Легированные инструментальные стали: Легированные инструментальные стали – марки, применение+ Видео

alexxlab | 29.04.1985 | 0 | Разное

Содержание

Марки легированных инструментальных сталей, их применение в производстве

Главная » Сталь

Автор perminoviv На чтение 4 мин Просмотров 150 Опубликовано

Легированной инструментальной сталью называют сталь, в которую добавлены определённые химические элементы. За счёт легирования получилось расширить спектр применения нержавеющих металлов.

Это могут быть элементы:

  • Вольфрама.
  • Титана.
  • Молибдена.
  • Кобальта.
  • Никеля.
  • Хрома.

Это требуется для того, чтобы воздействовать на структуру и получить определённые свойства металла. За счёт процентных составляющих легирующих добавлений в составы металла, разделить сталь можно на такие типы, как:

  • Низколегированные (меньше чем 2.5%).
  • Среднелегированные (меньше 2.5-10%)
  • Высоколегированные (больше 10).

Для низколегированного типа, как правило, добавляют соединения никеля, хрома и молибдена. Свойства данного типа стали даёт возможность уменьшить вес конструкций, увеличить эксплуатационные показатели итоговой детали и снизить затраты на металл, так как она обладает большим уровнем текучести.

В составе среднелегированных типах может быть такой элемент, как соединение вольфрама, молибдена, никеля, ванадия. С помощью термических и механических обработок, получается получить оптимальный уровень соотношения пластичности, прочности и вязкости. Данный тип стали незаменим в машиностроительных, судостроительных отраслях. Применяется для таких деталей, как свёрла, развёртки.

Высоколегированные типы стали, в которых в качестве основного элемента добавлены частицы хрома и никеля, имеют резистентные свойства к температурам, коррозийную стойкость, жаропрочность. Данный тип стали имеет свои особенные характеристики, которые достигнуты не только благодаря составу, но и с помощью последующей обработки.

Маркировка легированной инструментальной стали

На инструментальные легированные стали маркировка происходит с помощью цифровых и буквенных обозначений. Буквы говорят о каждом химическом элементе, который входит в состав, а цифра о процентном соотношении. Ниже приведён список добавления элементов и их расшифровка на маркировках.

  • Cr(хрома) – Х.
  • Ni(никеля) – Н.
  • Mo(молибдена) – М.
  • Si(кремния) – С.
  • Mn(марганца) – Г.
  • W(вольфрама) – В.
  • Ti(титана) – Т.
  • Al(алюминия) – Ю.
  • Cu(меди) – Д.
  • Nb(ниобия) – Б.
  • Co(кобальта) – К.

Стоящая вначале марок цифра, показывает усреднённое количество углерода (когда цифра единственная, значит, показаны десятые доли %, когда 2 – сотые). В случаях, в которых поначалу указана литера, значит что углерод содержится в количестве 1% и выше. В некоторых случаях маркировка указывает добавленную вспомогательную русскую букву в начале марки:

  • Быстрорежущая – Р.
  • Электротехническая – Э.
  • Автоматная – А.
  • Шарикоподшипниковая – l.
  • И т.д.

Совет: нет определённых универсальных обозначений для марок. В России – это будет ГОСТ, Европе – EN, Америке – Aisi, Германии – DIN.

Где применяют легированные инструментальные стали

Применяются марки легированных инструментальных сталей прямо пропорционально от типа сталей.

Y7, YА7

  • Используются на производстве деревообрабатывающего инструмента.
  • Пневмоинструмента небольшого размера.
  • Зубил, обжимок, бойков.
  • Кузнечного штампа. Игольной проволоки.
  • Слесарного и монтажного инструмента. Молоток, кувалда, бородка, отвёртка, плоскогубцы, острогубцы, боковые кусачки, рыболовные крючки и пр.

Y8, Y8А, Y8Г, Y8ГА, Y9, Y9A

  • Используются при производстве инструментов, что могут работать в ситуации, когда отсутствует разогрев режущих кромок. Сюда относится деревообработка, фрезы, зенковки, поковки, топоры, стамески, долота, пилы продольные и дисковые. Накатных роликов, плит и стержней для литья форм из оловянного и свинцового сплава, который находится под давлением.
  • Слесарный и монтажный инструмент. Обжимка для заклёпки, корнера, бородка, отвёртка, острогубцы, боковые кусачки.
  • Для калибра простой формы и пониженного класса точности. Холоднокатаная термообработанная лента, имеющая толщину 2.5-0.02 мм, предназначенная для производства плоской и витой пружины и пружинящей детали сложной конфигурации, клапана, щупа, берда, ламели двоильного ножа, конструкционных маленьких деталей, включая детали для часов.

Y10А, Y12А

Для сердечника

Y10, Y10A

Для игольных проволок.

Y10, Y10A, Y11, Y11A

  • Чтобы производить инструменты, которые работают при условиях, которые не вызывают разогрев режущей кромки.
  • Деревообработки. Ручной и поперечной столярной пилы, машинной столярной пилы, спирального свёрла.
  • Штампа холодной штамповки маленького размера, без грубого перехода по сечению.
  • Калибра простой формы и пониженного класса точности.
  • Накатных роликов, напильников, слесарных шаберов и пр.
  • Для напильников, шаберов холоднокатаных термообработанных лент, имеющих толщину 2.5-0.02 мм, что предназначенные для создания плоской и витой пружины и пружинящих деталей со сложными конфигурациями. Это клапан, щуп, берда, ламель, двоильный нож, конструкционная мелкая деталь, включая детали на часы.

Y12, Y12A

  • Используются для ручных метчиков, напильников, слесарных шабер.
  • Штампа для холодного штампования обрезных и вырубных маленьких габаритов и без перехода сечения, холодновысадочных пуансонов и штемпелей маленького размера, калибра несложной формы и пониженного класса точности.

Y13, Y13A

  • Используется чтобы создать инструменты увеличенной стойкости к износу на среднем и увеличенном уровне давления, если нет разогрева режущей кромки.
  • Напильник, бритвенное лезвие и нож, острых хирургических инструментов, шаберов, гравировальных инструментов.

Данные легированные инструментальные стали их марки и применение довольно популярны по всему миру. Покупать их стоит только у надёжного поставщика, только так можно быть уверенным в действительно качественном изделии.

Инструментальные легированные стали | Учебные материалы

Легированные стали предназначены для изготовления режущего и измерительного инструмента и имеют, по сравнению с углеродистыми инструментальными сталями, большую прокаливаемость, износостойкость и теплостойкость.

Стали для измерительных инструментов

Измерительные инструменты (плитки, калибры, шаблоны) должны сохранять свою форму и размеры в течение продолжительного времени. В них не должны совершаться самопроизвольные структурные превращения, вызывающие изменение размеров инструмента в процессе эксплуатации.

Коэффициент линейного расширения должен быть минимальным. Этими свойствами обладают стали с мартенситной структурой. Для изготовления измерительных инструментов используют стали марок Х, Х9, ХГ, Х12Ф1. Закалка проводится при температурах 850…870 0С в масле. Для устранения остаточного аустенита после закалки проводится обработка холодом при минус 70 0С, а затем низкий отпуск при 120…140 0С. Твердость после термообработки составляет 63…64 НRС.

Стали для режущих инструментов

Основными требованиями к режущему инструменту являются следующие:

  1. длительное время сохранять высокую твердость и износостойкость режущей кромки в условиях трения;
  2. иметь высокую теплостойкость (красностойкость), т.е. способность сохранять высокую твердость и режущую способность при продолжительном нагреве (устойчивость против отпуска при нагреве инструмента в процессе работы).

Режущий инструмент изготовляют из сталей, имеющих пониженную или повышенную прокаливаемость, или из быстрорежущих сталей.

К сталям пониженной прокаливаемости относятся углеродистые стали У7…У13, рассмотренные раньше.

К сталям повышенной прокаливаемости относятся легированные стали, содержащие до 5 % легирующих элементов, марок 9ХС, ХВСГ, 9Х5С.

Подобно углеродистым сталям они обладают низкой теплостойкостью – до 300 0С, но более высокой прокаливаемостью. Из них изготовляют инструменты для резания материалов невысокой прочности с небольшой скоростью: ручные сверла, развертки, плашки и др.

Закалку проводят с температуры 800…860 0С в масле, отпуск при 150…200 0С. Твердость составляет 61…66 НRС.

Быстрорежущие стали

К ним относятся высоколегированные стали, предназначенные для изготовления инструментов высокой производительности. Основное свойство этих сталей — высокая теплостойкость (красностойкость), т.е. сохранение мартенситной структуры и высокой твердости, прочности, износостойкости при повышенных температурах, возникающих в режущей кромке при резании с большой скоростью.

Теплостойкость обеспечивается введением большого количества вольфрама совместно с другими элементами: молибденом, хромом, ванадием.

Вольфрам и молибден в присутствии хрома связывают углерод в специальные труднокоагулируемые при отпуске карбиды типа М6С, МС и задерживают распад мартенсита.

Выделение дисперсных карбидов, которое происходит при повышенных температурах отпуска (500…600 0С), вызывает дисперсионное твердение мартенсита. При отпуске ванадий, выделяясь в виде карбидов, усиливает дисперсионное твердение.

Увеличению теплостойкости способствует также кобальт. Он не образует карбидов, но, повышая энергию межатомных сил связи, затрудняет коагуляцию карбидов и увеличивает их дисперсность.

За счет комплексного легирования инструменты из быстрорежущей стали сохраняют высокую твердость до 640 0С и допускают в 2…4 раза более производительные режимы резания, чем инструменты из углеродистых и низколегированных сталей.

Быстрорежущие стали обозначаются буквой Р (“рапид” — скорость), после которой ставится цифра, показывающая содержание вольфрама в процентах. Далее указываются легирующие элементы и их содержание в %.

Быстрорежущие стали по эксплуатационным свойствам делятся на две группы:

  1. нормальной производительности;
  2. повышенной производительности.

К 1-й группе относятся стали марок Р9, Р18, Р12, Р9Ф5, Р6М3, Р6М5.

Они сохраняют твердость не ниже 58 НRС до температуры 620 0С, лучше обрабатываются давлением, резанием, имеют высокую прочность и вязкость.

Ко 2-й группе относятся стали, содержащие кобальт и повышенное количество ванадия: Р6М5К5, Р9М4К8, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18К5Ф2. Они превосходят стали 1 группы по теплостойкости (630…640 0С), твердости (НRС ³ 64) и износостойкости, но уступают по прочности и пластичности. Эту группу сталей применяют для обработки высокопрочных сталей, коррозионно-стойких и жаропрочных сталей с аустенитной структурой, других труднообрабатываемых материалов.

Быстрорежущие стали относятся к карбидному (ледебуридному) классу. В структуре литой стали присутствует сложная эвтектика, напоминающая ледебурит и располагающаяся по границам зерен.

Для придания стали теплостойкости инструмент подвергают закалке и многократному отпуску (рисунок 51).

а — без обработки холодом; б — с обработкой холодом

Рисунок 51 — Схемы режимов термической обработки инструментов из быстрорежущих сталей

Температура закалки стали Р18 — 1220…1290 0С, Р6М5 — 1210…1230 0С. Высокие температуры необходимы для более полного растворения вторичных карбидов и получения высоколегированного аустенита.

Из-за низкой теплопроводности стали при закалке нагревают медленно с прогревами при 450 и 850 0С. Для уменьшения окисления и обезуглероживания нагрев производится в соляных ваннах (чаще ВаСl2).

Выдержка при температуре закалки должна обеспечить растворение в аустените части карбидов в пределах возможной их растворимости. Для получения более высокой твердости стали Р6М5 (63 НRС) и теплостойкости (59 НRС при 620

0С) выдержку при нагреве под закалку увеличивают на 25 %.

Для уменьшения деформации инструментов применяют ступенчатую закалку в расплавленных солях температурой 400…500 0С. Охлаждение ведется в масле (мелкие детали можно охлаждать на воздухе).

После закалки не достигается максимальная твердость сталей 6HRC, т. к. в структуре, кроме мартенсита и первичных карбидов, содержится 30…40 % остаточного аустенита (Мк ниже 0 0С). Он снижает механические свойства стали, ухудшает шлифуемость и стабильность размеров инструмента. Остаточный аустенит превращается в мартенсит при отпуске или обработке холодом.

Отпуск проводят при температуре 550…570 0

С. В процессе выдержки при отпуске из М и Аост выделяются дисперсные карбиды М6С, МС. Аустенит обедняется углеродом и легирующими элементами, становится менее устойчивым и при охлаждении ниже Мн испытывает мартенситное превращение. Применяют двух, трех кратный отпуск с выдержкой по 1 ч и охлаждением на воздухе. При этом Аост снижается до 3…5 %. Обработка холодом сокращает цикл термической обработки. Структура — мартенсит отпуска и карбиды; твердость составляет 65 HRC.

Металлокерамические твердые сплавы >
Дальше >

Углеродистые и легированные инструментальные стали.

Ранее других материалов для изготовления режущих инструментов начали применять углеродистые инструментальные сталимарок У7, У7А. ..У13, У13А. Помимо железа и углерода, эти стали содержат 0,2…0,4% марганца. Инструменты из углеродистых сталей обладают достаточной твердостью при комнатной температуре, но теплостойкость их невелика, так как при сравнительно невысоких температурах (200…250°С) их твердость резко уменьшается.

Легированные инструментальные стали,по своему химическому составу, отличаются от углеродистых повышенным содержанием кремния или марганца, или наличием одного либо нескольких легирующих элементов: хрома, никеля, вольфрама, ванадия, кобальта, молибдена. Для режущих инструментов используются низколегированные стали марок 9ХФ, 11ХФ, 13Х, В2Ф, ХВ4, ХВСГ, ХВГ, 9ХС и др. Эти стали обладают более высокими технологическими свойствами – лучшей закаливаемостью и прокаливаемостью, меньшей склонности к короблению, но теплостойкость их равна 250…270°С и поэтому они используются для изготовления ручных инструментов (разверток) или инструментов, предназначенных для обработки на станках с низкими скоростями резания (мелкие сверла, метчики).

Следует отметить, что за последние 15…20 лет существенных изменений этих марок не произошло, однако наблюдается устойчивая тенденция снижения их доли в общем объеме используемых инструментальных материалов.

4.3.2. Быстрорежущие стали.

