистые» высоколегированные стали, которые плавятся в относительно небольших плавках в электрических печах и производятся с особым вниманием к однородности.Они могут быть дополнительно очищены обезуглероживанием аргоном / кислородом (AOD), вакуумными методами или электрошлаковым рафинированием (ESR). В результате инструментальные стали часто рекомендуются для критических высокопрочных или износостойких применений. Из-за высокого содержания сплава инструментальные стали необходимо подвергать прокатке или ковке с осторожностью, чтобы производить пруток удовлетворительного качества.

Для достижения наилучших свойств инструментальные стали всегда подвергаются термообработке. Поскольку детали могут деформироваться во время термообработки, прецизионные детали должны быть полуфабрикированы, подвергнуты термообработке, а затем обработаны.При закалке в жидкости наиболее вероятно возникновение сильной деформации, поэтому следует выбирать сплав, обеспечивающий необходимые механические свойства при наименее жесткой закалке.

Вам могут понадобиться инструментальные стали или у вас возникнут вопросы по инструментальным сталям, пожалуйста, оставьте комментарий или свяжитесь с нами в любое время.

Что такое инструментальная сталь? – Определение из Corrosionpedia

Инструментальная сталь может относиться к различным углеродистым и легированным сталям, которые обычно используются для изготовления инструментов.

Инструментальная сталь сильно отличается от стали, используемой в потребительских товарах, и производится в гораздо меньших масштабах. Строгие процедуры контроля качества гарантируют, что данный сорт инструментальной стали будет выполнять определенные задачи, такие как механическая обработка или перфорация.

Инструментальная сталь обычно используется в термообработанном состоянии. Многие высокоуглеродистые инструментальные стали также более устойчивы к коррозии из-за более высокого отношения таких элементов, как ванадий и ниобий.

Инструментальные стали – это стали, которые производятся в тщательно контролируемых условиях с содержанием углерода от 0.7% и 1,5% и низкое содержание марганца для уменьшения возможности растрескивания при закалке в воде. Правильная термообработка этих сталей важна для обеспечения надлежащих рабочих характеристик.

В областях применения с высокими нагрузками, таких как штамповка нержавеющей стали, пружинной стали и высокопрочных низколегированных сталей, требуются инструментальные стали с сочетанием ударопрочности, износостойкости и высокой прочности на сжатие.

Инструментальные стали выпускаются различных марок для различных областей применения. Выбор сорта зависит от температуры кромки при предполагаемом использовании.Это важный фактор, определяющий как состав, так и требуемую термическую обработку. Например:

• Инструментальная сталь W-типа является наиболее часто используемой инструментальной сталью из-за ее низкой стоимости по сравнению с другими инструментальными сталями.
• Инструментальная сталь для холодной обработки используется для обработки больших деталей или деталей, требующих минимальной деформации во время закалки.
• Инструментальная сталь типа D сохраняет свою твердость до температуры 800 ° F (425 ° C) и используется для штамповки штампов, литья под давлением.
• Инструментальная сталь типа S разработана для стойкости к ударам как при низких, так и при высоких температурах и используется в долотах для отбойных молотков.
• Инструментальные стали T-типа и M используются для режущих инструментов, где прочность и твердость должны сохраняться при температурах до или выше 1400 ° F (760 ° C).
• Инструментальные стали H-типа были разработаны для обеспечения прочности и твердости при длительном воздействии повышенных температур.

Инструментальная сталь также используется для литья под давлением, поскольку устойчивость к истиранию является важным критерием для пресс-формы, которая будет использоваться для производства сотен тысяч деталей. Углерод с более высоким содержанием углерода обычно используется в таких областях, как штамповочные штампы, металлорежущие инструменты и т. Д.

