Марка инструментальной высококачественной стали: Марки инструментальной стали.

alexxlab | 13.09.1986 | 0 | Разное

Содержание

марки, особенности закалки и отжига

В его состав стали могут входить различные легирующие добавки — марганец, свинец, хром, никель, фосфор и другие. Главной функцией легирующих добавок является улучшение свойства материала — повышение прочности, снижение коррозийного потенциала, улучшение электропроводности. Особое положение занимают так называемые инструментальные стали, из которых делают различные детали и инструменты (топоры, иголки, зубила, кувалды, молотки и так далее). Но какими физико-химическими особенностями обладают инструментальные стали? Как их производят? И какие существует основные марки таких сталей?

Основные особенности

Инструментальная сталь — это такая сталь, в состав которой входит не менее 0,7% углерода. В ее состав могут входить и некоторые другие легирующие компоненты (свинец, хром, алюминий, никель, фосфор). Однако их содержание в большинстве случаев невелико — менее 0,1%. Так как инструментальные стали содержат повышенное количество углерода, их очень часто называют углеродистыми. Подобное терминологическое словоупотребление не совсем корректно с точки зрения ГОСТ, однако обыкновенные люди часто используют такое название на бытовом уровне.

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

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

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

Виды углеродистой стали

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

Марки и категории

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

КатегорияМаркиФизические особенности
Углеродистая, стандартнаяУ7, У7АМарки отличаются хорошей прочностью, низкой электропроводностью, низким риском коррозии. Подходят для производства деревообрабатывающих инструментов — топоры, стамески, долота. Также могут применяться для изготовления зубил, иголок, плоскогубцев, кусачек, молотков, ручных пил, крючков.
Углеродистая, повышенной прочностиУ8, У9 + подвидыМарки обладают повышенной прочностью, но хуже переносят локальный или общий нагрев. Поэтому их используют для производства деревообрабатывающего оборудования — топоры, стамески, станковое оборудование, пилы, ролики. Также могут применяться для производства мелких деталей, которые не будут подвергаться нагреву — запчасти для часов, иголки, крючки, заклепки, гвозди, болты, шурупы.
Углеродистая, стандартной или повышенной прочности, с легирующими добавками или без нихУ10, У11 + подвидыМарки хорошо выдерживают деформацию и локальный нагрев до невысоких температур, отличаются пониженным риском коррозии. Легирующие добавки могут улучшать физические свойства марок (устойчивость к нагреву, пониженный риск коррозии, повышенная пластичность). Основные запчасти — сверла, ленточные пилы, фрезы, ролики, шаберы, напильники. Некоторые марки применяются для изготовления медицинского оборудования, деталей для электронных инструментов.
Углеродистая, повышенной или стандартной прочности, без легирующих добавокУ12, У12АМарки относятся к категории грубых сталей, отличающихся пониженным классом точности. Сфера применения — производство прочных запчастей или деталей, которые не будут нагреваться до средних, высоких температур. Примеры запчастей — резцы, молотки, топоры, ручные пилы, напильники.
Углеродистая, стандартной или повышенной прочности, без легирующих добавокУ13, У13АМарки относят к группе грубых сталей, которые становятся пластичными при нагреве. Обладают пониженным классом точности, поэтому эти марки используют для производства ручных обрабатывающих инструментов. Примеры — напильники, лезвия, надфили, инструменты для гравировки, хирургическое оборудование.

Особенности закалки, отжига

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

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

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

Несколько слов о маркировке

Все инструментальные стали имеют специальное буквенно-числовое обозначение. По ГОСТ этот код должен наноситься на все упаковки со стальными деталями, а в ряде случаев обозначение должно наноситься и на саму деталь. В случае транспортировки детали на территорию другого государства маркировка наносится в обязательном порядке. Также должны быть учтены государственные стандарты принимающей сторон. Скажем, государство может потребовать, чтобы помимо отечественной маркировки на нее наносился дополнительный код, соответствующий национальному законодательству.

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

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

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

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

Заключение

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

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

Используемая литература и источники:

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.

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.

О маркировке инструментальных сталей

Для определения вида инструментальной стали требуется знание маркировки, которая включает в себя как буквенные, так и цифровые обозначения. Разобраться в этом несложно. Очень часто в маркировке сплавов встречается буква «У». Она означает, что перед вами углеродистая сталь. Цифры, идущие следом за такой буквой, говорят о содержании углерода в сплаве, исчисляемом в десятых долях процента. Встречается в маркировке углеродистых инструментальных сталей и буква «А», указывающая на то, что сплав относится к высококачественным.

Маркировка инструментальной стали (на примере углеродистой) с указанием содержания дополнительных элементов

Большую категорию инструментальных сталей составляют быстрорежущие сплавы, которые обозначаются буквой «Р». После этой буквы следуют цифры, по которым можно определить содержание основного легирующего элемента для сталей данной категории — вольфрама.

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.

Особенности закалки, отжига

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

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

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

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.

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.

Инструментальные стали и сплавы

Углеродистая режущая сталь. Первым материалом для производства режущего инструмента применяли углеродистую режущую сталь, это материал известен уже давно, хорошо изучен и представляет собой следующие марки стали: У9А, У10А, У12А и У13А, число в которых указывает на десятые доли % углерода в его составе. Материал закаливается до показателя твёрдости 61 — 63 HRC. Механическая прочность режущего инструмента из этого материала достаточно высока, но этот материал имеет минимальный ресурс работы из всех известных инструментальных сталей и сплавов в связи с его низкой теплостойкостью и износостойкостью.