В настоящее время быстрорежущие стали являются основным материалом для изготовления режущего инструмента, несмотря на то, что инструмент из твердого сплава, керамики и СТМ обеспечивает более высокую производительность обработки. Широкое использование быстрорежущих сталей для изготовления сложно-профильных инструментов определяется сочетанием высоких значений твердости (до HRC = 68 ед.) и теплостойкости (600…650°С) при уровне хрупкой прочности и вязкости, превышающих соответствующие значения для твердых сплавов. Кроме того, быстрорежущие стали обладают достаточно высокой технологичностью, так как хорошо обрабатываются давлением и резанием в отожженном состоянии. В обозначении быстрорежущей стали буква Р (Rapid) означает, что сталь быстрорежущая, а следующая за буквой цифра – содержание вольфрама в %.

Следующие буквы обозначают: М – молибден, Ф – ванадий, К – кобальт, А – азот. Цифры за буквами, означают их содержание в %. Содержание азота составляет 0,05…0,1%.

Современные быстрорежущие стали можно разделить на три группы: нормальной, повышенной и высокой теплостойкости.

К сталям нормальной теплостойкостиотносятся вольфрамовая Р18 и вольфрамо-молибденовая Р6М5 стали (таблица 5.). Эти стали имеют твердость в закаленном состоянии 63…64 HRC, предел прочности при изгибе 2900.. .3400МПа, ударную вязкость 2,7…4,8Дж/м2 и теплостойкость 600°…620°С. Указанные марки стали получили наиболее широкое распространение при изготовлении режущих инструментов. Объем производства стали Р6М5 достигает 80% от всего объема выпуска быстрорежущей стали. Она используется при обработке конструкционных сталей, чугунов, цветных металлов, пластмасс.

Стали повышенной теплостойкостихарактеризуются повышенным содержанием углерода, ванадия и кобальта. Среди ванадиевых сталейнаибольшее применение получила марка Р6М5ФЗ. Наряду с высокой износостойкостью, ванадиевые стали обладают плохой шлифуемостью из-за присутствия карбидов ванадия (VC), твердость которых не уступает твердости зерен электрокорундового шлифовального круга (Аl2О3). Шлифуемость – это важнейшее технологическое свойство, которое определяет не только особенности при изготовлении инструментов, но и при его эксплуатации (переточках).

Таблица 5. Химический состав быстрорежущих сталей

Марка быстрорежу-щей стали     Содержание легирующих элементов, %
Углерод Хром Вольфрам Ванадий Кобальт Молиб-ден Азот
Стали нормальной теплостойкости
Р18 0,73…0,83 3,8…4,4 17,0…18,5 1,0…1,4 н. б. 0,50 н.б. 1,0 -
Р6М5 0,82…0,9 3,8…4,4 5,5…6,5 1,7…2,1 н.б. 0,5 4,8…5,3 -
Стали повышенной теплостойкости
11РЗАМЗФ2 1,02…1,12 3,8…4,3 2,5…3,3 2,3…2,7 н.б. 0,5 2,5…3,0 0,05…0,1
Р6М5ФЗ 0,95…1,05 3,8…4,3 5,7…6,7 2,3…2,7 н.б. 0,50 4,8…5,3 -
Р12ФЗ 0,95…1,05 3,8…4,3 12,0…13,0 2,5…3,0 н.б. 0,5 н.б. 0,5 -
Р18К5Ф2 0,85…0,95 3,8…4,4 17,0…18,5 1,8…2,2 4,7…5,2 н. б. 1,0 -
Р9К5 0,9…1,0 3,8…4,4 9,0…10,0 2,3…2,7 5,0…6,0 н.б. 1,0 -
Р6М5К5 0,94…0,92 3,8…4,3 5,7…6,7 1,7…2,1 4,7…5,2 4,8…5,3 -
Стали высокой теплостойкости
В11М7К23 0,1 - 11,0 0,5 23,0 7,0 -
В14М7К25 0,1 - 14,0 0,5 25,0 7,0 -

По шлифуемости быстрорежущие стали можно разделить на 4 группы:

Группа 1. Содержание ванадия до 1,4% и относительная шлифуемость 0,9…1 (за единицу принята «обрабатываемость при шлифовании» стали Р18, обладающей наилучшей шлифуемостью).

Группа 2. Содержание ванадия 1,7…2,2%, относительная шлифуемость 0,5…0,95, в эту группу входят стали Р6М5, Р6М5К5, Р2АМ9К5 и др.

Группа 3. Содержание ванадия 2,3…3,3%, относительная шлифуемость 0,3…0,5 (11РЗАМЗФ2, Р6М5ФЗ, Р12ФЗ, Р9, Р9М4К8 и др.)

Группа 4. Содержание ванадия более 4%, относительная шлифуемость 0,2…0,3 (Р12Ф4К5 и др.).

Порошковые быстрорежущие стали, независимо от содержания ванадия, относятся к группам 1 и 2, т.е. обладают хорошей шлифуемостью.

Стали с пониженной шлифуемостью склонны к прижогам, т.е. к изменению структуры поверхностных слоев стали после шлифования или заточки, появлению зон вторичного отпуска с пониженной твердостью. Следствием прижогов может быть значительное снижение стойкости инструмента.

Однако, проблема «шлифуемости» ванадиевых быстрорежущих сталей, успешно решается если при заточке и доводке режущих инструментов применяются абразивные круги с зернами из СТМ на основе кубического нитрида бора (КНБ).

Ванадиевые быстрорежущие стали находят применение для инструментов несложных форм при чистовых и получистовых условиях резания для обработки материалов, обладающих повышенными абразивными свойствами.

Среди кобальтовых сталейнаибольшее применение нашли марки Р6М5К5, Р9М4К8, Р18К5Ф2, Р9К5, Р2АМ9К5 и др. Введение кобальта в состав быстрорежущей стали наиболее значительно повышает ее твердость (до 66…68 HRC) и теплостойкость (до 640…650°С). Кроме того, повышается теплопроводность стали, так как кобальт является единственным легирующим элементом, приводящим к такому эффекту.

Это дает возможность использовать их для обработки жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов, а также конструкционных сталей повышенной прочности. Период стойкости инструментов из таких сталей в 3…5 раз выше, чем из сталей Р18, Р6М5.

Стали высокой теплостойкостихарактеризуются пониженным содержанием углерода, но весьма большим количеством легирующих элементов – B11M7K23, В14М7К25, ЗВ20К20Х4Ф. Они имеют твердость 69. ..70 HRC и теплостойкость-700…720°С. Рациональная область использования – резание труднообрабатываемых материалов и титановых сплавов. В последнем случае период стойкости инструментов в 60 раз выше, чем из стали Р18, и в 8…15 раз выше, чем из твердого сплава ВК8. Значительными недостатками этих сталей является их низкая прочность при изгибе (не выше 2400 МПа) и низкая обрабатываемость резанием в отожженном состоянии (38…40 HRC) при изготовлении инструмента.

Экономно легированные быстрорежущие стали.

В связи со все более возрастающим дефицитом вольфрама и молибдена – основных легирующих элементов,используемых при производстве быстрорежущей стали, все большее применение находят экономно легированные марки. Среди сталей этого типа наибольшее применение получила сталь 11РЗАМЗФ2, которая используется при производстве инструмента, так как обладает достаточно высокими показателями по твердости (HRC 63-64), прочности (σи-3400 МПа) и теплостойкости (до 620°С). Сталь 11РЗАМЗФ2 технологична в металлургическом производстве, однако, из-за худшей шлифуемости ее применение ограничено инструментами простой формы, не требующими больших объемов абразивной обработки (пилы по металлу, резцы и т.п.).



Дата добавления: 2017-02-13; просмотров: 1973; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Инструментальные стали – марки, свойства, ГОСТ, применение

Вопрос увеличения эффективности обработки конструкционных сталей остается всегда актуальным. Исследования в этом направлении в одно время привели к появлению новых марок стальных сплавов, предназначенных исключительно для изготовления инструмента и оснастки под него. Название они получили соответствующее – инструментальные стали и сплавы.  что их отличало от обычных конструкционных? Какими свойствами они обладали? 

Общие сведения

Сталь, процент углерода в которой составляет более 0,7%, называют инструментальной. В основе фазовой структуры лежит мартенсит и только в некоторых случаях ледибурит.

Используется главным образом в машиностроении в качестве материала для производства инструмента по обработке черных и цветных сплавов.

Инструментальную сталь отличает ряд особенностей по сравнению с конструкционной. Среди них наиболее важными являются:

  • Повышенная твердость, которая составляет 60-65 единиц по шкале Роквелла.
  • Дополнительная прочность. Временное сопротивление на разрыв не должно быть ниже 900 МПа.
  • Способность сопротивляться воздействию абразивного износа.
  • Высокая прокаливаемость – свойство сталей термически упрочняться.
  • Красностойкость, которая характеризует металл с точки зрения способности сохранять свои прочностные характеристики при увеличении температурного воздействия на него.

Согласно государственным стандартам предусмотрены следующие разновидности инструментальных марок, исходя из их технологического назначения:

  • Инструментальные углеродистые стали ГОСТ 1435-99. Помечаются буквой «У» в начале маркировки. Цифра, следующая далее в обозначении, показывает углеродистую составляющую: У12, У10 и т.д. Размерность берется в сотых долях процента. В конце может ставиться буква «А» (например, У10А), которая показывает, что данная инструментальная сталь имеет уменьшенное количество отрицательных включений. В частности, это относится к сере и фосфору, элементам, ответственным за ухудшение механических свойств стального сплава.
  • Легированные инструментальные стали ГОСТ 5950-2000. Цифра, стоящая в начале, показывает сотую долу процента карбидов в стали. В случае ее отсутствия значение данного параметра принимается равным 1%. Далее следует буквенное обозначение легирующих элементов с указанием цифрами их содержания в целых долях процента: Х, 5ХВГ, 9ХС и прочее.
  • Быстрорежущие инструментальные стали ГОСТ 19265-73. В технической документации маркируются буквой «Р». Цифрой за ней обозначают ориентировочное содержание вольфрама – базового химического компонента для данной стали. Помимо него быстрорезы могут включать в своем составе кобальт и ванадий. Они также указываются в маркировке соответствующими буквами: К и Ф. Содержание хрома во всех быстрорежущих сталях колеблется в пределах 3-4%. По этой причине его не обозначают в маркировке.
  • Штампованные инструментальные стали ГОСТ 1265-74. Маркируется данный вид сталей аналогично легированным. По характеру применения они бывают штампованными сталями холодной и горячей деформации.

 

 

Рассмотрим каждый пункт теперь более подробно.

Инструментальная углеродистая сталь

Данный класс в машиностроении используется как материал для производства режущего инструмента с минимальным габаритным размером не более 13 мм. Причина этого ограничения кроется в их ограниченной прокаливаемости. Более крупные габаритные размеры возможны только если большая часть режущей кромки находится на поверхности (короткие свёрла, зенкера и прочее).

Для большинства режущего инструмента – зенковки, ножовки и фрезы – применяются стали У13, У11 и У10. В случае если стальной сплав работает в условиях сильных ударных воздействий, рекомендуется использовать марки типа У8 и У7. Они обладают большим коэффициентом ударной вязкости и, соответственно, способны выдержать большие динамические нагрузки.

Преимуществом инструментальных сталей приведенного класса является низкая цена, приемлемая податливость резанию в отожжённом состоянии и умеренная твердость. Для повышения их механических свойств применяют разного рода термообработку. Прежде всего, это закалка в соляном растворе или воде при 820 ºС плюс низкий отпуск, главное назначение которого – снятие внутренних напряжений.

Главным недостатком углеродистой инструментальной стали — это узкий диапазон температур закаливания, что усиливает внутренние деформации стали при ее термообработке. По этой причине использование данных сплавов ограничивается инструментом, работающим с низкими скоростями резания и температурами нагрева до 220 ºС.

Легированная инструментальная сталь

По сравнению с вышеописанной легированная обладает большей толщиной прокаливаемого слоя и меньшей склонностью к перегреву, что позволяет существенно снизить риск образования трещин во время термообработки инструмента. Благодаря этому минимальный габаритный размер инструмента увеличивается с 12 до 40 мм.

Низколегированные стали марок типа 11Х и 13Х рекомендуются для изготовления метчиков, ножей и напильников толщиной 1-15 мм. Особенно если указанный инструмент при этом имеет большую длину.

Стали 9ХС и ХВГС обладают повышенной красностойкостью с критической температурой 250 ºС. Они используются для сверл, плашек, гребенок и прочего инструмента диаметром до 80 мм. Недостатком их является небольшая хрупкость в отожжённом состоянии и чувствительность к образованию трещин во время шлифовки.

Также легированная инструментальная сталь отлично зарекомендовала себя в изготовлении разного рода измерительного инструмента – штангенциркули, линейки, скобы и прочее – за счет низкого значения коэффициента теплового расширения. Наиболее подходящими из них послужили стали типа Х и ХГ.

Быстрорежущая инструментальная сталь

Быстрорежущих инструментальных сталей от всех выше представленных видов инструментальных стальных сплавов отличает более высокая красностойкость. Данные сплавы не изменяют своих механических характеристик при температурном режиме до 650 ºС. Как результат, скорость резания увеличивается в 5 раза, а долговечность инструментария в 32 раз.

Этого стало возможным благодаря включению в их химический состав вольфрама или его аналога молибдена. Также на теплостойкость положительно влияет добавление в сталь таких металлов как кобальт, ванадий и хром. Наиболее востребованными марками в машино- и станкостроении являются Р18, Р12, Р6М4 и Р10К5Ф5. Из данной группы инструментальных сталей стоит отметить Р12, т.к. она обладает лучшей технологичностью: более податлива обработке давлением.

Термическая обработка данных стальных сплавов включает в себя закалку при 1250 ºС и многократный низкий отпуск при 350 ºС. Превышение указанных температур крайне нежелательно, т.к. это приводит к резкому снижению механических характеристик, в частности образования хрупкости. Иногда для улучшения коррозионностойких свойств быстрорезы дополнительно обрабатываются паром.

 

 

Штампованная сталь

Штампованная инструментальная сталь используется в производстве матриц и пуансонов штампов. Как было сказано ранее, она подразделяется на сталь холодного и горячего деформирования.

Инструментальная сталь холодной деформации работают при температуре 250-300 ºС. Сюда относят Х12М и Х12Ф1, в основе которых лежит фазовая структура ледибурит. Их отличие — это высокое значение прокаливаемости, красностойкости и твердости (64 HRC). Из них изготовляют массивные штампы сложной формы, ролики для накатывания резьбы и т.д.