Пригодность инструментальной стали определяется свойствами ее сплава:

• Отличительная твердость
• Устойчивость к истиранию
• Способность удерживать режущую кромку
• Твердость по красному цвету

Другие факторы при выборе инструментальной стали включают:

• Обрабатываемость
• Шлифуемость
• Допуски
• Полируемость

Определение и классификация инструментальной стали – что такое инструментальная сталь и различные типы инструментальной стали

1.Инструментальная сталь для холодных работ

Инструментальная сталь для холодной обработки используется для холодной обработки металлов, температура которых ниже температуры рекристаллизации, они обладают хорошей твердостью и износостойкостью при низких температурах, но иногда сталь можно использовать при высоких температурах, поэтому при этой температуре мы можем найти что они имеют относительно низкую твердость. В зависимости от среды, используемой для закалки, инструментальные стали для холодной обработки можно разделить на четыре типа, как показано ниже.

– Инструментальная сталь с закалкой в ​​воде: закалка в воде, плохая закаливаемость, хорошая ударопрочность, износостойкость и низкая стоимость, используются для вырубки штампов, резьбонарезных штампов, молотка, долота, лезвия, столярных инструментов, ножей и т. Д., например W1.

– Инструментальная сталь с закалкой в ​​масле: относительно лучшая закаливаемость, меньшая деформация и меньшая усадка при термообработке, используется для формования штампов, режущих инструментов, калибров и т. Д., Таких как O2.

– Инструментальная сталь с воздушной закалкой: высокая закаливаемость, меньшая деформация, хорошая износостойкость и глубина закалки, используется для накатки резьбы, штампов сложной формы и пуансонов, таких как A2.

– Инструментальная сталь HCHC (высокоуглеродистая и высокохромистая): очень высокая закаливаемость, хорошая твердость и износостойкость, используется для штамповки штампов, штампов для накатки резьбы, калибров и режущих инструментов, таких как D2.Этот тип инструмента закаливается либо в масле, либо в воздухе.

2. Сталь инструментальная для горячих работ

Инструментальная сталь

для горячей обработки в основном используется для горячей обработки, такой как волочение, формовка, экструзия и т. Д. В этих процессах металл обрабатывается при регрессивной температуре выше его температуры рекристаллизации. Этот вид инструментальной стали обладает хорошей прочностью, ударной вязкостью, твердостью, износостойкостью при повышенных температурах. Обычно они использовали от 0,35 до 0,65% легирующих элементов. Инструментальную сталь для горячих работ можно разделить на три типа по принципу разрешающего элемента.

– Инструментальная сталь для горячей обработки хрома: например, h20

– Инструментальная сталь для горячей обработки вольфрамового типа: например, h30

– Инструментальная сталь для горячего деформирования молибденового типа: например, h51

3. Быстрорежущая инструментальная сталь

Быстрорежущие инструментальные стали используются для операций, в которых температура может подниматься до 550 ℃ ， для этого потребуется некоторая высокая твердость, этот тип стали получает высокую твердость до некоторой повышенной температуры. Эти стали широко используются для резки металлов на высоких скоростях, например, при обработке с ЧПУ, токарные станки будут использовать режущий инструмент, изготовленный из быстрорежущей стали.Быстрорежущая инструментальная сталь способна воспринимать сжимающую нагрузку и растягивающую нагрузку. Быстрорежущую инструментальную сталь можно разделить на два типа в зависимости от принципа, позволяющего элемент в основном.

– Вольфрамовая быстрорежущая сталь: например, T1

– Молибденовая быстрорежущая сталь: например, M2

4. Сталь специального назначения

Инструментальная сталь этого типа используется для специальных целей, например, для обработки поверхности, когда нам требуется высококачественная обработка поверхности.

– Тип L (низколегированный тип): например, L1, взаимозаменяемый с инструментальной сталью для закалки в масле

– Тип F (Углерод-вольфрамовый тип: например, F1

4 Что следует учитывать при выборе инструментальной стали

Известные своей особой твердостью, инструментальные стали используются для изготовления режущих инструментов, включая ножи и сверла, а также для создания штампов, штампующих и формующих листовой металл. Хотя выбор инструментальной стали может показаться простым, этот процесс требует компромиссов – превращая задачу в искусство, а также в науку.Выбор оптимальной марки инструментальной стали будет зависеть от многих факторов, в том числе:

1. Характеристики имеющихся марок инструментальной стали


2. Специальное приложение


3. История сбоев в аналогичных приложениях


4. Стоимость инструментальной стали

Обзор продуктов из инструментальной стали

Марки инструментальной стали и соответствующие области применения Инструментальные стали

доступны в широком диапазоне марок в зависимости от их состава, температурного диапазона, в котором они были кованы или прокатаны, и типа закалки, которой они подверглись.Стандартные марки инструментальной стали AISI-SAE: O-1, A-2 и D-2. Эти стандартные марки стали считаются «сталями для холодной обработки», которые могут удерживать режущую кромку при температурах примерно до 400 ° C. Они обладают хорошей твердостью, стойкостью к истиранию и деформации.