Низколегированные инструментальные стали — это углеродистая инструментальная сталь с невысоким содержанием (до 1%) легирующих добавок, таких как: ванадий, кремний, вольфрам, марганец, хром. Данный режущий материал имеет соответствующую маркировку, например: Х6ВФ, 95ХГСВФ, 9ХС, ХВГ. Указанные марки являются также самыми широкоприменяемыми из этой группы и закалены до твёрдости в 65 HRC. Повышенная износостойкость, по сравнению с обычными углеродистыми сталями, и столь же низкая теплостойкость в 250-350 °С — не позволяет обрабатывать твёрдые материалы и сплавы. Данные характеристики позволяют производить стандартные ручные и машинные инструменты для не отвественных и невысокоточных работ, для обработки материалов на низкой скорости и малых нагрузках. Преимуществом является низкая стоимость изготовления режущего материала из углеродистых и низколегированных углеродистых сталей.

Высоколегированная инструментальная сталь — изготовленная на основе высокоуглеродистой быстрорежущая сталь с содержанием углерода (С) 0,7-1,4% со значительным содержанием карбидов (карбид хрома, карбид молибдена, карбид ванадия, карбид вольфрама) — это значительно повышает теплостойкость материала (до 670 °С), повышает прочность инструмента и износостойкость. Эти характеристики позволяют увеличить скорость обработки в 2-4 раза по сравнению с предыдущими материалами в этой группе (УС и НЛИС). Ниже мы приводим сгруппированный список высоколегированных инструментальных сталей в хронологическом порядке появившихся в инструментальной промышленности с описанием их характеристик:

  • Р9 и Р18 — марки быстрорежущей инструментальной стали, которые впервые появились в производстве. Химический состав быстрорежущей стали Р9 — 0,8% углерода, 4% хрома, 9% вольфрама, 2% ванадия. Химический состав быстрорежущей стали Р18 — 0,8% углерода, 4% хрома, 18% вольфрама, 1% ванадия. Обладают одинаково высокой теплостойкостью. Повышенная в 2 раза износостойкость быстрорежущей стали Р18 по сравнению с Р9 из-за более высокого содержания свободных карбидов (примерно в 3 раза). Р18 значительно лучше шлифуется, чем Р9, и меньше «прижигается»*. В виду всех этих преимуществ и положительных качеств уже давно принято считать быстрорежущую сталь Р18 эталоном, в сравнении с которой оценивают другие марки режущего материала этой группы.
  • В попытках сократить расход дорогостоящего вольфрама и повысить режущие свойства режущего инструмента учёные и инженеры отечественных НИИ разработали множество марок молибденовых режущих сталей: Р9М4, Р6М5, Р6М3; кобальтовых режущих сталей: Р9К10, Р9К5; ванадиевых режущих сталей: Р18Ф2, Р14Ф4, Р12Ф3, Р9Ф5; и быстрорежущих сталей с комбинацией легирующих добавок: Р18Ф2К5, Р12Ф2М3К8, Р12Ф4К5, Р6М5К5. Эти марки быстрорежущих сталей, всего их более 40 видов, подразделяются по производительности и теплостойкости на группы: нормальная, повышенная и высокая: Режущая сталь с нормальной теплостойкостью — это инструментальная сталь с содержанием вольфрама Р9, Р12 и Р18, а также современные их аналоги — Р6М5 (импортный аналог — HSS), Р6М3.
  • Режущая сталь с повышенной теплостойкостью — это инструментальная сталь с содержанием 2% молибдена, от 2% до 4% вольфрама с 6% — 8% ванадия или 9% — 10% вольфрама с 4% — 5% ванадия. В эту группу также включены стали с легирующими добавками в виде 5% кобальта, 3,5% — 4% ванадия и ≤ 12% вольфрама. А также стали с 6% — 8% кобальта, 1,5% — 2% ванадия и ≤ 10% вольфрама. Примеры — Р6М5К5 (HSS Co), Р6М5К8, Р9К5.
  • Режущая сталь с высокой теплостойкостью — это высоколегированная углеродистая сталь, содержащит ≥ 12% кобальта, ≤ 18% вольфрама и ≤ 3,5% ванадия. В некоторых марках долю вольфрама уменьшают ≤ 14%, путём введения дополнительного количества молибдена.

Это интересно: Что такое холодная сварка для металла? Ее особенности, плюсы и минусы
Все инструменты для работы на станках в основном изготавливают из быстрорежущих сталей. Технологи и руководители металлообрабатывающих организаций обязаны разбираться в марках быстрорежущей стали, их характеристиках и свойствах легирующих добавок, поскольку эти данные позволят им обоснованно подойти к выбору марки быстрорежущей стали, которая будет оптимальной для конкретных условий работы и обрабатываемого материала. Этот выбор можно сделать только на основании технологических и эксплуатационных свойствах, обусловленных легирующими добавками входящими в состав быстрорежущих сталей.