Штампованные стали горячей деформации работают с более горячим металлом, температура которого может доходить до 550 ºС. Поэтому, помимо всего прочего, они должны обладать разгаростойкосью – способностью выдерживать многократные перегревы и не трескаться при этом. Наиболее востребованными марками здесь являются 5ХНМ и ХГМ.

Инструментальные стали в свое время совершили технологический прорыв в области обработки металлов. Их использование позволило повысить скорость резания почти в 5 раз. Но прогресс не стоит на месте. Сейчас они становятся все менее актуальными. Особенно на фоне новостей об усовершенствовании керамических сплавов.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 – 0 голосов

описание углеродистых, легированных и быстрорежущих

Инструментальная сталь — это материал, который на более чем на 0,7% состоит из углерода. Ее ключевыми характеристиками является твердость и прочность, их максимальные показатели достигаются при термической обработки стали. Ее преимущественно используют при изготовлении разных инструментов.

  • Преимущества и ассортимент
  • Основные виды
    • Легированные материалы и их маркировка
    • Быстрорежущие стали
  • Классификация
  • Сферы использования
  • Требования к материалу

Так называется сталь, содержащая более 0,7% углерода. Ее основными характеристиками являются прочность и твердость, которые достигают максимальных показателей после термической обработки. Основное применение такого стального материала — изготовление инструментов.

Преимущества и ассортимент

Инструментальная сталь является одним из наиболее востребованных материалов на рынке. Сплав имеет высокую твердость и невысокую стоимость. Однако имеется и недостаток у материала — его низкая износостойкость, поэтому его не применяют для производства машинных деталей и оборудования, которое подвергается постоянным нагрузкам.

Сортамент данного материала следующий:

  • горячекатаные квадраты и круги;
  • кованые полосы, круги и квадраты.

Основные виды

Такой вид материалов подразделяется на такие три основные категории:

  • инструментальные углеродистые стали;
  • легированные инструментальные стали;
  • быстрорежущие.

Все они производятся согласно установленному ГОСТу.

Углеродистые виды материала во время нагревания теряют свою прочность, соответственно, их используют для производства инструментов, которые работают на малых скоростях или при простых условиях резания, когда температура нагревания составляет не больше 200 градусов.

Преимущественно их применяют для производства:

  • напильников;
  • сверл;
  • разверток;
  • метчиков и не только.

Поскольку углеродистая инструментальная сталь обладает низкими показателями свариваемости, ее не используют при изготовлении сварных конструкций.

В зависимости от процентного соотношения содержания в материале углерода, марганца, кремния, серы и других элементов он подразделяется на такие марки, как:

  • У7;
  • У8;
  • У8Г;
  • У10 и прочие.

Легированные материалы и их маркировка

Легированные материалы в составе дополнительно содержат следующие элементы:

  • никель;
  • медь;
  • марганец и т. д.

Все они улучшают характеристики материала. Легирующие элементы должны указываться при маркировке с помощью специальных обозначений буквами. Все это позволяет заранее увидеть, из чего состоит данная инструментальная сталь. Марки материала также могут включать не только буквы, но и цифры. Цифры указывают на то, в каком количестве тот или иной элемент содержится в стали в процентном соотношении. Если при маркировке цифра не ставится, то количество элемента равно около 1 процента.

При маркировке легированной стали на первом месте стоит количество углерода, которое равно десятым долям процента. Например, марка 6ХС содержит углерод в количестве 0,6%, а также по одному проценту кремния и хрома.

Инструментальные легированные стали преимущественно используются для производства штамповых или режущих инструментов, к ним относят:

  • плашки;
  • метчики;
  • развертки;
  • сверла;
  • фрезы и не только.

Как и углеродистые стали, легированные материалы тоже непригодны для производства сварных конструкций.

Быстрорежущие стали

Маркировка быстрорежущих материалов состоит из буквы «Р», числа, указывающего на массовую долю вольфрама и букв элементов, присутствующих в составе материала. Это могут быть кобальт, молибден и другие. Далее идут цифровые значения их массовых долей. Если маркировка включает буквы «Ш», то это значит «электрошлаковый переплав».

Доля хрома в быстрорежущей стали при маркировке не указывается, также отсутствует указание массовой доли молибдена, если она не превышает отметку в один процент.

Такие виды материалов оптимально подходят для производства режущих инструментов, которые от трения нагреваются до температуры от 600 до 6500 градусов. При этом они не будут деформироваться, и терять свою твердость. Данный вид изделий хорошо поддается свариванию посредством стыковой электросварки со сталью таких марок, как 45 и 40Х.

Классификация

Все марки для производства подразделяются на следующие группы:

  • теплостойкие и вязкие — обычно это заэвтектоидные и доэвтектоидные стали, включающие хром, молибден и вольфрам. Углерод в сталях должен соответствовать низким и средним значениям;
  • высокотвердые и вязкие, а также нетеплостойкие — в сплавах содержится минимум легированных элементов, а также среднее количество углевода, отличающиеся малой прокаливаемостью;
  • Высокотвердые и теплостойкие, а также износостойкие — это быстрорежущие легированные стали с большим содержанием легированных элементов, сплавы с ледебуритной структурой, в которых содержится более 3 процентов углерода;
  • износостойкие, высокотвердые со средней теплостойкостью — материалы имеют заэвтектоидную и ледебуритную структуру, в их составе содержится примерно 2−3 процента углерода и 5−12 процентов хрома;
  • высококачественная и качественная инструментальная сталь — отличаются друг от друга по процентному соотношению присутствия в них серы и фосфора;
  • высокотвердые и нетеплостойкие — эти инструментальные стали с заэвтектоидной структурой вообще не включают в себя легированные элементы, или же они присутствуют в минимальном количестве. Уровень их твердости обеспечивается за счет большого количества углерода в составе.

Уровень твердости — очень важный параметр для рассматриваемого материала. Обычно высокотвердые стали не используют для производства инструментов, которые во время эксплуатации подвергаются ударным сильным нагрузкам. Это происходит за счет того, что эти сплавы имеют невысокую вязкость и большую хрупкость, из-за чего инструмент, которых из них сделан, может сломаться.

По уровню твердости данные стальные материалы бывают с высоким уровнем вязкости, где углерода содержится 0,4 -0,7% или же с большой износостойкостью и твердостью, где количество углевода равно 0,7−1,5%.

Отличаются стали и по степени своей прокаливаемости. По этому критерию они подразделяются на:

  • изделия с повышенной прокаливаемостью, где диаметр прокаливания составляет от 80 до 100 мм;
  • высокой — диаметр от 50 до 80 мм;
  • низкой — от 10 до 25 мм соответственно.

Сферы использования

Данный материал в промышленности имеет довольно широкий спектр применения. Они применяются при изготовлении:

  • режущих инструментов;
  • измерительных устройств;
  • литейных пресс-форм, работающих под давлением;
  • рабочих деталей штампов, которые работают по принципу горячего и холодного деформирования;
  • высокоточных изделий.

Требования к материалу

Требования к данным материалам предъявляются в зависимости от того, как именно они будут использоваться. Но есть общие требования к ним независимо от марок:

  • высокий уровень твердости;
  • высокий уровень прочности;
  • износостойкость;
  • хорошая вязкость, что особенно важно при изготовлении деталей, которые при использовании будут подвергаться ударам;
  • низкий уровень чувствительности к перегреву, процессам прилипания и приваривания к деталям, которые подвержены обработке;
  • хороший уровень обработки посредством резки металла;
  • устойчивость к появлению трещин;
  • восприимчивость к прокаливанию;
  • пластичность в горячем виде;
  • возможность шлифовки;
  • возможность противостоять обезуглероживанию.

Естественно, это не все требования. Так, марки, которые предназначаются для использования в условиях холодной деформации, дополнительно должны иметь гладкую рабочую поверхность, сохранять свою форму и размер и иметь предел текучести и упругости. А те материалы, которые должны применяться в условиях горячей деформации, должны иметь высокую теплопроводность, не допускать отпуска и быть устойчивыми к колебанию температур.

Итак, вы рассмотрели особенности инструментальной стали, выяснили, на какие виды и категории она подразделяется и для каких целей используется та или иная их марка. Подробнее информацию о них можно прочесть в других статьях, посвященных этому материалу.

Легированная инструментальная сталь – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Cтраница 3

Легированные инструментальные стали применяют для изготовления режущего и мерительного инструмента высокой точности.  [31]

Легированные инструментальные стали ( ГОСТ 5950 – 73) обладают по сравнению с углеродистыми сталями повышенной вязкостью в закаленном состоянии, более глубокой прокаливаемостью, меньшей склонностью к деформациям и трещинам при закалке.  [32]

Легированные инструментальные стали в соответствии с особенностями их химического состава условно можно отнести к трем группам. Первую группу образуют стали X, 9ХС и ХВСГФ. Кремний ( до 1 6 %) дополнительно улучшает прокаливае-мость и повышает отпускоустойчивость. В большей степени условиям рационального легирования отвечает сталь ХВСГФ, дополнительно легированная вольфрамом, ванадием и марганцем.  [33]

Легированные инструментальные стали разделяют на две группы.  [34]

Легированные инструментальные стали Венгерский стандарт MSZ 4352 делит на две группы.  [35]

Легированные инструментальные стали обычно маркируют однозначным числом, указывающим на среднее содержание углерода, выраженное в десятых долях процента, и буквами, обозначающими легирующие элементы. Например, сплав 5ХНМ – качественная инструментальная сталь, содержащая в среднем 0 5 % углерода; хром, никель и молибден в количествах, не превышающих 1 5 % каждого.  [36]

Легированные инструментальные стали предназначаются для изготовления различных инструментов высокой стойкости и производительности. По сравнению с углеродистыми инструментальными сталями легированные инструментальные стали обладают большой стойкостью при нагреве инструмента и допускают большие скорости резания и давления.  [37]

Легированные инструментальные стали находят широкое применение при изготовлении измерительных инструментов, деталей штампов и некоторых режущих ин – – струментов.  [38]

Легированные инструментальные стали ( табл. 8) обладают большей, чем углеродистые стали, прокаливаемостью и износостойкостью вследствие наличия карбидообразующих элементов – хрома, марганца, вольфрама, ванадия и др. Легированные стали закаливают обычно в масле. Температуру отпуска устанавливают в зависимости от требуемой твердости рабочей части инструмента.  [39]

Легированная инструментальная сталь ( ГОСТ 5950 – 51) имеет очень много марок. Большая часть режущего инструмента выполняется из легированной инструментальной стали.  [40]

Легированная инструментальная сталь в большинстве случаев содержит 1 – 3 % легирующих элементов. Содержание 0 8 – 1 3 % углерода обеспечивает высокую твердость стали для режущего инструмента. Основным легирующим элементом инструментальных легированных сталей является хром. Введение 0 3 – 0 5 % Сг уже заметно увеличивает прокаливаемость стали и износостойкость. Иногда в качестве улучшающих присадок в инструментальные стали вводят вольфрам и ванадий. Вольфрам повышает сопротивление стали износу и уменьшает чувствительность к перегреву. Но вольфрам дорог, поэтому в практике инструментальные стали, легированные W, стремятся заменить хромистыми.  [41]

Легированные инструментальные стали по производительности близки к углеродистым сталям. На низких режимах резания они имеют более высокую стойкость. Основным преимуществом легированных сталей по сравнению с углеродистыми является малая деформация при закалке, что особенно важно для инструментов сложной формы. Наименьшей деформацией при закалке отличаются стали марок ХВГ и ХГ.  [42]

Легированные инструментальные стали благодаря наличию легирующих элементов – вольфрама, ванадия, хрома, кремния, марганца обладают в сравнении с углеродистой инструментальной сталью повышенной вязкостью в закаленном состоянии, более глубокой прокаливае-мостью, меньшей склонностью к поводкам и трещинам при закалке. Однако износостойкость и красностойкость их незначительно выше, чем углеродистых инструментальных сталей, и поэтому из легированных сталей изготовляются инструменты, работающие с низкими скоростями резания.  [43]

Легированные инструментальные стали обладают по сравнению с углеродистыми повышенной вязкостью в закаленном состоянии, более глубокой прокаливаемостью, меньшей склонностью к деформациям и трещинам при закалке и большей износостойкостью. Режущие свойства легированных инструментальных сталей ( кроме вольфрамовых) почти такие же, как и у углеродистых, их теплостойкость не превышает 250 С. Малая деформируемость легированных сталей важна при изготовлении лекал и калибров, фасонного и крупного режущего инструмента.  [44]

Легированные инструментальные стали марок 9ХС и ХВГ незначительно деформируются при закалке. Поэтому они применяются для изготовления инструментов сложной формы и больших по размерам. Инструменты, изготовленные из стали 9ХС, работают при скоростях резания примерно на 10 % больших, чем инструменты, изготовленные из углеродистых сталей. По сравнению с другими инструментальными сталями в стали 9ХС более равномерно распределяются карбиды по сечению, что улучшает ее свойства.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

Alloy Tool Steel Inc.

Alloy Tool Steel была основана в 1973 году с одной целью: предложить лучший выбор, качество, сервис и цены в бизнесе. Сегодня компания Alloy Tool Steel стала крупнейшим дистрибьютором инструментальной стали на западном побережье, располагая более чем четырьмя миллионами фунтов высококачественной инструментальной стали в штаб-квартире площадью 24 000 квадратных футов в Санта-Фе-Спрингс, Калифорния, . Мы также предлагаем услуги по распиловке и шлифовке на месте, чтобы вы могли получить именно ту форму и размер, которые вам нужны.

Легированная инструментальная сталь предлагает широкий выбор марок стали для инструментов и пресс-форм, включая: A-2, D-2, O-1, S-7, H-13, P-20, KDA1, KAPSTAR, 4140HT, а также 420SS. Нержавеющая сталь. Мы предлагаем круги, блоки и пластины различных размеров. У нас есть инструменты для распиловки, шлифовки, трепанации и токарной обработки, чтобы предоставить вам точную форму и размер, необходимые для правильного начала работы. Наше знание продукции в Alloy Tool Steel не имеет себе равных в отрасли распределения металлов. Мы можем дать вам экспертную консультацию по применению и характеристикам обработки нашей продукции, основанную на реальных знаниях и опыте. У нас в наличии много стали, но если вам нужно что-то, чего у нас нет, мы найдем это для вас или подскажем, где это достать. Наше выигрышное сочетание знаний о продукте и обслуживания клиентов является мощным инструментом, который сэкономит ваше время и деньги.