O-1 – закаленная в масле сталь с высокой твердостью и хорошей обрабатываемостью. Этот сорт инструментальной стали в основном используется для изготовления режущих инструментов и сверл, а также ножей и вилок.

А-2 – это закаленная на воздухе сталь, содержащая среднее количество легирующего материала (хрома).Он обладает хорошей обрабатываемостью, а также сочетанием износостойкости и прочности. A-2 представляет собой наиболее часто используемую разновидность закаленной на воздухе стали и часто используется для вырубки и штамповки штампов, обрезных штампов и штампов для литьевых форм.

Сталь

Д-2 может быть закалена в масле или закалена на воздухе и содержит более высокий процент углерода и хрома, чем сталь О-1 и А-2. Он имеет высокую износостойкость, хорошую вязкость и низкую деформацию после термообработки. Более высокое содержание углерода и хрома в стали D-2 делает ее хорошим выбором для применений, требующих более длительного срока службы инструмента.

Другие марки инструментальной стали содержат более высокий процент различных типов сплавов, таких как быстрорежущая сталь M2, которая может быть выбрана для крупносерийного производства. Различные стали для горячей обработки позволяют сохранять острую режущую кромку при гораздо более высоких температурах, до 1000 ° C.

Как выходит из строя инструментальная сталь?

Прежде чем выбрать марку инструментальной стали, важно рассмотреть, какой тип отказа инструмента наиболее вероятен для данного применения, путем изучения вышедших из строя инструментов. Например, некоторые инструменты выходят из строя из-за абразивного износа, при котором разрезаемый материал изнашивает поверхность инструмента, хотя этот тип отказа происходит медленно и его можно ожидать.Инструмент, который изношен до отказа, требует инструментальной стали с большей износостойкостью.

Другие типы отказов более катастрофичны, например, растрескивание, скалывание или пластическая деформация. Для инструмента, который сломался или потрескался, следует увеличить ударную вязкость или ударопрочность инструментальной стали (обратите внимание, что ударопрочность снижается из-за вырезов, поднутрений и острых радиусов, которые являются обычными для инструментов и штампов). Для инструмента, деформировавшегося под давлением, следует увеличить твердость.

Однако имейте в виду, что свойства инструментальной стали не связаны напрямую друг с другом, поэтому, например, вам может потребоваться пожертвовать ударной вязкостью ради более высокой износостойкости. Вот почему так важно понимать свойства различных инструментальных сталей, а также другие факторы, такие как геометрия штампа, обрабатываемый материал и история изготовления самого инструмента.

Стоимость инструментальной стали

Последний вопрос, который следует учитывать при выборе марки инструментальной стали, – это стоимость.Срезание углов при выборе материала может не привести к снижению общей стоимости производства, если инструмент окажется некачественным и преждевременно выйдет из строя. Следует провести анализ рентабельности, чтобы гарантировать, что выбранный материал инструментальной стали будет обеспечивать требуемые характеристики.

Industrial Metal Supply предлагает различные формы и размеры прутков из инструментальной стали марок O-1 и A-2.

Самые распространенные марки инструментальной стали с применением – Fushun Special Steel Co., ООО

Инструментальные стали делятся на 5 групп. У каждого из них есть свои особенности, касающиеся таких аспектов, как твердость поверхности, прочность или ударная вязкость, рабочая температура, ударопрочность и стоимость.

Наиболее распространенные марки инструментальной стали с областями применения

Эти пять групп инструментальной стали:

Инструментальная сталь, упрочняющаяся водой
Инструментальная сталь для холодной обработки
Ударопрочная инструментальная сталь
Быстрорежущая инструментальная сталь
Инструментальная сталь для горячей обработки
Группа холодной обработки состоит из трех марок: закалки в масле, закалки на воздухе и марки D.