Влияние легирующих добавок кобальта, ванадия, молибдена и вольфрама на свойства быстрорежущей стали

  • Вольфрам — является легирующей добавкой и придаёт быстрорежущей стали теплостойкость, повышает износостойкость и значительно повышает твёрдость. Принимаемая за эталон быстрорежущая сталь Р18 с содержанием 18% вольфрама в свободной форме отлично закаливается и шлифуется. Высокая теплостойкость (≤620°С) по отношению углеродистым и низколегированным углеродистым сталям обусловлена высоким содержанием вольфрама. Вольфрам незначительно снижает прочность и теплопроводность. Сталь Р18 менее пластична, чем Р9 и Р12. Высокая карбидная неоднородность (карбидные ликвации у неё несколько больше), поэтому она менее пластична, чем те же Р9 и Р12 и сложнее обрабатывается под давлением в нагретом состоянии.
  • Молибден — легирующая добавка для быстрорежущей стали с более выраженными характеристиками, чем у вольфрама. Содержание молибдена в стали снижают в 1,5 раза в сравнении с вольфрамом, сохраняя при этом тот же уровень теплостойкости. Сталь с содержанием молибдена в горячем состоянии более пластична, чем с вольфрамом, её легче обрабатывать на прессовом и кузнечном оборудовании. Кроме этого, молибден значительно повышает теплопроводность (отвод тепла из рабочей зоны). Повышенная прочность в сталях с содержанием молибдена ≤5%. Карбидная неоднородность в сталях с молибденом меньше, увеличивается интервал температур закалки. Минусом является обезуглероживание при нагревании перед закаливанием.
  • Ванадий — легирующая добавка для быстрорежущей стали, наделяющая её повышенной твёрдостью (≤ 67 HRC), повышает теплостойкость (≤ 635 °С). Несколько отрицательно воздействует на такие показатели как хрупкость, прочность и теплопроводность. Ванадий в стали ухудшает шлифуемость из склонности этих сталей к прижогам*, которая зависит от концентрации карбидов ванадия, поскольку они имеют малую теплопроводность и твёрже основного состава стали, чем больше ванадия — тем хуже в этом смысле.
  • Кобальт — как легирующая добавка в быстрорежущей стали образует в её составе мелкодисперсные интерметаллиды, а не карбиды как с хромом, молибденом, ванадием и вольфрамом, что увеличивает теплостойкость до 670 °С и твёрдость до 65 HRC. Кобальт значительно повышает теплопроводность, превосходя по этому показателю молибден. Быстрорежущая сталь с кобальтом, например Р6М5К5 (импортный аналог — HSS-Co), шлифуется лучше, чем ванадиевые стали. Несмотря на эти положительные характеристики, кобальт снижает прочность и повышает хрупкость, высокая карбидно-интерметаллидная неоднородность. Кроме того, кобальтовые свёрла дороже свёрл Р18 практически на 100%.

Применение режущего инструмента из сталей с повышенной и высокой теплостойкостью рационально только при работе на повышенных скоростях и обработке труднообрабатываемых материалов, посколько только в этом случае можно получить преимущество за счет более быстрой скорости обработки (в 3-4 раза более быстро), чем инструментами из быстрорежущих сталей нормальной теплостойкости. Стали нормальной теплостойкости имеют ряд преимуществ — низкая цена, более высокая прочность, легче обрабатываются. Очень важно учитывать профессионализм и оснащение производственной площадки всем необходимым инструментом для выполнения работ и заточки. В случае, если нарушаются рекомендации по закалке, отпуску, заточке и шлифования, то преимущества таких сталей не будут реализованы, кроме того инструмент будет испорчен (характеристики инструмента станут хуже, чем у инструмента из режущей стали с нормальной теплопроводностью) и возрастут расходы.

Дополнительно режущие свойства стали могут быть повышены добавлением в их состав азота в количестве 0,06% — 0,09%. Маркируется она очень просто, ставится буква А, например: Р6М5 — Р6АМ5 (АР6М5), АР18, АР12. Введение в состав быстрорежущей стали азота повышает на 1-2 HRC твёрдость и увеличивает режущие свойства на 20% — 30%.

Применение технологии порошковой металлургии в производстве режущих инструментов существенно увеличивает свойства быстрорежущих сталей. Процесс заключается в прессовании из порошка, прокатом и в конце процесса — ковка заготовки (упрочнение и придание формы). Данная технология позволяет получить режущую сталь более однородную по своей структуре, уменьшить деформацию при термобработке и улучшить износостойкость инструмента до 2-х раз.

Поскольку вольфрам имеет ограниченные запасы на Земле и при этом процесс получения вольфрама достаточно дорогостоящий, то в мире, как впрочем и в нашей стране, начали разрабатывать безвольфрамовые марки режущей стали, такие как: ЭК-42, ЭК-41, 11М5Ф и тд. Эти марки режущей стали по своим характеристикам аналогичны марке Р6М5.

Относительно недавно появились безуглеродные высоколегиронанные сплавы (дисперсионно-твердеющие ДТС) с содержанием углерода до 0,06%, например: В16М4К16Х4Н2, ЗВ20К20Х4, Р10М5К25, Р18М7К25, Р18МЗК25. Дисперсионное твердение данных сплавов во время закалки и отпуска приводит к повышению твёрдости до 69 HRC и теплостойкости ≤ 720 °С. Имеющие высокую прочность ≤2000 Н/мм2 режущие инструменты, изготовленные из этого материала, используются для работы с труднообрабатываемыми материалами, при это скорость резания возрастает в 1,5-2 раза в сравнении с быстрорежущей сталью Р18. Экономически нецелесообразно инструментами изготовленными из ДТС обрабатывать углеродистые и умеренно легированные конструкционные материалы, поскольку они имеют высокую стоимость и при обработке обычных материалов их свойства проявляются на уровне Р18Ф2 и Р9К5, не более.

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.

Это интересно: Слесарный шабер по металлу. Назначение, виды и характеристики

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.

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.

Легирующие элементы и их влияние на свойства сталей

Маркировка легированных сталей указывает на то, какие добавки в ней содержатся, а также на их количественное значение. Но также важно знать и то, какое именно влияние на свойства металла оказывает каждый из этих элементов в отдельности.