В 2010 году Alloy Tool Steel, Inc. (ATSI) становится частью Gloria technology Corp. (GMTC). GMTC является крупнейшим производителем специальных сплавов на Тайване и имеет 23 канала сбыта по всему миру.

Эта значительная новая покупательная способность сталелитейных заводов по всему миру дает Alloy Tool Steel явное ценовое преимущество перед более мелкими дистрибьюторами. Независимо от того, нужны ли вам десять фунтов или контейнерная загрузка, мы позаботимся о том, чтобы вы получили наилучшую цену на самый широкий ассортимент инструментальной и литейной стали. И мы предлагаем вам быстрое выполнение всех ваших заказов, как правило, на следующий день или раньше. Мы приветствуем ваши заказы на закупку одеял, и мы будем хранить ваш материал на нашем предприятии и отправлять его в соответствии с заранее установленным вами графиком.

Покупка материала — первый важный шаг в производственном процессе. Убедитесь, что у вас есть подходящая сталь для вашей работы по лучшей цене. Alloy Tool Steel обладает знаниями, ресурсами и службой поддержки клиентов, чтобы предоставлять именно то, что вам нужно, когда вам это нужно, каждый раз. Позвольте нам показать вам, как легированная инструментальная сталь может сэкономить ваше время и деньги при следующем заказе инструмента или литейной стали. Позвоните нам сегодня по бесплатному номеру (800) 288-9800.

Линейная карта

Тип Размер (дюйм) Класс Заявка
Инструментальная сталь для холодной обработки
1/5–16,1 дюйма
1/5″-21,1″
1/5″~23,6″
Д2, Д3, Д6, Д7
А2, А6, А9
S1, S5, S7, O1, O2, O6, 1. 2767, 1.2550
Инструментальная промышленность: пробойник Производство стальных труб: прокатный станок, формовочный круг Режущая промышленность: инструмент для нарезки резьбы (метчик), механический нож
Инструментальная сталь для горячей обработки 1/5″~25,6″ h20, h21, h22, h23, L6, 1.2365 Экструзионная промышленность: матрицы и контейнеры для экструзии Кузнечная промышленность: формовочные штампы, пресс-штампы Промышленность литья под давлением: штампы для твердого сплава Авиационная промышленность: шасси, страховочные крюки
Нержавеющая сталь с дисперсионным твердением 1/5″~23,6″ 630, 15-5ПХ, ГТД450 Шток, вал насоса, винт, пластиковая форма, хирургический нож и медицинский инструмент
Закаленная и отпущенная сталь 4/5″-23,6″ h20, h2 1, h22, h23, 1. 2367, 1.2365, L6, 4130, 4140, 4145, 4340, 135М, 1.8070, 50CrM04 Вал, Механические компоненты, Автомобильные детали, Медицинский материал, Детали для аэрокосмической промышленности, Стальной винт, Стеклянная форма
Низколегированная сталь л/5″~25,6″ 4130, 4140, 4145, 4340, 8620, 9310, 135М, 1.8070, 50CrMo4, 17CrNiMo6 Машины для обработки пластмасс (колонны, шнеки, бочки), бумагоделательные машины (колеса), механические части (шестерни, валы, колонны машин), зубчатая промышленность, науглероживание с механическими частями, механические шпиндельные приводы, коленчатые валы
Быстрорежущая сталь 1/5″~9,2″ М1, М2, М7, М35, М42, М50 Режущие инструменты: фрезы, спиральные сверла, фреза
ВАР 2/5″-21,5″ 630(17-4PH), 15-5PH, 440C, 300M, 4340M, 4340,9310,4130, D6AC Суперсплавы для аэрокосмической промышленности; Использование литейной стали для пресс-форм VCD/DVD/DVD-RW/TFT-LCD Инструментальные стали для фрез, сверл и т. д.
СОЭ 2/5″-16,9″ 304, 310, 403, 410, 416, 420, 431, 440С Турбинная лопатка, оптическая форма
ВИМ 2/5–7,9 дюйма 718, 625, Х-750, 901, 80А, 13-8 Пн, 316-УХП Аэрокосмический диск/болтовое соединение/вал/лопасть/форсажная камера Генератор мощности: лопасть/болтовое крепление/догреватель выхлопных газов/кольцо Нефть и газ: насос/клапан/трубопровод/крепления Общее: поддон/транспортировочный ремень/турбинный нагнетатель
Пластиковая форма Сталь 1/5–23,6 дюйма P21 M, P20, 420Мод., 1.2738 Пресс-форма для пластика, пресс-форма из цинко-алюминиевого сплава, пресс-форма из магния, пресс-форма для литья под давлением, пресс-форма для литья пластмасс под давлением, пресс-форма для литья под давлением, пресс-форма, горячая резка, непосредственный ролик для холодной прокатки
Серия 400
1/5–23,6 дюйма
1/5–16,1 дюйма
403, 410, 416, 420, 430, 430F, 431, 1. 2316
440Б, 440С
Детали автомобиля, стеклянная форма, управляющая катушка электромагнитного клапана, шток, детали жесткого диска, винт пластиковой формы, хирургический нож, лопасти турбины, пластиковая форма
Серия 300 1/5–19,7 дюйма 303, 304, 316, 304(л), 316(л), 317, 310, 321, ХМ-19 Клапан, шаровой клапан, корма, вал насоса, коррозия усиленного
Титановый сплав Круг: 1/5–13,8 дюйма Коммерческий: ASTM B348/B381 гр.1, гр.2, гр.3, гр.5, гр.12, AMS 4921 Медицинские имплантаты: ASTM F136,1505823.3, ASTM B348 гр.23, ASTM F67 Аэрокосмическая промышленность: АМС 4928, АМС MIL-T9047, АМС 6931, АМС 6930, АМС 4965, АМС 4967. Детали для химической и гальванотехники, винты, болты, гайки, биде, шток, турбинная камера, крепеж

Alloy Tool Steel Inc.

Продукты

У нас есть несколько сортов материала, и мы можем получить доступ к любому другому материалу. Наше выигрышное сочетание знаний о продукте и обслуживания клиентов является мощным инструментом, который сэкономит ваше время и деньги.

Легированная инструментальная сталь Серия

  • Список запасов
  • А-2
  • Д-2
  • Н-13
  • КАПСТАР
  • КДА1
  • КД11С
  • О-1
  • П-20
  • С-7
  • 420СС
  • 414ОНТ
  • РАСПИЛКА

Вместимость

  • Серия Super Alloys
  • Высокочистая сталь (VAR)
  • VAR (вакуумно-дуговой переплав)
  • Сталь высокой очистки (ESR)
  • Серия из нержавеющей стали
  • Стальная серия QT
  • Поставка материалов для пресс-форм
  • Быстрорежущая сталь
  • Титановые сплавы
  • Никелевый сплав
  • Механически обработанные детали

Высокочистая сталь (VAR)

Классы УНС Связанные характеристики
1 625 Н06625 БС 3076
АМС 5666
ASTM B446
ASTM B564
DIN EN10095
2 718 Н07718 AMS 5662
AMS 5663
API STD 6A718
ASTM B637-06
3 Х-750 Н07750 АМС 5667
АМС 5668
АМС 5670
4 901 Н09901 АМС 5661
АМС 5660
5 80А Н07080 АСТМ В637
6 С263 N07263 АМС 5886
>>наверх

VAR (вакуумно-дуговой переплав)

Классы Размер (мм) УНС Связанные характеристики
1 630(17-4PH) 10≦Φ≦454 С17400 АМС 5622
АМС 5643
2 15-5PH 10≦Φ≦454 С15500 АМС 5659
3 440С 10≦Φ≦454 С44004 АМС 5618
АМС 5630
АМС-QQ-S-763
4 300 м / 434 м 10≦Φ≦454 К44220 BMS 7-26 / DMS 5618
AMS 6257 / AMS 6419
AMS 6417 / BS S155
GM 1012-3
MIL-S-QQ-8844 (класс 3)
5 4340 10≦Φ≦454 Г43400 АМС 6409 / АМС 6414
АМС 6415 / БМС 7-28
AMS-S-5000
MIL-S-8844 (класс 1)
6 4330М 10≦Φ≦454 К23080 AMS 6411 / AMS 6427
BMS 7-122 / BMS 7-27
BE 0886 / CE 0906
GM 1010
7 9310 10≦Φ≦454 Г
АМС 6265
АМС 6260
8 4130 10≦Φ≦454 Г41300 АМС 6370
9 Д6АС 10≦Φ≦454 К24728 АМС 6431
АМС-S-8949
ФМС-1011
ГМ-1013
10 С156 10≦Φ≦454   БС С156
11 х21 10≦Φ≦454 Т20811 АМС 6485
АМС 6487
АМС 6488
12 х23 10≦Φ≦454 Т20813 АМС 6408
13 300 м / 4340 м 10≦Φ≦454 К44220 БМС 7-26 / ДМС 1935
АМС 6257 / АМС 6419
AMS 6417/BS S155
GM 1012-3
MIL-S-8844 (класс 3)
>>наверх

Высокочистая сталь (ESR)

Классы Размер (мм) АИСИ ДИН
1 М50 5≦Φ≦233 М50  
2 М42 5≦Φ≦233 М42 1. 3247
3 М35 5≦Φ≦233 М35 1.3243
4 М7 5≦Φ≦233 М7 1.3343
5 М2 5≦Φ≦233 М2 1.3343
6 М1 5≦Φ≦233 М1 1.3327
>>наверх

Серия из нержавеющей стали


Серия для дисперсионного твердения
Классы Размер (мм) АИСИ ДИН
1 13-8 Пн 5≦Φ≦600 ХМ-13 1.4524
2 630 5≦Φ≦600 630 1,4542
1,4548
3 15-5PH 5≦Φ≦600 ХМ-12 1. 4545
4 ГТД450 5≦Φ≦600 ХМ-12  
>>наверх

Серия 400

Классы Размер (мм) АИСИ ДИН
1 403 5≦Φ≦600 403 1.4006
2 410 5≦Φ≦600 410 1.4006
3 416 5≦Φ≦600 416 1.4005
4 420 5≦Φ≦600 420 1.4021
1.4028
1.2083
5 Ф6НМ 5≦Φ≦600 Ф6НМ  
6 430 5≦Φ≦600 430 1. 4016
7 430Ф 5≦Φ≦600 430Ф 1.4104
8 431 5≦Φ≦600 431 1.4057
9 1.2316 5≦Φ≦600   1.2316
10 440Б 5≦Φ≦410 440Б 1.4112
11 440С 5≦Φ≦410 440С 1.4125
>>наверх

Серия 300

Классы Размер (мм) АИСИ ДИН
1 303 5≦Φ≦500 303 1.4305
2 304 5≦Φ≦500 304 1. 4301
3 304л 5≦Φ≦500 304л 1.4306
4 304Х 5≦Φ≦500 304Х 1.4301
5 нет данных 5≦Φ≦500 нет данных нет данных
6 316л 5≦Φ≦500 316л 1.4404
7 317л 5≦Φ≦500 317 1.4438
8 310 5≦Φ≦500 310 1.4842
9 321/321Х 5≦Φ≦500 321 1.4541
10 347 5≦Φ≦500 347 1.4550
11 ХМ-19 5≦Φ≦500 ХМ-19 1,3974
>>наверх

Дуплекс (ферритно-аустенитный), серия

Классы Размер (мм) АИСИ УНС
1 1. 4462 5≦Φ≦315 Ф51 S31803
S32205
>>наверх

Суперсплав на основе Fe Серия

Классы Размер (мм) АИСИ УНС
1 А286 11≦Φ≦200 S66286 АМС 5731
АМС 5732
АМС 5734
АМС 5737
ASTM A453
ASTM B637
>>наверх

Стальная серия QT


Легированная сталь (QT), нержавеющая сталь (QT)
Поставка материалов для форм
Классы ДИН АИСИ
1 ГМх21(ЭПР) 1.2343 х21
2 ГМх22(ЭПР) 1. 2606 х22
3 ГМх23(ЭПР) 1.2344 х23
4 ГМП20 (ЭСР) 1.2311 Р20
5 ГМ1.2738(ЭСР) 1,2738 P20+Ni
6 ГМП420(ЭСР) 1.2083 420
7 ГМ1.2367(ЭСР) 1.2367  
8 ГМ1.2316(ЭСР) 1.2316  
9 П21М(СОЭ)    
10 1.2344S 1.2344+S х23+С
11 1.2714 1.2714 Л6
12 4140 1,7225 4140
13 С55К   1055
>>наверх

Быстрорежущая сталь

Классы Размер (мм) АИСИ ДИН
1 М1 5≦Φ≦233 М1 1. 3327
2 М2 5≦Φ≦233 М2 1.3343
3 М7 5≦Φ≦233 М7 1.3348
4 М35 5≦Φ≦233 М35 1.3243
5 М42 5≦Φ≦233 М42 1.3247
6 М50 5≦Φ≦233 М50  
7 М1 5≦Φ≦233 М1 1.3327
>>наверх