Инструментальная сталь для закалки в воде или марки W

В эту группу входят недорогие высокоуглеродистые стали с высокой твердостью. Фактор цены делает его наиболее широко используемым среди инструментальных сталей. Однако хрупкость является побочным эффектом твердости сплава W. Кроме того, они не подходят для работы при повышенных температурах. Название происходит из-за того, что все стали этой группы закалены в воде. Закалка в воде может привести к трещинам и деформации чаще, чем закалка в масле или закалка на воздухе.По этой же причине продажи, хотя и остаются лидерами, снижаются по сравнению с другими сортами. Как и W1,
. Наиболее распространенные применения инструментальных сталей класса W:
Резаки и ножи
Столовые приборы
Тиснение
Сверла
Лезвия для бритв
Токарный инструмент

Инструментальная сталь для воздушной закалки или класса A (холодная обработка)

A Инструментальные стали улучшенного качества имеют более высокое содержание хрома, что приводит к лучшему отклику на термическую обработку. Обрабатываемость инструментальных сталей класса А неплохая.Кроме того, они обладают высокой износостойкостью и прочностью. Подобно A2, A8, A6, 1.2363, 1.2516, 1.3501, 1.2550
Наиболее распространенные применения инструментальных сталей класса A включают, помимо прочего: Рубительные ножи
Токарные центры
Формы для литья пластмасс под давлением
Пуансоны для холодной экструзии

Инструментальная сталь класса D (холодная обработка)

В этой группе мы находим инструментальные стали, которые сочетают в себе характеристики класса W и класса A.С одной стороны, они содержат большее количество углерода по сравнению с закалкой в ​​воде. С другой стороны, они обладают описанными выше свойствами, которые типичны для закалки на воздухе. Из-за высокого содержания хрома инструментальные стали серии D часто также относятся к категории нержавеющих. Но защита от коррозии на самом деле довольно ограничена. Как D2 D3

Наиболее распространенные области применения:
Инструменты для полировки
Резцы
Штампы для холодной экструзии
Штампы для ламинирования
Ножи для деревообработки
Токарные центры
Пуансоны для волочения
Формы для литья пластмасс под давлением
Закаточные валки
Формовочные валки

Инструмент для закалки в масле -Сплавы (холодная обработка)

Эта группа инструментальных сталей обладает высокой устойчивостью к истиранию и высокой вязкостью.Считается, что это сталь общего назначения, что делает ее очень универсальной. Подобно 1.3520, 1.2419, O2, O1
Большинство областей применения аналогичны применению инструментальных сталей класса A и D, но также включают:
Втулки
Фрезеры для нарезания резьбы
Цанги
Гравировальные валки Master
Калибры
Пуансоны

Ударопрочная инструментальная сталь или марки S

В эту группу входят низкоуглеродистые инструментальные стали с очень высокими значениями ударной вязкости. Это позволяет им быть очень устойчивыми к ударам как при низких, так и при высоких температурах.Однако они не очень устойчивы к истиранию из-за того же низкого содержания углерода. Как и S2, S7,
, наиболее актуальными областями применения инструментальной стали S-класса являются:
Детали отбойного молотка
Кузнечное долото
Долота для холодной обработки
Долота для горячей обработки
Детали сцепления
Плашки для горячей штамповки
Плашки с холодным захватом
Ножи для отбойки
Пневматические инструменты
Горячие штампы

Быстрорежущая инструментальная сталь

Эти инструментальные стали особенно часто используются в режущих инструментах.Методы механической резки приводят к большому тепловыделению. Однако быстрорежущие стали не теряют твердости при высоких температурах, что делает их идеальным вариантом для них.
Общие области применения для быстрорежущих сталей:
Пильные полотна
Сверла
Фрезы
Зуборезы
Фрезы