Добавка хрома увеличивает коррозионную стойкость, повышает прочность и твердость, является основным компонентом при создании нержавеющей стали.

Добавление никеля повышает пластичность, вязкость стали и коррозионную стойкость.

Титан уменьшает зернистость внутренней структуры, повышая прочность и плотность, улучшает обрабатываемость и коррозионную стойкость.

Присутствие ванадия уменьшает зернистость внутренней структуры, что повышает текучесть и порог прочности на разрыв.

Добавка молибдена дает возможность улучшить прокаливаемость, повысить коррозионную устойчивость и снизить хрупкость.

Вольфрам повышает твердость, не дает зернам увеличиваться при нагреве и снижает хрупкость при отпуске.

Маркировка легированных сталей

К категории легированных относится большое разнообразие сталей, что и вызвало необходимость в систематизации их буквенно-цифрового обозначения. Требования к их маркировке оговаривает ГОСТ 4543-71, согласно которому сплавы, наделенные особыми свойствами, обозначаются маркировкой, где на первой позиции стоит буква. По этой букве как раз и можно определить, что сталь по своим свойствам относится к определенной группе.

Пример расшифровки маркировки легированной стали

Так, если маркировка легированных сталей начинается с букв «Ж», «Х» или «Е» — перед нами сплав нержавеющей, хромистой или магнитной группы. Сталь, которая относится к нержавеющей хромоникелевой группе, обозначается буквой «Я» в ее маркировке. Сплавы, относящиеся к категории шарикоподшипниковых и быстрорежущих инструментальных, обозначаются буквами «Ш» и «Р».

Стали, относящиеся к легированным, могут принадлежать к категории высококачественных, а также особо высококачественных. В таких случаях в конце их марки ставится буква «А» или «Ш» соответственно. Стали, которые обладают обычным качеством, таких обозначений в своей маркировке не имеют. Специальное обозначение также имеют сплавы, которые получены прокатным методом. В таком случае в маркировке присутствует буква «Н» (нагартованный прокат) или «ТО» (термически обработанный прокат).

Точный химический состав любой легированной стали можно посмотреть в нормативных документах и справочной литературе, но получить такую информацию позволяет и умение разбираться в ее маркировке. Первая цифра позволяет понять, сколько углерода (в сотых долях процента) содержит легированная сталь. После этой цифры в марке перечисляются буквенные обозначения легирующих элементов, которые содержатся дополнительно.

Обозначение легирующих элементов в маркировке стали

После каждой такой буквы проставляется количественное содержание указанного элемента. Выражается это содержание в целых долях. После буквы, обозначающей элемент, может не стоять никакой цифры. Означает это то, что его содержание в стали не превышает 1,5%. Государственный стандарт 4543-71 регламентирует обозначение легирующих добавок, входящих в состав легированной стали: А — Азот, Б — Ниобий, В —Вольфрам, Г — Марганец, Д — Медь, К — Кобальт, М — Молибден, Н — Никель, П — Фосфор, Р — Бор, С — Кремний, Т — Титан, Ц — Цирконий, Ф — Ванадий, Х — Хром, Ю — Алюминий.

Использование легированных сталей

Сегодня сложно найти сферу жизни и деятельности, в которых бы не использовалась легированная сталь. Из инструментальных и конструкционных сталей производится практически любой инструмент: резцы, фрезы, штампы, измерительные устройства, шестерни, пружины, подвески, растяжки и многое другое. Нержавеющие легированные стали активно используются и в быту, из них изготавливают посуду, корпуса и другие элементы многих видов бытовой техники.

Легированные стали по причине их высокой стоимости используются только для производства самых ответственных конструкций и деталей, где изделия из других металлов просто не смогут выполнить возложенные на них задачи.

Источник

Инструментальная сталь

ООО “ПКФ “БМК” реализует Инструментальную сталь в большом ассортименте  по всей территории РФ. Предоставляем Отсрочку Платежа. Постоянное Наличие на складе. Резка на Заготовки. Вся продукция имеет сертификаты соответствия.  Предоставляем услуги по обработке металлопроката. Большой складской комплекс. Новейшее оборудование.

    

 

 

Инструментальная Сталь

Инструментальная сталь – это один из наиболее качественных материалов, применяющихся для изготовления различных инструментов. Улучшение параметров стали обусловлено в увеличенной доле углерода, входящего в её состав. Сортамент инструментальной стали включает в себя 13 позиций, начиная с У7, и заканчивая У12А. Цифра означает, сколько в составе стали углерода в десятых процента, а буква А – содержание серы и фосфора. Если эта буква присутствует в названии марки стали, то данная марка является очищенной, то есть высококачественной. По ГОСТ содержания указанных веществ в высококачественных марках стали – не более 0.003%.

Что касается содержания углерода, то стоит отметить, что штамповая инструментальная сталь может содержать меньшую долю данного вещества, так как она используется для производства термостойких деталей.

Например, инструментальная сталь марки у10а считается высококачественной, с содержанием углерода 1% от общей массы. Такая сталь отлично подходит для изготовления различных свёрл, столярных и других инструментов.

Инструментальная сталь купить в Москве можно у нескольких компаний, однако далеко не все из них предлагают своим клиентам действительно качественный, стоящий внимания товар.

ООО “ПКФ БМК” ведущий поставщик в России инструментальной стали, на протяжении е многих лет укрепляющий свои позиции на рынке. Все товары, которые компания предлагает покупателям, соответствуют не только государственным, но и международным стандартам качества. Купить углеродистую сталь Вы можете купить как оптом, так и в розницу. Несмотря на то, что все мощности и складские помещения компании расположены в городе Москва, заказы мы отправляем по всей территории Российской Федерации.