Титановые сплавы

Продукт Сплав УНС АСТМ АМС Веркстофф ДИН Другие Размер (мм)
Слиток гр. 1 Р50250 Б348/Ф67         Φ565мм(+/-10мм)
Φ500мм(+/-10мм)
Φ460мм(+/-10мм)
Φ440мм(+/-10мм)
Группа 2 Р50400 Б348/Ф67        
Группа 3 Р50550 Б348/Ф67        
Группа 4 Р50700 Б348/Ф67 4921      
Ти-6Ал-4В R56200 Б348 4928      
Ти-6Ал-4В ЭЛИ Р56401 Б348/Ф136        
Круглый стержень гр. 1 Р50250 Б348/Б381
F67
  3.7025 17850
17862
  3≦Φ≦300 мм
Группа 2 Р50400 Б348/Б381   3.7035   ТА 3
КДЕС MR0175
Группа 3 Р50550 Б348/Б381   3.7055    
Группа 4 Р50700 Б348/Б381 4921 3,7065   ТА 7
Ти-6Ал-4В Р56200 Б348/Б381
F1472
4928 / 4965
4967 / 6931
Т-9047
3,7164
3,7165
65083 ТА11
БС 7252-3
Ти-6Ал-4В ЭЛИ Р56401 Б348/Ф136 4930 / 4931
6932
    БС 7252-3 3≦Φ≦152,4 мм
3Ал-2,5В Р56320 Б348        
Катушка гр. 2 Р50400 Б348/Б863/Ф67     W3.7035 NACE MR0175 Диам. 5,5~18 мм
гр. 5 Р56200 Б348/Б381/Б863        
Ти-6Ал-4В ЭЛИ Р56401 Б348/Б381/Б863
Ф136
4930     ИСО 5832.3
Квадратный стержень
Плоский брус
Блок
гр. 2 Р50400 Б348/Б381   NACE MR0175 T: 16 мм мин.
Размер W или T макс. 300мм
(Вт/Т)< 4,0
гр. 5 Р56200 Б348/Б381 6931
Т-9047
гр. 23 Р56401 Б348/Б381 6932   ИСО 5832.3
Шестигранник гр. 2 Р50400 Б348 W3.7035 КДЕС MR0175 6,35≦В≦33,33 мм
Полый стержень гр. 2 Р50400 Б348/Б381       NACE MR0175 Наружный диаметр>200 мм
Д: 5000 мм макс.
гр.5 Р56200 Б348/Б381 4928      
Кольцо гр. 2 Р50400 Б348 NACE MR0175 Наружный диаметр: 300~1100 мм
ID:200~1000мм
Д: 350 мм макс.
гр. 5 Р56200 Б348 4928
Лист гр. 1 Р50250 Б265 0,4≦T≦35 мм
гр. 2 Р50400 Б265
гр. 5 Р56200 Б265
Бесшовная трубка гр. 1 Р50250 Б337/Б338         Внешний диаметр: 10~140 мм
Т: 0,3~20 мм
Д: 12 м (макс.)
гр. 2 Р50400 Б337/Б338        
гр. 5 Р56200 Б337/Б338        
гр. 7 Р52400 Б337/Б338        
гр. 9 Р56320 Б337/Б338        
гр. 12 Р53400 Б337/Б338        
>>наверх

Никелевый сплав

Продукт Сплав УНС АСТМ АМС Веркстофф ДИН Другие Размер (мм)
Слиток С276 Н10276 Б472/Б564/Б574         Φ500мм(+/-10мм)
Φ455мм(+/-10мм)
Φ400мм(+/-10мм)
Φ340мм(+/-10мм)
600 N06600 Б166        
625 N06625 Б446/Б564 5666      
718 N07718 В637 5662 / 5663      
Х-750 N07750   5667 / 5668
5670
     
80А N07080 В637        
925 N09925 Б805        
С263 N07263   5886      
901 N09901   5660 / 5661      
Круглый стержень 718 N07718 А1014/Б637 5662 / 5663 2,4668   API СТАНДАРТ 6A718 11≦Φ≦254 мм
625 N06625 Б446/Б564 5666 2,4856 EN10095 3076 NA21
БС 3076
80А Н07080 В637   2. 4952   3076 NA20 HR
2.4631 ЧР 601
А286 S66286 А453 5731 / 5732     БС HR51
А638 5734 / 5737
Х-750 N07750   5667 / 5668
5670
     
С276 Н10276 Б472/Б574/Б564        
С263 N07263   5886      
400 N04400 Б164        
К-500 Н05500 В865        
825 N08825 Б425/Б564        
925 N09925 Б805        
901 N09901   5661 / 5660      
Бесшовная трубка 200 УНС НО2200 ASTM SB-163         Наружный диаметр: 10~76 мм
Т: 0,3~7 мм
Д: 12 м (макс. )
201 УНС НО2200 ASTM SB-163        
400 УНС Н04400 ASTM SB-163
ASTM SB-165
       
600 УНС Н06600 АСТМ СБ163        
690 УНС Н06690 АСТМ СБ163        
800 УНС Н08800 АСТМ СБ163        
800Х УНС Н08810 АСТМ СБ163        
825 УНС Н08825 АСТМ СБ163        
Хастеллой C22 УНС Н06022 АСТМ В622        
Хастеллой C276 УНС Н10276 АСТМ В622        
>>наверх

Механически обработанные детали

Аэрокосмическая промышленность

Привод

Привод

Блок

Босс

Крышка багажника

Заготовки привода


Производство электроэнергии

Прокладка компрессора

Уплотнение для газовой турбины

Лопасть турбины

Вал трансмиссии

Вал трансмиссии

Инструментальная сталь (высоколегированная сталь) — SCTools

«Плохая новость — время летит незаметно. Хорошая новость в том, что ты пилот. — Михаэль Альтшулер

Легированная сталь, используемая для изготовления инструментов, хорошо подходит для производства таких инструментов, как ручные инструменты и штампы для станков. Основными характеристиками этого материала являются твердость, стойкость к истиранию и способность сохранять форму при высоких температурах. Часто используется термообработанная инструментальная сталь, поскольку она имеет более высокую твердость.

Низколегированная сталь на самом деле широко известна как «легированная сталь», тогда как высоколегированная сталь – «инструментальная сталь». Термин «инструментальная сталь» происходит от этой группы материалов, которые в основном используются для изготовления инструментов для резки, прессования, экструзии и других инструментов.

Благодаря дополнительным химическим свойствам, таким как ванадий, некоторые марки обладают повышенной коррозионной стойкостью. Кроме того, концентрация марганца в некоторых марках ограничена для снижения риска растрескивания при закалке в воде. Другие классы представляют собой альтернативу воде для отверждения материала, например, масло.

Их твердость, сопротивление износу и деформации, а также способность сохранять режущую кромку при высоких температурах способствуют их применению. Инструментальные стали подразделяются на многочисленные основные классы, причем некоторые из них дополнительно подразделяются на основе состава сплава, прокаливаемости или механических характеристик.

Инструментальные стали, закаливаемые водой (углеродистые инструментальные стали)

Они классифицируются AISI как тип W, и их эксплуатационные качества определяются исключительно содержанием углерода. Поскольку эти стали бывают мелкой, средней и глубокой закалки, выбор сплава определяется поперечным сечением изделия и желаемой твердостью поверхности и сердцевины.

Ударопрочные стали (тип S)

Прочные и долговечные, но не такие износостойкие, как другие инструментальные стали. Эти стали могут выдерживать как разовые, так и периодические нагрузки. Компоненты пневматического инструмента, долота, пробойники, ножницы, болты и пружины, подвергающиеся умеренному нагреву в процессе эксплуатации, являются примерами применения.

Инструментальная сталь для холодной обработки

Закалка в масле и на воздухе – два примера. Разновидности O, A и D дороже, чем водоотверждаемые, но они легче поддаются закалке. Стали типа O закаляются в масле, тогда как стали типов A и D закаляются на воздухе (с наименьшей жесткой закалкой) и лучше всего подходят для машинных путей, вкладышей кирпичных форм и форсунок топливных форсунок.

Тонкие детали или детали с большими вариациями поперечного сечения, склонные к растрескиванию или деформации при закалке – предназначены для закалки на воздухе. Эти стали имеют высокую поверхностную твердость при закалке; тем не менее, эти стали не следует использовать при высоких температурах.

Стали для горячей обработки (тип H)

Они прекрасно служат при высоких температурах. Вольфрамовые и молибденовые высоколегированные жаропрочные стали жаропрочны и износостойки. Хотя эти сплавы не размягчаются при таких высоких температурах, их следует нагревать перед использованием и осторожно охлаждать после использования, чтобы избежать поломки.

Хромистые стали для горячей обработки менее дороги, чем вольфрамовые и молибденовые. Один из сортов хрома, h21, широко используется для деталей самолетов, таких как основные проушины для поддержки груза, крюки катапульты, конструкции планера и шарниры элевонов. Марка h23, идентичная h21, обычно более доступна у поставщиков.

Быстрорежущие инструментальные стали (сплав вольфрама и молибдена)

Из них получаются хорошие режущие инструменты, поскольку они устойчивы к размягчению и сохраняют острую режущую кромку при высоких рабочих температурах. Эту черту также называют «красной твердостью». Эти сплавы глубокой закалки используются для длительных условий высоких нагрузок, а не для ударных нагрузок. Типичные области применения включают лопасти насосов и детали для тяжелых обвязочных машин.

Стали для литейных форм типа P

Эти стали специально предназначены для штампов для литья пластмасс под давлением и цинкового литья под давлением. Неинструментальные компоненты редко изготавливаются из этих сталей.

Инструментальные стали специального назначения

Другие марки включают недорогие стали типа L и низколегированные стали, которые обычно требуются для компонентов машин, когда требуется износостойкость в сочетании с ударной вязкостью. Углеродо-вольфрамовые сплавы (тип F) отличаются износостойкостью и мелкой закалкой. Однако они не подходят для использования при высоких температурах или ударных нагрузках.

В SCTools сплавы имеют обозначение AISI, определяемое их коммерческим названием. Спецификации для этих материалов основаны на их механических характеристиках, характеристиках термообработки и доступности. Мы разрабатываем сплавы инструментальной стали, которые будут работать с широким спектром промышленных инструментов.

Если у вас есть какие-либо вопросы о твердосплавных режущих инструментах, концевых фрезах, сверлах и т. д., обязательно свяжитесь с нами по адресу sctools.co/Home или позвоните нам по телефону (877) 737-09.87. Мы помогаем вам лучше обрабатывать машины!

— Ханин Эшба

Метки: Абразивный, Аэрокосмический инженер, АлТиН, автомобильный инженер, Скучные бары, Заусенец SB Форма, карбид, бит карбида, Твердосплавные заусенцы, Карбидная вставка, Твердосплавные инструменты, Выбрать подходящий материал и инструменты, ЧПУ, станок с ЧПУ, обработка с ЧПУ, фрезерный станок с ЧПУ, программа фрезерования резьбы ЧПУ, покрытия, изготовленные на заказ инструменты карбида, пользовательские инструменты, Режущие инструменты, ССЗ, Концевая фреза с двойным концом, Сверлильная мельница, бурение, сверла, Концевая фреза, концевые фрезы, сверхдлинные мельницы, ФМ Карбид, G-код, жесткое фрезерование, самые твердые металлы, Высоколегированные стали, Промышленные инструменты, Литье под давлением, Вставки, токарный станок, М-коды, механический цех, Машинное постукивание, Машинные метчики, обработка, Коды обработки, Обработка мелких деталей, Обрабатывающие инструменты, Машинист, Производство, машиностроение, Мельничная машина, фрезерование, Фрезерные вставки, Пакет фрезерных инструментов, Организовать инструменты, Точное машиностроение, прецизионное производство, ПВД, нержавеющая сталь, Чистота поверхности, Синтетические инструменты, краны, Инструменты для нарезания резьбы, Фрезерование резьбы, резьба, TiCN, Инструментальная сталь, Инструменты, Превращение, Токарные держатели инструментов, Износ инструментов

Комментарии (0)

Тигельная инструментальная сталь и специальный сплав Общая информация

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Выбор инструментальной и штамповой стали

Введение

Успех инструмента для обработки металлов давлением зависит от оптимизации всех факторов, влияющих на его работу. Обычно рабочие условия (приложенные нагрузки, абразивная среда, удары и другие факторы) определяют, насколько хорошо инструмент выдерживает нагрузку. Большинство отказов инструмента связано с такими механическими причинами. Однако при наличии множества инструментальных сталей, доступных для изготовления инструментов для обработки металлов давлением, часто можно выбрать инструментальную сталь с благоприятным сочетанием свойств для конкретных применений. Сравнивая уровни металлургических свойств, предлагаемых различными сталями, пользователи инструментов могут определить, какие инструментальные стали лучше всего подходят для устранения или устранения проблем с производительностью или для повышения производительности инструмента. Инструментальные стали можно классифицировать и сравнивать по тем свойствам, которые непосредственно влияют на работу инструмента: твердость, ударная вязкость (ударопрочность) и износостойкость.

Инструментальная сталь для холодной обработки
общего назначения
№ O1, A2, D2
Повышенная ударная вязкость (ударопрочность)
№ S7, A9
Повышенная износостойкость
&n CruWear, M2
Высокая производительность CPM
&n 3В, М4, 9В, 10В, Т15, 15В

Исторически инструментальные стали, используемые для штамповки и формовки инструментов, включали A2 и D2, иногда использовалась быстрорежущая сталь M2. A2 и D2 знакомы большинству производителей инструментов и пользователей инструментов как обычные инструментальные стали общего назначения для холодной обработки. Они сочетают в себе хорошие универсальные характеристики для штамповки и формовки с низкой стоимостью, широкой доступностью и относительно простым изготовлением. Однако иногда они не обеспечивают уровень производительности, необходимый для крупносерийного производства. В частности, там, где желательны длительные пробеги и нечастая переточка, для модернизации этих инструментальных сталей могут использоваться другие более высоколегированные инструментальные стали или карбиды. Традиционно другими свойствами, такими как ударопрочность, можно пожертвовать, чтобы получить более высокие износостойкие свойства. И наоборот, стали, выбранные из-за их стойкости к ударам или поломке, могут не обладать высокой износостойкостью. Понимание этих свойств инструментальной стали и связанных с ними вопросов позволяет выбрать оптимальную сталь для большинства применений.

Перед обсуждением конкретных марок будет полезно обсудить общие свойства инструментальных материалов. Основными свойствами, важными для инструментов для холодной обработки, являются твердость, ударная вязкость и износостойкость. Каждое из этих свойств может до некоторой степени варьироваться в инструментальных сталях независимо друг от друга, поэтому имеет смысл рассмотреть каждое из них в отдельности. Фактически, те же самые свойства важно учитывать как в карбидных материалах, так и в сталях. Понимание этих свойств в сочетании с пониманием того, какие факторы ограничивают срок службы конкретного инструмента (поломка, износ, деформация и т. д.), позволит пользователям инструмента выбрать наиболее эффективный сплав практически для любого применения. Пользователи инструментов могут исследовать неисправные инструменты, чтобы определить, какого свойства может не хватать в инструменте или какие свойства следует улучшить, а также какие другие свойства следует учитывать в альтернативных материалах с требуемыми улучшенными свойствами.

Свойства инструментальной стали
Твердость
&n устойчивость к деформации и сплющиванию
Прочность
&n устойчивость к поломке и сколам
Износостойкость
&n устойчивость к истиранию и эрозии

Свойства инструментальных сталей Твердость

Твердость является мерой сопротивления стали деформации. Твердость инструментальных сталей чаще всего измеряют с помощью теста Роквелла C. Закаленные инструментальные стали для холодной обработки обычно имеют твердость около 58/64 HRC (твердость по шкале Роквелла C), в зависимости от сорта. Большинство из них обычно имеют твердость около 60/62 HRC, хотя некоторые из них иногда используются до твердости около 66 HRC.