Инструментальная сталь для горячей обработки или сплавы H

При резке материала при очень высоких температурах может потребоваться использовать инструментальную сталь из этой группы. Они обладают высокими показателями прочности и твердости и сохраняют свои характеристики при длительной работе при высоких температурах.Это достигается за счет низкого содержания углерода, но высокого содержания других легирующих элементов. Подобно 1.2367, h20, h21, h23, h31
Наиболее распространенные области применения инструментальных сталей H-класса:
Кожухи
Горячая штамповка
Блоки-заглушки для горячей экструзии
Пластиковые формы для литья под давлением
Пуансоны для горячей обработки

Выбор инструментальной стали вам действительно нужно, зависит от свойств, которые требуются вашему конкретному приложению. Наиболее распространенными механическими свойствами, которые следует учитывать, являются твердость поверхности, ударная вязкость, рабочая температура и ударопрочность.

При этом важно включить стоимость каждого материала в матрицу оценки.
Кроме того, очень полезно ответить на вопросы о требованиях к острым кромкам или резке, насколько важна стойкость к истиранию и о требуемом методе термообработки.

Марка	Описание
A-2	Сталь, упрочняющаяся на воздухе. Заменяет O-1, когда требуется более безопасное отверждение, лучшая стабильность размеров и повышенная износостойкость.Наиболее широко используется в серии A.
D-2	Высокоуглеродистый и высокохромистый. Идеальный сорт для максимальной производительности. Превосходная обрабатываемость. Превосходная износостойкость, высокая прочность на сжатие и свойства глубокой закалки. Наиболее широко используется в серии D.
O-1	Закалка в масле. Легко обрабатывается. Хорошая стойкость к истиранию. Наиболее широко используется в серии О.
S-7	Ударопрочная инструментальная сталь.Используется в приложениях, требующих высокой прочности и стойкости. Используется при умеренно повышенных температурах.
M-2	Быстрорежущая сталь общего назначения. Наиболее широко используется в серии М.
W-1	Инструментальная сталь, упрочняющаяся водой. Закаливание в воде до достижения желаемой жесткости. Наиболее широко используется в серии W.
H-13	Инструментальная сталь для горячей обработки из хрома, молибдена и ванадия, которая отличается высокой закаливаемостью и отличной вязкостью.

Выбор подходящей марки инструментальной стали

В нашей последней публикации в этом разделе мы рассмотрели основы инструментальной стали, высокопрочной стальной формы, часто используемой в производстве инструментов и штампов станков. Компания Wasatch Steel может предоставить вам всю необходимую инструментальную сталь.

Однако в области инструментальной стали есть несколько различных марок. То, что вы будете использовать, будет зависеть от нескольких важных факторов – давайте заранее рассмотрим некоторые основные вопросы, которые нужно задать о вашем проекте, а затем рассмотрим, какие марки инструментальной стали могут вам подойти.

Вопросы, которые нужно задать

Перед тем, как выбрать марку инструментальной стали, следует задать несколько основных вопросов по проекту:

• Требуется ли резкая резка?
• Какой вид термической обработки требуется?
• Должен ли инструмент выдерживать ударные нагрузки, например, от топора, молотка или кирки?
• Устойчивость к истиранию – важное требование?

Инструментальная сталь марок

После того, как вы ответили на несколько основных вопросов, вы можете переходить к определению того, какой тип инструментальной стали вам нужен.Вот несколько основных оценок:

• Упрочнение в воде (марки W): это основные марки высокоуглеродистой стали с низкими затратами, но невозможность использования при высоких температурах. Это, по сути, самая слабая марка инструментальной стали, которая обычно используется для холодной высадки, режущих инструментов, ножей, тиснения и столовых приборов.
• Закалка на воздухе (класс A): это универсальная сталь, которая очень универсальна и имеет высокий уровень хрома. Его часто используют при чеканке, ламинировании, калибрах, рубильных ножах, ножницах для холодной резки и т. Д.
• Тип D (марка D): Инструментальная сталь с высоким содержанием углерода и высоким содержанием хрома, сочетающая в себе стойкость к истиранию и закалку на воздухе. Он обычно используется в штампиках для литья под давлением, волочильных штампах и штампах для ковки.
• Масляная закалка (класс O): закалочная сталь общего назначения, прочная и устойчивая к истиранию. Его можно использовать в самом широком диапазоне применений, от оправок и щеток до инструментов для холодной обрезки и накатки.
• Ударопрочные типы (класс S): этот материал, разработанный для защиты от ударов, отличается высокой ударной вязкостью, но низкой устойчивостью к истиранию.Его лучше всего использовать на участках обжига, долблении, захватах, обжимке и горячей обрезке.
• Горячая обработка (класс H): сплав, который используется для резки при высоких температурах, стали класса H обладают дополнительной прочностью и твердостью, чтобы помочь справиться с этими экстремальными температурами. В них будет мало углерода и много других сплавов.