Поставщик инструментальной стали – это ответственная работа, так как от материала во многом зависит качество конечного изделия, которое будет из него изготовлено. Именно поэтому мы допускаем в продажу исключительно высококачественный материал.

Инструментальную сталь часто называют легированной, так как она содержит в своём составе вещество, существенно улучшающее её характеристики. Благодаря углероду, сталь становится коррозионностойкой, прочной и твёрдой. Легированные стали купить можно всего за несколько минут, оформив заказ или пообщавшись с нашим менеджером, который может не только принять заказ в телефонном режиме, но и дать дельные советы.

Купить инструментальную сталь в розницу могут как начинающие мастера для собственных нужд, так и предприниматели, которые только планируют попробовать наладить производство инструментов. Оптовые покупки зачастую выполняются владельцами успешных предприятий или цехов.

Для того чтобы быть уверенными в качестве покупки, стоит доверять исключительно профессионалам с хорошей репутацией, открытой ценовой политикой и документальным подтверждением качества товара.

 

Углеродистая инструментальная сталь – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Углеродистая инструментальная сталь

Cтраница 1

Углеродистые инструментальные стали ( ГОСТ 1435 – 74) выпускают среднего качества и высококачественные, содержащие меньше серы и фосфора. Буква А обозначает, что сталь высококачественной плавки.  [1]

Углеродистые инструментальные стали применяются для изготовления инструментов, работающих на низких режимах резания и при обработке изделий с невысокой твердостью.  [2]

Углеродистые инструментальные стали имеют достаточную твердость после закалки и низкого отпуска. Но прокаливаемость этих сталей относительно низкая. Для получения мартенсита их необходимо закаливать в воду. Однако это вызывает значительное коробление. Поэтому для режущего инструмента используют легированные стали, которые позволяют получить высокую твердость после закалки в масле и низкого отпуска в крупных изделиях.  [3]

Углеродистые инструментальные стали обладают малой устойчивостью аустенита и для получения структуры мартенси-га требуют охлаждения в воде.  [4]

Углеродистые инструментальные стали сохраняют режущие свойства только до 200 – 250, выше этой температуры они отпускаются.  [5]

Углеродистые инструментальные стали делятся на качественные и высококачественные. Последние содержат меньше серы, фосфора и остаточных примесей. Марки этих сталей обозначают буквой У – углеродистая, а цифры после нее указывают среднее содержание углерода в десятых долях процента. У высококачественных сталей в конце маркировки стоит буква А. Углерод существенно влияет на свойства стали. Чем выше его содержание, тем твердость, износо стойкость и хрупкость стали увеличиваются, но вместе с тем ухудшается ее обработка резанием.  [7]

Углеродистые инструментальные стали применяются для изготовления кузнечно-слесарного, штамповочного и металлорежущего инструмента. ГОСТ 1435 – 54 рекомендует следующие марки инструментальной стали: У7; У8; У8Г; У9; У10Г; У11; У12; У13 и такие же марки с индексом А. В обозначениях марок углеродистых инструментальных сталей буква У означает, что сталь инструментальная углеродистая, а цифра после буквы указывает на среднее количество углерода в десятых долях процента.  [8]

Углеродистые инструментальные стали

применяются для изготовления кузнечно-слееарно го, штамповочного и металлорежущего инструмента. ГОСТ 1436 – 54 рекомендует следующие марки инструментальной стали: У7; У8; У8Г; У9; У ЮГ; У11; У12; У13 и такие же марки с индексом А. В обозначениях марок углеродистых инструментальных сталей буква У означает, что сталь инструментальная углеродистая, а цифра после буквы указывает на среднее количество углерода в десятых долях процента.  [9]

Углеродистая инструментальная сталь с мелким аустенитым зерном отличается меньшим короблением при закалке в воде и расширенным интервалом закалочных температур.  [10]

Углеродистые инструментальные стали плохо свариваются. Обычно их сваривают нагорячо с применением специальных электродов и флюсов.  [11]

Углеродистая инструментальная сталь применяется для изготовления ударного, мерительного и режущего инструмента с последующей термообработкой. За последнее время применение углеродистых сталей для изготовления режущих инструментов для механической обработки систематически сокращается.  [12]

Углеродистая инструментальная сталь ( ГОСТ 1435 – 54) поставляется кованая или горячекатаная в виде круглого или квадратного проката, листового, полосового, шестигранного, а также холоднотянутая ( калиброванная) в виде круглого прутка, квадратного, шестигранного, профильного для напильников.  [13]

Углеродистые инструментальные стали характеризуются небольшой прокаливаемостью.  [14]

Углеродистые инструментальные стали, как следует из фиг. Отметим, что одно из преимуществ легированных инструментальных сталей ( в частности, ХГ и ХВГ) состоит в том, что при некотором их перегреве при закалке мартенсит сохраняет мелкоигольчатость, и твердость с повышением температуры закалки почти не уменьшается.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Инструментальные, углеродистые, качественные, высококачественные стали. применение, маркировка, расшифровка.


⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 5Следующая ⇒

Инструментальная сталь по сравнению с конструкционными углеродистыми сталями обладает значительно большей твердостью (особенно после закалки), но является более хрупкой. По химическому составу инструментальные стали подразделяются на инструментальные углеродистые (ГОСТ 1435- 54), легированные инструментальные (ГОСТ 5952-51) и быстрорежущие (ГОСТ 5952-51).