Твердость в зависимости от предела текучести при сжатии

Твердомеры

работают, используя стандартную нагрузку, чтобы сделать углубление в испытательном образце, а затем измерить размер углубления. Большая вмятина указывает на низкую твердость (материал легко вдавливается). Небольшое углубление указывает на высокую твердость (материал сопротивляется вдавливанию). Таким образом, сопротивление материала деформации (сжатие, вдавливание) определяется непосредственно его твердостью. Когда разные стали измеряются с одинаковой твердостью, это происходит потому, что твердомер производит одинаковый отпечаток размера в каждой из них. Таким образом, при одинаковой твердости разные стали имеют одинаковое сопротивление деформации. Испытание на твердость в основном не зависит от марки тестируемой стали.

Инструменты, пластически деформирующиеся в процессе эксплуатации, обладают недостаточной твердостью. Постоянный изгиб режущих кромок, грибовидные формы поверхностей пуансонов или вмятины на поверхности штампа (наклеп) — все это указывает на недостаточную твердость. Поскольку стойкость стали к вдавливанию напрямую связана с твердостью, а не с маркой, меры по исправлению деформации могут включать повышение твердости или снижение рабочих нагрузок. Изменение марки не решит проблему деформации, если только новая марка не способна обеспечить более высокую твердость.

Выбор твердости

Небольшие различия в твердости обычно не оказывают существенного влияния на износостойкость инструментальных сталей. Различные инструментальные стали используются с одинаковой твердостью, но имеют значительные различия в ожидаемом сроке службы. Таким образом, твердость обычно не является основным фактором износостойкости, а только сопротивлением деформации. Износостойкость инструментальных сталей напрямую зависит от их химического состава (сорта), как обсуждается ниже.

Свойства инструментальных сталей ○ Прочность

Прочность, применительно к инструментальным материалам, представляет собой относительную стойкость материала к разрушению, выкрашиванию или растрескиванию под воздействием удара или напряжения. Прочность можно рассматривать как противоположность хрупкости. Испытания на ударную вязкость не так стандартизированы, как испытания на твердость. Может быть трудно сопоставить результаты различных методов тестирования. Общие испытания на ударную вязкость включают в себя различные испытания на удар и испытания на разрушение при изгибе.

При испытании на удар небольшой образец удерживается в приспособлении и разрушается движущимся ударным элементом, например калиброванным грузом на маятнике. Прочность определяется как количество энергии, обычно измеряемое в футо-фунтах или джоулях, которое образец поглощает до того, как он сломается. Хрупкие материалы перед разрушением поглощают мало энергии. При испытании на разрушение при изгибе закрепленный образец подвергается постепенно увеличивающемуся давлению, обычно боковому давлению или давлению на изгиб, до тех пор, пока он не сломается.

Методы испытаний на ударную вязкость

Большинство инструментальных сталей чувствительны к надрезам, а это означает, что любой небольшой надрез, присутствующий в образце, позволит ему разрушиться при гораздо более низкой энергии. Твердый сплав даже более чувствителен к надрезам, чем инструментальные стали. Таким образом, в дополнение к присущим материалам свойствам ударопрочность компонентов инструмента значительно ухудшается из-за насечек, поднутрений, изменений геометрии и других общих свойств инструментов и штампов.

В эксплуатации отказы из-за износа обычно предпочтительнее, чем отказы по ударной вязкости (поломки). Поломки могут быть непредсказуемыми, катастрофическими, прерывающими производство и, возможно, даже опасными для безопасности. И наоборот, отказы из-за износа обычно происходят постепенно, и их можно предвидеть и спланировать. Недостаточная ударная вязкость может быть результатом недостаточной ударной вязкости материала или ряда других факторов, включая термическую обработку, изготовление (EDM) или множество условий эксплуатации (выравнивание, подача и т. д.). Данные по ударной вязкости полезны для прогнозирования того, какие стали могут быть более или менее склонны к выкрашиванию или поломке, чем другие стали, но данные ударной вязкости не могут предсказать срок службы инструментов.

Выбор ударной вязкости

Свойства инструментальных сталей Износостойкость

Износостойкость – это способность материала сопротивляться истиранию или эрозии при контакте с рабочим материалом, другими инструментами или внешними воздействиями (окалина, песок и т. д.) Износостойкость обеспечивается как уровень твердости, так и химический состав инструмента. Испытания на износ весьма специфичны для обстоятельств, вызывающих износ, и применения инструмента. Большинство испытаний на износ включают создание подвижного контакта между поверхностью образца и какой-либо разрушающей средой. Существует 2 основных типа износа инструментов: абразивный и адгезивный. Износ, связанный с эрозией или закруглением краев, например, из-за окалины или оксида, называется абразивным износом. Абразивный износ не требует высоких давлений. Испытания на абразивный износ могут включать песок, наждачную бумагу или различные суспензии или порошки. Износ от тесного контакта между двумя относительно гладкими поверхностями, такими как сталь по стали, карбид по стали и т. д., называется адгезионным износом. Адгезионный износ может включать фактический разрыв материала в точках контакта с высоким давлением из-за трения.

Мы часто интуитивно ожидаем, что более твердый инструмент лучше сопротивляется износу, чем более мягкий. Однако различных сплавов, используемых при одинаковой твердости, обеспечивают различную износостойкость. Например, можно было бы ожидать, что O1, A2, D2 и M2 будут демонстрировать более длительную износостойкость, даже если все они использовались при твердости 60 HRC. На самом деле, в некоторых ситуациях более низкая твердость и высокое содержание сплава могут превзойти более высокую твердость и более низкое качество сплава. Таким образом, другие факторы, помимо твердости, должны влиять на износостойкость.

Твердость карбидов

Элементы сплава

(Cr, V, W, Mo) образуют частицы твердого карбида в микроструктурах инструментальной стали.
Их количество и тип влияют на износостойкость.

ЗАКАЛЕННАЯ СТАЛЬ 60/65 HRC
КАРБИДЫ ХРОМА 66/68 HRC
КАРБИДЫ МОЛИБДЕНА 72/77 HRC
КАРБИДЫ ВОЛЬФРАМА 72/77 HRC
КАРБИДЫ ВАНАДИЯ 82/84 HRC

Инструментальные стали содержат углерод в количестве от 0,5% до более 2%. Минимальный уровень около 0,5% требуется для обеспечения закалки сталей до уровня 60 HRC во время термообработки. Избыток углерода выше 0,5 % мало влияет на упрочнение сталей. Вместо этого он предназначен для соединения с другими элементами в стали с образованием твердых частиц, называемых карбидами. Инструментальные стали содержат такие элементы, как хром, молибден, вольфрам и ванадий. Эти элементы соединяются с избыточным углеродом с образованием карбидов хрома, карбидов вольфрама, карбидов ванадия и т. д. Эти карбидные частицы имеют микроскопический размер и составляют от менее 5% до более 20% общего объема микроструктуры стали. Фактическая твердость отдельных карбидных частиц зависит от их химического состава. Карбиды хрома имеют твердость около 65/70 HRC, карбиды молибдена и вольфрама – около 75 HRC, карбиды ванадия – около 80/85 HRC.

Эти встроенные карбидные частицы функционируют как булыжники на мощеной улице. Они тверже, чем стальная матрица вокруг них, и могут помочь предотвратить износ матрицы в процессе эксплуатации. Количество и тип карбида, присутствующего в конкретной марке стали, в значительной степени определяют различия в износостойкости. При одинаковой твердости стали с большим содержанием карбидов или карбидов с более высокой твердостью будут демонстрировать лучшую износостойкость. Этот фактор объясняет различия в износостойкости, скажем, O1, A2, D2 и M4. В идеале инструментальные стали должны содержать столько карбида, сколько необходимо для желаемой износостойкости. На самом деле «твердосплавный инструмент» обычно составляет 85% или 90% частиц карбида вольфрама в матрице из 10% или 15% кобальта, чтобы удерживать их вместе. Химически микроскопические частицы карбида в инструментальных сталях аналогичны частицам карбида в твердосплавных инструментах. Однако очень большое количество частиц карбида может привести к проблемам при шлифовании или к снижению ударной вязкости. Дополнительные комментарии о влиянии карбидов на ударную вязкость и шлифуемость обсуждаются в следующем разделе: Влияние производства стали на свойства.

Из-за своей высокой твердости карбиды ванадия особенно полезны для износостойкости. При наличии в значительных количествах карбиды ванадия, как правило, доминируют над другими типами по влиянию на износостойкость. Например, химический состав быстрорежущей стали M4 почти идентичен быстрорежущей стали M2, за исключением того, что M4 содержит 4% ванадия вместо 2%. Несмотря на высокое содержание молибдена и карбидов вольфрама (около 6 % вольфрама, 5 % молибдена) в каждом сорте, небольшая разница в содержании ванадия дает M4 почти вдвое больший срок службы по сравнению с M2 во многих средах. В инструментальных сталях для холодной обработки содержание карбида в целом и в ограниченной степени содержание ванадия в частности иногда можно использовать в качестве грубого предиктора потенциальной износостойкости.

Влияние содержания карбида (особенно VC)
по износостойкости

HRC 58-62 кроме отмеченного

Стали с большим содержанием карбидных частиц или частиц с высокой твердостью обычно обладают наилучшей износостойкостью. Карбиды ванадия из-за их твердости и химического состава наиболее эффективно улучшают износостойкость; карбиды хрома являются одними из наименее эффективных.

Влияние производства стали на свойства

Максимальный практический предел количества карбидообразующих элементов, которые могут быть добавлены в сталь для улучшения износостойкости, зависит от способности поддерживать разумное распределение этих карбидов в стали s микроструктура. При производстве сталей их выплавляют большими партиями, содержащими нужный химический состав. Партии разливают в изложницы и затвердевают в отливки, которые затем куют или прокатывают в прутки. В процессе затвердевания образуются карбиды. В условиях длительного медленного затвердевания эти карбиды образуют взаимосвязанные «сегрегированные» сети, так как не остаются растворенными в жидкой стали. Большое количество карбидных частиц приводит к большей сегрегации и, следовательно, к большей неоднородности микроструктуры стали.

Твердый сплав Размер и распределение

Легирующие элементы Cr, V, W и Mo образуют частицы твердого карбида в микроструктурах инструментальной стали. Количество и тип карбидов влияют на износостойкость. Карбиды предназначены для повышения износостойкости, но их неравномерный размер и распределение (т. е. сегрегированные сетки) могут ухудшить ударную вязкость и обрабатываемость. Особое влияние могут оказать марки, содержащие большое количество твердых карбидов, такие как быстрорежущие стали и марки с высоким содержанием ванадия для холодной обработки.

Это расслоение карбида вызывает две основные проблемы. Во-первых, области с высокой концентрацией частиц твердого карбида могут быть трудно поддаются шлифовке, что приводит к трудностям в изготовлении. Во-вторых, когда эти сегрегированные области физически удлиняются во время прокатки или ковки, они приводят к направленной микроструктуре и снижают ударную вязкость материала в поперечном направлении. Уровни ванадия более 3% достаточно высоки, чтобы вызвать определенные трудности при шлифовании и ударной вязкости. По этой причине, несмотря на преимущества в отношении износостойкости, содержание ванадия обычно ограничивается максимум 2-1/2%. в инструментальных сталях, изготовленных традиционным способом.

Процесс CPM

Для производства инструментальных сталей с высокой износостойкостью, не встречая этих серьезных недостатков, процессы порошковой металлургии используются для производства инструментальных сталей P/M с высоким содержанием ванадия. Расплавленная инструментальная сталь распыляется на мелкие капли, которые затвердевают из жидкости так быстро, что предотвращается образование карбидов в большие сегрегированные сети. Затвердевшие капли образуют порошок, который затем загружают в стальную банку и уплотняют (отдельные частицы порошка соединяются вместе под высоким давлением), а затем куют или скатывают в стальные стержни. Карбиды, образующиеся при чрезвычайно быстром затвердевании, имеют мелкий размер (от 2 до 4 микрон) и равномерно распределены по всей микроструктуре. Сравните это с более крупными карбидами (размером до 50 микрон и более) и характерными расслоениями или полосами сплава, возникающими в результате традиционных методов производства стали. Характерной особенностью инструментальных сталей P/M является практически полное отсутствие сегрегации карбидов.

Микроструктура (карбиды)

                                                  ОБЫЧНЫЕ                             CPM

Для сплавов с большим содержанием карбидов
(высокая износостойкость)

Влияние содержания карбида (ESP. VC)
на износостойкость

HRC 58-62 кроме отмеченного

Поскольку микроструктурное распределение карбидов в сталях P/M очень тонкое и равномерное, можно добавлять большее количество карбидообразующих элементов. Таким образом, может быть достигнута более высокая износостойкость без ограничений по ударной вязкости и способности к шлифованию, присущих обычному производству стали. Процесс P/M позволил разработать марки, содержащие 4%, 5%, 10% и даже 15% ванадия, обеспечивающие гораздо большую износостойкость, чем инструментальные стали, производимые традиционным способом. Благодаря высокой износостойкости эти марки P/M с высоким содержанием ванадия особенно подходят для высокопроизводительных операций.

Кроме того, однородность микроструктуры CPM обеспечивает повышенную ударную вязкость в версиях CPM обычных инструментальных сталей. Варианты CPM тех же марок более устойчивы к хрупким разрушениям. Фактически, большинство марок CPM, разработанных для инструментов для обработки металлов давлением, имеют ударопрочность, сравнимую с марками с более низкой износостойкостью, такими как D2. Таким образом, стали CPM могут обеспечивать одновременное улучшение износостойкости и ударной вязкости по сравнению с обычными инструментальными сталями.