Чтобы получить дополнительную информацию о различных марках инструментальной стали или купить сталь в Интернете сегодня, обратитесь к профессионалам в Wasatch Steel.

FAQ: “Что такое инструментальная сталь?”

Вопрос: «Что такое инструментальная сталь?»

Инструментальная сталь – это термин, относящийся к высокоуглеродистым сплавам, оптимальным для использования в инструментах, особенно там, где требуется высокая стойкость кромок, устойчивость к истиранию и деформации.Как и в случае со всеми сталями, очень важно выбрать подходящую сталь для работы. Инструментальная сталь подразделяется на шесть классов:

.

• закалка в воде
• холодная обработка
• ударопрочный
• высокоскоростной
• горячие работы
• специального назначения

Закалка в воде : Как следует из названия, инструментальная сталь, упрочняющаяся в воде, требует быстрой закалки и агрессивной закалки в воде, чтобы реализовать свой потенциал.По сути, это обычная углеродистая сталь, водоотверждаемая инструментальная сталь может варьироваться по содержанию углерода, обычно от 0,6 до 1,25% углерода. Благодаря высокому содержанию углерода инструментальная сталь, упрочняющаяся в воде, может достигать высокой твердости кромки (<= 66 HRC)

Холодная обработка: Идеально подходит для обработки или формовки в холодных условиях (<795 ℉), эти стали обладают высокой закаливаемой способностью и износостойкостью, что делает их отличными, недорогими и широко доступными стали для столовых приборов. Инструментальная сталь для холодной обработки подразделяется на три подгруппы:

а) Закалка на воздухе : твердость и износостойкость, упрочняющиеся на воздухе инструментальные стали твердеют на воздухе и не требуют закалки в воде или масле для реализации своего потенциала – (A2)

б) Высокоуглеродисто-хромистая сталь : с содержанием хрома от 10% до 13%, высокоуглеродистая хромистая сталь считается нержавеющей или полунержавеющей, однако ее коррозионная стойкость ограничена.Высокоуглеродистая хромистая сталь сохраняет твердость при температурах до 795 ℉ (425 ℃) – (D2)

в) Закалка в масле : требуется медленная закалка в масле для контроля и уменьшения деформации и коробления – (O1)

Ударопрочность : Относительно низкое содержание углерода требуется для достижения необходимой ударной вязкости (приблизительно 0,5% C), чтобы противостоять ударам даже при низких и высоких температурах. Ударная сталь демонстрирует очень высокую ударную вязкость, но относительно низкую стойкость к истиранию.Даже при относительно низком содержании углерода ударопрочные стали могут достигать относительно высокой твердости (~ 56-58 C по шкале Роквелла) – (L6)

Быстрорежущая сталь : идеально подходит для применений, в которых прочность и твердость должны сохраняться при температурах, превышающих 1400 ℉ (760 ℃) – (M2 / M4)

Сталь для горячей обработки : Используемая для резки или формовки материалов при высоких температурах, стали для горячей обработки были разработаны для обеспечения прочности и твердости при длительном воздействии чрезмерно высоких температур.Из-за их предполагаемого применения эти стали не могут быть идеальной сталью для столовых приборов.

Специального назначения : Инструментальная сталь специального назначения:

a) Тип P: литьевая сталь с низкой твердостью (<40 HRC), высокой вязкостью и высокой обрабатываемостью

б) Тип L: низколегированная сталь специального назначения

c) Тип F: износостойкая закаленная водой сталь

В конечном счете, наиболее важным аспектом стали не ее химический состав или то, как она работает на бумаге, а термическая обработка и то, как эти свойства достигаются.