Инструментальные углеродистые стали по содержанию углерода и твердости подразделяются на низкоуглеродистые, содержащие углерод до 0,25%; среднеуглеродистые – от 0,25% до 0,6% и высокоуглеродистые – от 0,6 до 2%.

Углеродистые инструментальные стали в соответствии с ГОСТ 1435-54 обозначаются следующими марками: У7; У8; У8Г; У9; У10; У11; У12; У13. Буква У указывает, что сталь углеродистая, а следующая за ней цифра – среднее содержание углерода в десятых долях процента. Буква Г в марке показывает повышенное содержание марганца.

Углеродистые инструментальные стали бывают качественные и высококачественные.

К группе качественных сталей относятся марки стали без буквы А, к группе высококачественных сталей, более чистых по содержанию серы и фосфора, а также примесей других элементов – марки стали с буквой А. Буквы и цифры в обозначении этих марок стали означают: У – углеродистая, следующая за ней цифра – среднее содержание углерода в десятых долях процента, Г – повышенное содержание марганца.

Высококачественные углеродистые инструментальные стали, выплавляемые в электропечах, маркируются таким же образом, но с добавлением в конце буквы А, т. е. У7А, У8А и т. д. Буква А обозначает, что сталь является высококачественной (улучшенной), по составу более чистой, с пониженным содержанием серы (до 0,03%), фосфора (также до 0,03%), остаточных примесей и неметаллических включений. Содержание марганца в этих сталях колеблется в пределах от 0,15 до 0,40%; кремния от 0,15 до 0,35%.

Достоинством инструментальных углеродистых сталей является их хорошая обрабатываемость, невысокая твердость (160-180 НВ). Однако они имеют и крупные недостатки: небольшой интервал закалочных температур, необходимость быстрого охлаждения в воде при закалке, что приводит к короблению, деформации инструментов и даже образованию трещин.

Инструментальная углеродистая сталь применяется для изготовления различных инструментов (режущих, мерительных и др.), которые должны обладать высокой износоустойчивостью и красностойкостью.

Марки и области применения инструментальной стали приведены в табл.

 

Марка стали Содержание углерода (%), ГОСТ 1435-54 Твердость HB Назначение (примерно)
У7 0,65-0,74 156-187 Зубила, гладильный кузнечный инструмент, штампы, клейма, кувалды, кузнечные и слесарные молотки, плотничный инструмент
У8 У8Г 0,75-0,84 0,80-0,90 156-187 187-190 Ножи и вилы по металлу, пробойники, пуансоны, клейма, штампы, инструмент для обтески камня
У9 0,85-0,94 159-192 Дыропробойные штемпеля, кернеры, деревообрабатывающий инструмент
У10 У11 0,95-1,04 1,05-1,14 163-197 170-207 Резцы, сверла, метчики, развертки, плашки, ножовочные полотна, зубила для насечки напильников
У12 1,15-1,24 170-207 Резцы по металлу, фрезы, шаберы, развертки
У13 1,25-1,35 170-217 Резцы по твердому металлу, бритвы, шаберы, сверла

Испытание на твердось по Бринеллю и Роквеллу.

Твердость по Бринеллю

Испытание на твердость по Бринелю проводится путем вдавливания стального закаленного шарика диаметром 10 мм, 5 мм или 2,5 мм под действием нагрузки, величина которой определяется толщиной образца и уровнем измеряемой твердость. После снятия нагрузки на поверхности остается отпечаток, который измеряют с использованием особой лупы с делениями. Твердость определяется по формуле:

,

где Р– усилие, действующее на шарик, кг;

S– площадь поверхности отпечатка, мм²;

D– диаметр шарика, мм;

d– диаметра отпечатка, мм;

НВ– твердость по Бринеллю.

Образец для испытания на твердость должен быть плоскопараллельным, очищенным от окалины и других загрязнений. С целью повышения точности измерений количество отпечатков должно быть не менее 2, каждый отпечаток промеряется в двух перпендикулярных направлениях, и результат определяется как среднеарифметический. При этом расстояние от края образца до центра отпечатка должно быть не менее 2,5d, а расстояние между отпечатками>4d. Диаметры отпечатков должны находиться в пределах 0,2D<d< 0,6D.

Число твердости при стандартных условиях (шарик 10 мм, нагрузка 3000 кг, выдержка под нагрузкой 10 с) пишут так: НВ400 (твердость 400 единиц по Бринеллю). Если условия испытания другие, то обозначение твердости дополняется этими условиями. Например, НВ5/250/30-200 означает: число твердости 200 при испытании шариком 5 мм под нагрузкой 250 кг в течение 30 с.


Твердость испытываемых методом Бринелля материалов не должна превышать НВ450 во избежание деформирования стального шарика и искажения результатов испытания. Такими материалами являются цветные металлы и сплавы, а также сырые незакаленные стали и чугуны.

Твердость по Роквеллу.

Если использование метода Бринелля ограничено средней твердостью (до 450 НВ), то метод Роквелла позволяет измерить твердость до 1000 НВ, что намного расширяет круг испытуемых материалов и делает этот метод более универсальным. Мягкие материалы испытываются стальным шариком D= 1,58 мм, твердые – алмазным конусом с углом 120°. Для этого предусмотрены разные нагрузки: шарик нагружается средней нагрузкой – 100 кг, а конус – двумя нагрузками 150 и 60 кг. Большая нагрузка предусмотрена для измерения твердых и относительно прочных материалов, таких как закаленные стали. Твердые и хрупкие материалы, например, твердые сплавы, испытываются при малой нагрузке. В соответствии с этими нагрузками прибор имеет три шкалы измерения: А,B,C. В отличие от метода Бринелля твердость по Роквеллу измеряется не в кг/мм2, а в условных единицах, соответствующих разности между глубиной отпечатка от предварительной нагрузки – 10 кг и окончательной нагрузки. За единицу измерения принята величина, отвечающая осевому перемещению шарика или конуса на глубину 0,002 мм.