Прочность, CPM по сравнению с обычной

Преимущества термической обработки высоколегированных инструментальных сталей

Процесс термической обработки, используемый для закалки сталей, состоит из их нагрева до высокой температуры (обычно 1700/2200°F), затем закалки почти до комнатной температуры и, наконец, повторного нагрева до некоторая промежуточная температура для отпуска (300/1100°F). Характерной чертой низколегированных и среднелегированных сталей (А2, О1, Д2) является то, что они несколько размягчаются от своей максимальной твердости во время отпуска. Степень размягчения зависит от температурного воздействия и индивидуальных характеристик марки. Для сохранения максимальной твердости (более 58 HRC) сплавы A2 и D2 обычно закаляются при температуре около 400/500°F. Более высокие воздействия приводят к более низкой твердости. Дополнительным преимуществом высокого содержания легирующих элементов, типичным для быстрорежущих сталей и большинства сталей CPM с высокой износостойкостью, является то, что характеристики отпуска изменяются из-за содержания легирующих элементов. Они закалены более чем на 1000 F, но сохраняют свою полную твердость во время этого воздействия.

Покрытия и обработка поверхности

Эффективная обработка поверхности, включая азотирование, покрытие нитридом титана и т. д., часто применяется к инструментальным сталям, чтобы обеспечить более низкое трение, лучшую износостойкость или другие свойства. Большинство этих покрытий наносятся при температурах около 850/1050F. Таким образом, процесс обработки может ограничивать эксплуатационную твердость низколегированных или среднелегированных сталей. Однако стали с более высоким содержанием легирующих элементов, такие как М2, М4, а также СРМ 3В, 9В, 10В, 15В сохраняют свою максимальную твердость после таких воздействий. Таким образом, нормальные температуры обработки поверхности не влияют на их твердость, и инструменты можно обрабатывать, не опасаясь изменения размеров или твердости. Дополнительная защита от износа в виде обработки поверхности может быть добавлена ​​без ущерба для сопротивления деформации. Марки CPM представляют собой отличные основы для всех типов обработки поверхности.


Выбор инструментальных сталей на основе свойств

Как упоминалось выше, стали A2 и D2 широко используются для инструментов для обработки металлов давлением. Более высоколегированные марки обеспечивают лучшую износостойкость. При выборе инструментальной стали для любого инструмента следует учитывать требуемые свойства для применения. Что такое заготовка? Каков исторический режим отказа текущего или аналогичного инструмента? Какие свойства следует увеличить? Какие компромиссы могут потребоваться?

Для инструментов, требующих высокой устойчивости к пластической деформации, следует обращать внимание на твердость. Инструменты для штамповки стали обычно должны иметь твердость не менее 56/58 HRC, хотя некоторые фасонные инструменты и инструменты для обработки цветных металлов могут быть мягче. Большинство инструментальных сталей способны достигать примерно одинаковых уровней твердости (низкие 60s HRC) и, следовательно, будут иметь аналогичные способности сопротивляться пластической деформации. Однако некоторые быстрорежущие стали, такие как CPM Rex T15 и Rex 76, могут достигать твердости, приближающейся к 70 единицам С по шкале Роквелла. Имейте в виду, что в инструментальных сталях основным механизмом, контролирующим свойства износа, является тип и количество присутствующих карбидных частиц. По этой причине повышение твердости, как правило, не является эффективным методом увеличения износостойкости инструментов, а только для сведения к минимуму деформации.

Для лучшего сопротивления деформации, чем инструменты A2 или D2 (60/62 HRC)

ХОРОШЕЕ
&n M2, Cru Wear – (62/63 HRC)
ЛУЧШЕ
&n CPM M4 – (63/64 HRC)
ЛУЧШИЙ
&n CPM T15 – (64/66 HRC)
&n CPM Rex 76 – (64/67 HRC)

Для инструментов, которым требуется высокая стойкость к сколам или поломкам, например, когда хрупкая геометрия, тонкие выступы или острые насечки являются проблемой, требуется высокая ударная вязкость. Как правило, инструментальные стали, даже с низкой ударной вязкостью, во много раз прочнее твердого сплава. (Ударная вязкость карбидных материалов часто измеряется в дюймо-фунтах, тогда как инструментальные стали измеряются в футо-фунтах.) Внутри семейств инструментальных сталей существуют некоторые различия в ударопрочности. Ударопрочные стали, такие как S7 и A9, оба предназначены для обеспечения оптимальной устойчивости к поломке. Однако они различаются по способу термообработки. S7, как правило, не может быть покрыт покрытием для улучшения износостойкости поверхности из-за его низкой температуры отпуска. A9 обычно закаляют при температуре выше 900 F, и поэтому его можно покрывать любым из обычных коммерческих процессов нанесения покрытий. Максимальная твердость обоих марок составляет примерно 58/59 HRC. При изучении альтернатив твердосплавным инструментам, где выкрашивание является нормальным видом отказа, сравнение ударной вязкости сталей обычно спорно. В этих случаях обычной рекомендацией является использование CPM 10 В или 15 В вместо карбида в большинстве случаев или Rex T15, Rex 76 или Rex 121, когда требуется высокая твердость. Эти марки обеспечивают характеристики износостойкости и твердости, наиболее близкие к твердому сплаву, и в то же время предлагают характеристики ударной вязкости инструментальных сталей.

Существует несколько других факторов, помимо присущих материалу свойств, которые часто способствуют возникновению сколов или поломок. Инструментальные стали являются материалами, чувствительными к надрезам. Наличие надрезов, поднутрений, острых радиусов, изменений в сечении или любых геометрических особенностей может концентрировать приложенное напряжение и усилить склонность материала к разрушению. Должны быть предприняты все разумные меры предосторожности, чтобы избежать излишне острых радиусов. Кроме того, в термообработанных и электроэрозионных инструментах операция электроэрозионной обработки может оставить поверхность в состоянии, склонном к выкрашиванию. Там, где инструменты EDMd испытывают хронические проблемы с выкрашиванием или поломкой, они должны быть сняты с напряжения (отпущены) после электроэрозионной обработки перед вводом в эксплуатацию, и, если это целесообразно, слой электроэрозионной обработки также должен быть удален (обработан камнями, отполирован и т. д.).

Обладает большей ударной вязкостью, чем инструменты D2 (20 ft-lbs)

ХОРОШО
&n A2 – 45 ft-lbs
ЛУЧШЕ
&n CPM 3V – 55/80 ft-lbs
&n CPM 9V (если более низкая твердость подходит) – 50/70 ft-lbs
ЛУЧШИЙ
&n A9 (с покрытием или азотированием для защиты от износа) – 80/100 ft-lbs
&n S7 (низкая износостойкость) – 100/125 ft-lbs

Твердость и ударная вязкость могут рассматриваться как «ступенчатые» или «пороговые» функции; то есть, пока свойство является достаточно высоким, чтобы предотвратить повреждение (вмятину или поломку), нет никаких дополнительных преимуществ в увеличении свойства еще выше. Однако износостойкость можно считать «непрерывной» функцией; то есть постоянное повышение износостойкости стали приведет к увеличению срока службы инструмента. Таким образом, повышение износостойкости всегда может принести пользу, если другие свойства не пострадали. Когда от инструмента требуется долговременная стойкость к абразивному износу (то есть, когда основной инструмент работает хорошо, но требуется более длительный срок службы), подходит сталь с более высокими свойствами износа. В этом случае почти все варианты модернизации будут включать сталь с более высоким содержанием легирующих элементов. Некоторые из высоколегированных сталей CPM обладают промежуточными свойствами по износостойкости между обычными инструментальными сталями и карбидами. При работе с абразивными средами стали CPM обладают очень высокой износостойкостью. Однако в ситуациях, вызывающих сильный износ металла по металлу (адгезионный износ или заедание), лучшим решением будет разделение двух металлических поверхностей. Это может включать смазку или обычно неметаллическое покрытие (нитрид титана, карбонитрид титана или другие родственные керамические покрытия). Эти покрытия снижают коэффициент трения между заготовкой и инструментом, а также снижают риск сваривания или истирания. Когда покрытия нецелесообразны, рекомендуются материалы, сочетающие в себе высокую прочность, высокую твердость и стойкость к истиранию, такие как CPM 3V или CPM M4.

Обладает лучшей износостойкостью, чем инструменты D2

ХОРОШО
&n CruWear, M2, CPM 3V (2-3% V)
ЛУЧШЕ
&n CPM M4, T15 (4-5% В)
ЛУЧШИЙ
&n CPM 10 В, 15 В (макс. В)

Вернуться к началу страницы

Инструментальная сталь: сталь, которая добивается цели

Металлургия инструмента должна соответствовать работе инструмента.

Что такое инструментальная сталь?

Инструментальные стали представляют собой исключительно твердые, прочные или износостойкие сплавы. Их свойства обусловлены как их химическим составом, так и их производством. Как следует из их названия, эти стали готовы к резке, шлифовке, сверлению, пробивке отверстий, ударам и другим тяжелым работам. Инструментальные стали должны иметь свойства материала, подходящие для их применения. Например, сверло и пробойник нуждаются в твердости и износостойкости. Однако перфоратор испытывает больший удар, а сверло испытывает больший сдвиг. Инженеры и металлурги выбирают тип инструментальной стали в зависимости от использования инструмента.

Все инструментальные стали содержат легирующие элементы, образующие карбиды, плотно упакованную металлическую решетку, содержащую металл и углерод. Карбиды являются тугоплавким материалом, что означает, что они устойчивы к разрушению под давлением, химическими веществами или нагреванием.

Однако не только химия делает инструментальную сталь. Инструментальная сталь также приобретает твердость благодаря точно контролируемой термообработке и закалке.

Упрочнение инструментальной стали закалкой

Закалка — это процесс упрочнения стали путем изменения ее микроструктуры.

Сначала нагревается сталь. Стальные сплавы нагревают до разных температур в зависимости от количества углерода в смеси. Железо и углерод проходят через разные «фазы», ​​в которых молекулы принимают разную форму, и эти фазы зависят от общей химии.

После достижения и удержания необходимого тепла сплав подвергается закалке или охлаждению под воздействием более холодного газа или жидкости. Такая закалка быстро замораживает металл. Когда металл подвергается такой шоковой заморозке, множество крошечных кристаллических зерен металла начинают замерзать одновременно, с большим смещением в каждом зерне и между ними. Сравните это с очень медленным охлаждением, когда зерна со временем медленно остывают, образуя более крупные круглые соцветия. Медленно охлажденные зерна металла могут двигаться мимо друг друга при ударе по металлу, вмятина в металле, но не ломая его. Шоковая заморозка дает молекулярной структуре меньше места для перемещения при ударе, что делает ее более твердой и менее вероятной для образования вмятин. Металлическая решетка в этих структурах называется мартенситной, и именно ударная, зубчатая молекулярная структура мартенсита придает закаленным металлам их характерную твердость.

Закалка водой — самый быстрый способ закалки, а закалка воздухом — самый медленный. С чем может справиться сплав, зависит от его химического состава. Некоторые сплавы могут треснуть или деформироваться, если их охладить слишком быстро, но они хорошо затвердеют при более мягкой закалке на воздухе. Другие не сделают твердого мартенситного слоя, если только их не шокирует такое сильное изменение температуры, как в воде.

В этой настольной пиле используется несколько металлов из-за их различных свойств.

Категории инструментальной стали

Существует шесть широких категорий инструментальной стали. Четырьмя наиболее распространенными являются закаленные в воде, холоднообрабатываемые, горячеобрабатываемые и быстрорежущие инструментальные стали. В специализированных приложениях также используются ударопрочные и специальные инструментальные стали.

  1. Водостойкий

    Эта группа инструментальных сталей представляет собой в основном углеродистую сталь, прошедшую термообработку. В них содержится 0,5–1,5% углерода. Другие легирующие элементы могут присутствовать из-за их различного качества, но обычно они составляют менее 0,5%. Эти металлы, такие как никель, вольфрам или молибден, дороги. Использование меньшего количества дорогостоящего металла обеспечивает ценность для более легких приложений.

    Для этой группы сталей необходим экстремальный удар закалки в воде, чтобы получить твердый внешний слой. Легкие инструменты, мелкие детали, такие как пружины и небольшие крепежные детали, вероятно, являются конечными продуктами. Их нельзя использовать в экстремальных условиях, потому что стали серии W немного более хрупкие, чем другие инструментальные стали. Стали серии W более подвержены растрескиванию и могут выдерживать длительные температуры только до 302°F (150°C).

  2. Инструментальная сталь для холодной обработки
    Инструментальные стали

    для холодной обработки предназначены для использования при «холодных» температурах — они твердые, прочные и износостойкие, но не в горячих средах. Поскольку для резки холодных материалов может потребоваться больше усилий, чем для резки горячих материалов, прочность на сжатие является обязательным условием для инструментальной стали для холодной обработки.

    Холод в данном контексте не означает, что слесарю пора надевать свитер. 392°F (200°C) и ниже считается холодной рабочей средой для этих инструментов. В отличие от многих типов стали, графит часто образуется в сталях холодной обработки. Этот графит делает многие из этих сплавов обрабатываемыми: графит обеспечивает смазку.

    Подкатегории инструментальной стали для холодной обработки:

    • Закалка в масле (серия O): В процессе производства эти сплавы закаляются в масле. Они содержат 0,85–2,00 % углерода и обычно менее 1 % каждого другого легирующего элемента. Эти элементы могут включать марганец, кремний, вольфрам, хром, ванадий и молибден.
    • Закалка на воздухе (Серия А): В процессе производства эти сплавы закаливаются на воздухе. Они содержат 0,05–2,85% углерода. Эти стали могут содержать до 5% хрома. Высокое содержание хрома означает, что во время термообработки серия А не будет подвергаться деформации размеров. Хром обеспечивает более узкие допуски.
    • Высокоуглеродистый хром (серия D): Эти стали для холодной обработки работают при температуре до 797°F (425°C). Они содержат 1,4–2,5% углерода и 11–13% хрома. Они могут подвергаться закалке на воздухе или в масле, в зависимости от сплава, и практически не деформируются при любом способе охлаждения. Эти сплавы обычно имеют очень высокую стойкость к истиранию.
Закалка в воде может выдерживать до 302°F, холодная обработка до 392°F и горячая обработка до 1004°F.

 

  1. Инструментальная сталь для горячей обработки
    Все инструментальные стали

    для горячей обработки имеют более высокий процент легирующих элементов, что позволяет создавать больше карбидов и выдерживать более высокие рабочие температуры. Инструментальные стали для горячей обработки могут работать при температурах до 1004°F (540°C). Как группа, большинство из них имеют низкий процент углерода, ниже 0,6%.

    Инструментальная сталь

    часто используется в высокотемпературном производстве с ковкими горячими материалами, такими как металл и стекло. Матрицы, штампы, экструдеры и компрессоры могут быть изготовлены из стали для горячей обработки. Инструмент должен продолжать функционировать даже при длительном тепловом воздействии.