Это перемещение измеряется автоматически на приборе, и стрелка индикатора сразу показывает отсчет твердости по соответствующей шкале. Запись чисел твердости производится с обозначением шкалы, например, НRС60, НRВ90, НRА70. Твердость по Роквеллу – безразмерная величина. При необходимости твердость по Роквеллу может быть переведена на твердость по Бринеллю с использованием соответствующих переводных таблиц.

Метод Роквелла вследствие относительной простоты и высокой скорости, широкого диапазона материалов по твердости, высокой точности и небольшого отпечатка на испытуемом материале получил широкое применение. Рекомендуемые условия испытания приведены в таблице 4.2. Расстояние между центрами отпечатков либо до края образца не должно быть меньше 3 мм.

 


Рекомендуемые страницы:

Маркировка стали – Исходные материалы и их подготовка

Первые две цифры в марке стали обозначают среднее содержание углерода в сотых долях процента, цифры, следующие за буквами, обозначают количество данного легирующего элемента в процентах, округленных до целого числа. Если цифра с правой стороны буквы отсутствует, это значит, что содержание легирующего элемента в стали меньше или равно одному проценту. Буква А в конце марки означает высококачественную сталь (с уменьшенным содержанием вредных примесей — серы и фосфора). Например, марка 40Х означает, что сталь содержит (%): 0,4 углерода и до 1 хрохма. Марка 18ХГТ означает, что в стали (%): 0,18 углерода, до 1 хрома, до 1 марганца и до 1 титана. Марка 20ХГА означает, что сталь содержит (%): 0,20 углерода, до 1 хрома, до 1 марганца и сама высококачественна.

Сталь инструментальная углеродистая (ГОСТ 1435 — 54) выплавляется в мартеновских и электрических печах.

В этой стали содержится (%): углерода от 0,6 до 1,3; марганца 0,15—0,60; кремния 0,15—0,35; серы до 0,030 и фосфора до 0,035. Углеродистые инструментальные стали применяются для изготовления рубящего и режущего инструмента, подвергающегося ударным нагрузкам, для измерительного и деформирующего металлы инструмента, рабочие части которых должны обладать высокой твердостью и износоустойчивостью.

Инструментальные углеродистые стали выпускаются марок У7, У8, У9 и т. д. до У13.

Буква У означает углеродистая, цифра, следующая за нею, указывает на содержание углерода в десятых долях процента. В обозначении высококачественной инструментальной стали с пониженным содержанием серы и фосфора добавляется в конце марки буква А. Так, сталь инструментальная высококачественная с содержанием углерода 0,95—1,04% обозначается У10А.

Стали инструментальные легированные (ГОСТ 5950 — 63), идущие для изготовления штампов, прессформ для литья под давлением, режущего и измерительного инструмента, обладают высокой твердостью, хорошо сопротивляются износу и ударным нагрузкам при повышенных и высоких температурах. Кроме этого, стали, идущие на изготовление инструмента высокой точности, должны обладать незначительной деформацией при термической обработке. Этим требованиям удовлетворяют современные легированные инструментальные стали, в состав которых, кроме железа, углерода, марганца и кремния, входят в различных сочетаниях хром, вольфрам, ванадий, молибден, никель.

«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий

Укажите марку качественной конструкционной стали

1) сталь 30    3) У7А

2) ст. 3           4) У10

Сталь имеет максимальный предел прочности

1) У8А                       3) сталь 20

2) сталь 08кп             4) сталь 40

Марка конструкционной стали обыкновенного качества

1) сталь 10                3) У10

2) ст.1                                 4) сталь 30

Марка инструментальной высококачественной стали

1) сталь 30                3) У7А

2) ст3                         4) У8

5. Качество стали зависит от:

1) содержания углерода                3) способа раскисления

2) содержания серы и фосфора     4) содержания марганца

Сталь, имеющая минимальную пластичность

1) У10                        3) сталь 3

2) сталь 10               4) сталь 50

Марка рессорно-пружинной стали

1) У8А                                3) сталь 08пс

2) сталь 70                4) У10

Марка улучшаемой конструкционной стали

1) У8А                       3) сталь 45

2) сталь 80                4) У10

Марка цементуемой конструкционной стали

1) У8А                       3) сталь 15

2) сталь    60                       4) сталь 45

Содержание углерода (по массе в процентах) в сплаве эвтектоидного состава

1) 0,8 %                      3) 4,3 %

2) 2,14 %               4) 0,02 %

Сталь, имеющая максимальный предел прочности

1) У8А 3) сталь 20

2) сталь 08кп 4) ст3

Вредное явление, развивающееся из-за повышенного содержания примеси серы в стали

1) горячеломкость (красноломкость)       3) образуются флокены

2) хладноломкость                                4) хрупкость

Цифра в марке стали 45

1) содержание углерода                              3) предел прочности

2) номер сплава                                           4) содержание серы

Вредное явление, развивающееся из-за содержания примеси фосфора в стали

1) горячеломкость (красноломкость)        3) образуются флокены

2) хладноломкость                                      4) хрупкость

Марка конструкционной стали обыкновенного качества

1) сталь 30                                                   3) 30ХГТ

2) Ст3 пс                                                     4) У8

  16. Металлургическое качество стали определяется –

1) содержанием углерода

2) суммарным содержанием легирующих элементов

3) содержанием вредных примесей – марганца и кремния

4) содержанием вредных примесей – серы и фосфора

Условия выполнения задания

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется в аудитории во время занятия_

2.  Максимальное время выполнения задания: 40 мин.