    Существует три основных типа инструментальной стали для горячей обработки в зависимости от основного легирующего элемента: хрома, вольфрама или молибдена. Некоторые из них имеют высокий уровень содержания хрома и вольфрама, поэтому в зависимости от производителя их сортируют как вольфрамовые или хромовые. Основной легирующий элемент образует карбид в стали, и каждый карбид имеет свои преимущества.

    Подкатегории инструментальной стали для горячей обработки:

    • Хром : Хромированные инструментальные стали для горячей обработки содержат 3–5% хрома. Другие легирующие элементы, такие как вольфрам, ванадий или молибден, составляют менее 5%. Ванадий обычно используется в стали, используемой для режущих инструментов. Эта группа сплавов (и особенно AISI h23) является наиболее используемым инструментом для горячей обработки.
    • Вольфрам : Эти сплавы часто не содержат молибдена или ванадия. Вместо этого они содержат 9–18% вольфрама. Большинство вольфрамовых инструментальных сталей для горячей обработки содержат от 2 до 4% хрома. Это не всегда верно: например, сплав AISI h33 имеет 12% хрома и 12% вольфрама. х33 иногда называют хромистой сталью, иногда вольфрамовой, а иногда и той, и другой. Вольфрамовые стали обладают отличной термостойкостью, но могут быть хрупкими; это достигается предварительным нагревом до рабочей температуры перед использованием.
    • Молибден : Многие хромистые инструментальные стали для горячей обработки содержат небольшое количество молибдена. Стали премиум-класса для горячей обработки в очень тяжелых условиях имеют много преимуществ. Молибден обеспечивает более высокую термостойкость и износостойкость при тяжелых условиях эксплуатации при высоких температурах. Молибденовые сплавы AISI h52 и h53 часто используются в качестве штампов или режущих инструментов на металлургических заводах, чтобы выдерживать тепло и силу резки и ковки.
  2. Быстрорежущая инструментальная сталь

    Современные производственные процессы возможны отчасти до изобретения этого класса инструментальной стали. Режущие инструменты и детали машин, работающие на высоких скоростях, нагреваются из-за трения. Инновации в высокоскоростных материалах позволили машинистам увеличить скорость производства.

    В 1900 году на Парижской выставке дебютировала быстрорежущая инструментальная сталь. Толпа производителей ахнула, увидев, как режущая кромка раскалилась докрасна из-за трения, но продолжала работать. Если в 1890-х годах скорость резки составляла 5–30 футов в минуту, то к 1905 году машины двигались со скоростью 150 футов в минуту.

    Быстрорежущие инструментальные стали содержат 14–18 % вольфрама, 3–5 % хрома, 0,6 % углерода и другие элементы в зависимости от области применения.

  3. Ударопрочная инструментальная сталь
оптимизирована для того, чтобы выдерживать ударные нагрузки по всему металлу.
  1. Ударопрочная инструментальная сталь
    Ударопрочные инструментальные стали

    Group S невероятно прочны и обладают высокой ударопрочностью. Их сила заключается не только в поверхностном или «ударном» слое инструмента. Их можно использовать для пружин, долот, штампов и пуансонов. Эта группа сплавов часто содержит много легирующих элементов, большинство из которых встречается в других инструментальных сталях. Однако кремний в пределах 0,15–3% присутствует в сталях этого класса.

  2. Инструментальные стали специального назначения

    В этой группе сплавов устраиваются на ночлег странные утки; эти металлы используются в определенных целях и даже могут быть созданы металлургом для конкретного производителя. В эту группу входят низколегированные стали с высоким содержанием железа, в которых все остальные легирующие элементы используются в умеренных количествах. Они больше всего похожи на недорогие W-стали и также закаляются водой. Небольшое добавление других элементов улучшает механические свойства, но снижает затраты. Низкоуглеродистые «формовочные» стали также входят в эту группу сплавов специального назначения. Они используются для литья термопластов, которые должны быть термостойкими и износостойкими, но не требуют высокой ударопрочности.

Выбор инструментальной стали

При проектировании промышленного станка или покупке станка для промышленных или производственных целей тип используемой инструментальной стали имеет важное значение и должен быть указан инженером.

Потребность знать отличается для людей, покупающих ручные инструменты. Часто производитель ручного инструмента предлагает «закаленную сталь», а затем выбирает сталь в зависимости от предполагаемого использования инструмента. Однако то, какая марка стали используется, является отраслевой тайной для каждого производителя инструмента. Производители уравновешивают стоимость и рабочие нагрузки по частям. Лучший способ выбрать инструменты — получить рекомендации от профессионалов в этой области, друзей и обзоры в Интернете, а не беспокоиться о самом сплаве. Если производитель обладает какой-либо металлургической компетенцией и не срезает углы, конструкция ручного инструмента становится более важной, чем сплав.

Кузнецы, литейщики и другие металлурги будут более любопытны, даже на уровне домашнего хобби. Поиск ресурсов и форумов в этих группах дает массу информации о том, чего можно ожидать и какие типы металлов лучше всего использовать.

Статьи по теме:

  • Углеродистая сталь лучше мягкой стали?
  • Сталь
  • по сравнению с нержавеющей сталью
  • Маркировка стали: химический состав и свойства

Инструментальная сталь – характеристики и применение

Инструментальная сталь относится к различным углеродистым и легированным сталям, которые особенно хорошо подходят для изготовления инструментов.

Инструментальная сталь относится к различным углеродистым и легированным сталям , которые особенно хорошо подходят для изготовления инструментов (пуансонов, штампов, пресс-форм, инструментов для резки, вырубки, формовки, волочения, рулевого управления и продольной резки). инструменты). Их пригодность исходит из их характерной твердости , стойкости к истиранию и деформации, а также способности удерживать режущую кромку при повышенных температурах. С содержанием углерода от 0,5% до 1,5%, 9Инструментальные стали 0003 производятся в тщательно контролируемых условиях для обеспечения требуемого качества. Присутствие карбидов в их матрице играет определяющую роль в качестве инструментальной стали.

Как правило, их делят на два класса:

  • Простые углеродистые стали , содержащие высокий процент углерода, около 0,80-1,50%
  • Легированные инструментальные стали , в которых другие элементы , и кобальт) добавляются для обеспечения большей прочности, ударной вязкости, коррозионной и жаростойкости стали.

Одной из подгрупп инструментальных сталей являются быстрорежущие стали (HSS), которые были названы в первую очередь за их способность обрабатывать и резать материалы на высоких скоростях (высокая жаропрочность). Он часто используется в пилах и сверлах. Эта группа инструментальных сталей описана в отдельной статье.

Легирующие добавки в легированных инструментальных сталях

Быстрорежущая сталь – M8

Чистое железо слишком мягкое, чтобы его можно было использовать для изготовления конструкций. Тем не менее, добавление небольших количеств других элементов (например, углерода, марганца или кремния) значительно увеличивает его механическая прочность . Синергетический эффект легирующих элементов и термической обработки приводит к различным микроструктурам и свойствам. Четыре основных легирующих элемента, образующих карбиды в инструментальной и штамповой стали, — это вольфрам, хром, ванадий и молибден. Эти легирующие элементы в сочетании с углеродом образуют твердые и износостойкие карбидные соединения.

  • Вольфрам . Производит стабильные карбиды и уменьшает размер зерна для повышения твердости, особенно при высоких температурах. Вольфрам широко используется в быстрорежущих инструментальных сталях и был предложен в качестве замены молибдена в ферритных сталях с пониженной активацией для ядерных применений.
  • Хром . Хром повышает твердость, прочность и коррозионную стойкость. Упрочняющий эффект образования стабильных карбидов металлов на границах зерен и сильное повышение коррозионной стойкости сделали хром важным легирующим материалом для стали. Вообще говоря, концентрация, указанная для большинства марок, составляет примерно 4%, и этот уровень обеспечивает наилучший баланс между твердостью и ударной вязкостью. Хром играет важную роль в механизме затвердевания и считается незаменимым. При более высоких температурах хром способствует повышению прочности и обычно используется для таких применений в сочетании с молибденом.
  • Молибден . При добавлении в инструментальную сталь молибдена (около 0,50-8,00%) она становится более устойчивой к высоким температурам . Молибден повышает прокаливаемость и прочность, особенно при высоких температурах, благодаря высокой температуре плавления молибдена. Молибден уникален тем, что увеличивает прочность стали на растяжение при высоких температурах и сопротивление ползучести. Он намного больше замедляет превращение аустенита в перлит, чем превращение аустенита в бейнит; таким образом, бейнит может быть получен непрерывным охлаждением молибденсодержащих сталей.
  • Ванадий . Ванадий обычно добавляют в сталь для предотвращения роста зерна во время термической обработки. Контроль роста зерна повышает прочность и ударную вязкость закаленных и отпущенных сталей. Размер зерна определяет свойства металла. Например, меньший размер зерна увеличивает прочность на растяжение и имеет тенденцию к увеличению пластичности. Более крупный размер зерна предпочтителен для улучшения характеристик ползучести при высоких температурах.

Пример инструментальной стали – сталь A2

Инструментальная сталь А2 – закаленная на воздухе сталь для холодной обработки сталей группы А, содержащая молибден и хром. Сталь А2 содержит 5% хрома, что обеспечивает высокую твердость после термической обработки с хорошей размерной стабильностью. Содержание углерода в инструментальных сталях A2 высокое, а A2 обладает хорошей ударной вязкостью при средней износостойкости и относительно легко обрабатывается. Инструментальная сталь A2 может использоваться во многих областях, требующих хорошей износостойкости и ударной вязкости. Типичные области применения стали A2:

  • Формирование Dies
  • SLITERS
  • Датчики
  • Сдвиг лопасти
  • Бланкирующие инструменты
  • DEPL DIES

12 PUNK STEEL STEEL -ARIERIES

9000.GILIERSERIES 9000 9000.GILIERSERIES.GILIERSERIES.GILIERSIER 9000.GILIERSERIES 9000 9000.GILIERSERIES.9000 9000 9000 9000 9000. 9000.9000 9000.. HELESTERIES. не зависят от количества массы и могут варьироваться от места к месту в системе в любой момент. Материаловедение включает в себя изучение структуры материалов и связывание их с их свойствами (механическими, электрическими и т. д.). Как только материаловед узнает об этой корреляции структура-свойство, он может приступить к изучению относительных характеристик материала в данном приложении. Основными факторами, определяющими структуру материала и, следовательно, его свойства, являются входящие в его состав химические элементы и то, как он был обработан до конечной формы.

Механические свойства инструментальной стали – Сталь A2

Материалы часто выбирают для различных применений, поскольку они имеют желаемое сочетание механических характеристик. Для конструкционных приложений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.

Прочность инструментальной стали – Сталь A2

В механике материалов прочность материала – это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов учитывает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность  материала  – это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Предел прочности при растяжении

Предел прочности при растяжении инструментальной стали – стали А2 зависит от процесса термической обработки, но составляет около 1860 МПа.

Предел прочности при растяжении является максимальным на инженерной кривой напряжения-деформации. Это соответствует максимальному напряжению , выдерживаемому растянутой конструкцией. Предельная прочность на растяжение часто сокращается до «предельной прочности» или «предела прочности». Если это напряжение применяется и поддерживается, в результате произойдет перелом. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 % превышает предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает сужение, когда площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая напряжение-деформация не содержит более высокого напряжения, чем предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; следовательно, его значение не зависит от размеров испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов, температура тестовой среды и материала. Предел прочности при растяжении варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочной стали.

Предел текучести

Предел текучести инструментальной стали – стали А2 зависит от процесса термической обработки, но составляет около 1400 МПа.

Точка текучести — это точка на кривой напряжения-деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться. Напротив, предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. Перед пределом текучести материал упруго деформируется и возвращается к своей первоначальной форме после снятия приложенного напряжения. Как только предел текучести пройден, некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют явление, называемое явлением предела текучести. Пределы текучести варьируются от 35 МПа для низкопрочного алюминия до более 1400 МПа для высокопрочной стали.

Модуль упругости Юнга

Модуль упругости Юнга инструментальной стали – сталь А2 составляет 200 ГПа.

Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости при растяжении и сжатии в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается испытаниями на растяжение. Вплоть до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из своего равновесного положения, и все атомы смещаются на одинаковую величину и сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и никакой остаточной деформации не происходит. Согласно Закон Гука, напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон модуль Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.

Твердость инструментальной стали – сталь A2

Твердость инструментальной стали по Роквеллу – сталь A2 зависит от процесса термообработки, но составляет примерно 60 HRC.

Испытание на твердость по Роквеллу является одним из наиболее распространенных испытаний на твердость при вдавливании, разработанных для определения твердости. В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением, достигнутым при предварительном нагружении (незначительная нагрузка). Второстепенная нагрузка устанавливает нулевое положение, а большая нагрузка прикладывается, а затем снимается при сохранении второстепенной нагрузки. Разница между глубиной проникновения до и после приложения основной нагрузки используется для расчета Число твердости по Роквеллу . То есть глубина проникновения и твердость обратно пропорциональны. Главным преимуществом твердости по Роквеллу является возможность отображать значения твердости напрямую . Результатом является безразмерное число, обозначаемое как HRA, HRB, HRC и т. д., где последняя буква соответствует соответствующей шкале Роквелла.

Испытание Rockwell C проводится с пенетратором Brale ( алмазный конус 120° ) и основной нагрузкой 150 кг.

Термические свойства инструментальной стали – сталь A2

Термические свойства  материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и на воздействие тепла. Когда твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а его размеры увеличиваются. Но различных материалов реагируют на приложение тепла по-разному .

Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.

Температура плавления инструментальной стали – сталь A2

Температура плавления инструментальной стали – стали A2 составляет около 1420°C.

В общем, плавление  является фазовым переходом  вещества из твердого состояния в жидкое. точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. Точка плавления   также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии.

Теплопроводность инструментальной стали – сталь А2

Теплопроводность инструментальной стали – сталь А2 составляет 26 Вт/(м·К).

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м·К . Он измеряет способность вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применяется ко всем веществам, независимо от их состояния (твердое, жидкое или газообразное). Поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры, а для паров она также зависит от давления. Всего:

Большинство материалов практически однородны. Поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Ссылки:

Материаловедение:

Министерство энергетики США, Материаловедение.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.