3. Данный вид контроля рекомендуется использовать в качестве текущего контроля по мере освоения соответствующих тем  разделов  дисциплины.

ВАРИАНТ №2

 

Марка качественной конструкционной стали

1) У7                                                             3) сталь 30

2) ст. 3                                                     4) У10А

Марка инструментальной высококачественной стали

1) сталь 10                                                   3) сталь 45

2) У10А                                                        4) У7

3. Укажите сталь, структура которой в равновесном состоянии, состоит из 50 % феррита и  50 % перлита

1) сталь 40                                                     3) ст. 5

2) сталь 50                                                     4) У7А

Технологическое свойство, присущее автоматным сталям

1) хорошая штампуемость

2) хорошая обрабатываемость резанием

3) хорошая свариваемость

4) хорошая пластичность

Марка стали, используемой для литья

1) сталь 20Л                                              3) У9

2) сталь 60                                                 4) У7А

Цифра в марке стали Бст 3кп

1) содержание углерода                        3) предел прочности

2) номер сплава                                      4) содержание серы

Цифра в марке стали 30

1) содержание углерода                              3) предел прочности

2) номер сплава                                           4) содержание серы

Критерий, по которому стали делят: на стали обыкновенного качества, качественные и высококачественные

1) содержание углерода                               3) предел прочности

2) содержание серы и фосфора                    4) содержание кремния

Содержание углерода в среднеуглеродистых сталях составляет

1) (0,25 – 0,60) %                                          3) (0,60 – 0,80) %

2) (0,10 – 0,30) %                                     4) (0,80 – 1,20) %

По содержанию углерода инструментальные стали являются

1) высокоуглеродистыми

2) безуглеродистыми  высоколегированными

3) низкоуглеродистыми

4) среднеуглеродистыми

Примесь, вызывающая хладноломкость стали, это –

1) фосфор                                                  3) сера

2) марганец                                                    4) кремний

   13. Металлургическое качество стали определяется –

1) содержанием углерода

2) суммарным содержанием легирующих элементов

3) содержанием вредных примесей – марганца и кремния

4) содержанием вредных примесей – серы и фосфора

14. Ст3пс – это углеродистая сталь, конструкционная…

1) обыкновенного качества, с гарантированными механическими свойствами, с условным порядковым номером 3, полуспокойная

2) качественная, с гарантированным химическим составом, содержащая  0,3% углерода, полуспокойная

3) обыкновенного качества, с гарантированным химическим составом, с условным порядковым номером 3, полуспокойная

4) обыкновенного качества, с гарантированными механическими свойствами, содержащая 0,3% С, полуспокойная

Марка литейной стали

1) Л70                                                        3) сталь 60

2) 25Л                                                        4) У10

16. Марка стали 40.  – это сталь…

1) углеродистая конструкционная качественная, условный номер 40, спокойная

2) углеродистая конструкционная обыкновенного качества, содержащая 0,40 % С

3) углеродистая инструментальная качественная, содержащая 0,40 % С

4) углеродистая конструкционная качественная, содержащая 0,40 % С

 

Условия выполнения задания

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется в аудитории во время занятия_

2.  Максимальное время выполнения задания: 40 мин.

3. Данный вид контроля рекомендуется использовать в качестве текущего контроля по мере освоения соответствующих тем  разделов  дисциплины.

ЗАДАНИЕ № 16

Что такое инструментальная сталь? (Шесть групп с деталями)

Что такое инструментальная сталь?

Инструментальная сталь

относится к различным углеродистым и легированным сталям, которые особенно хорошо подходят для изготовления инструментов. Их пригодность обусловлена ​​их особой твердостью, стойкостью к истиранию и деформации, а также их способностью удерживать режущую кромку при повышенных температурах. В результате инструментальные стали подходят для использования при обработке других материалов.

Существует шесть групп инструментальных сталей: водоупрочняемые, холоднодеформированные инструментальные стали, ударопрочные, быстрорежущие, горячедеформированные и инструментальные стали специального назначения/пластмассы. Выбор группы зависит от стоимости, рабочей температуры, требуемой твердости поверхности, прочности, ударопрочности и требований к ударной вязкости. Чем тяжелее условия эксплуатации (более высокая температура, абразивность, коррозионная активность, нагрузка), тем выше содержание сплава и, следовательно, количество карбидов, необходимых для инструментальной стали.

1. Группа водоотверждения

Назван из-за его основного свойства закалки в воде. Эта группа инструментальных сталей представляет собой, по существу, простую высокоуглеродистую сталь.Он широко используется из-за его низкой стоимости.

Инструментальная сталь

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

2. Холодильная группа

Это группа из трех инструментальных сталей: закалки в масле, закалки на воздухе и высокоуглеродистой-хромистой.Стали этой группы обладают высокой прокаливаемостью и износостойкостью при средней ударной вязкости. Как правило, они используются при производстве более крупных деталей или деталей, требующих минимальных искажений при закалке.

Как закалка в масле, так и закалка на воздухе снижают деформацию и более высокое напряжение, вызванное быстрой закалкой в ​​воде. Благодаря этому они менее склонны к растрескиванию.

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

Первой инструментальной сталью с воздушной закалкой была мушетная сталь, которая в то время была известна как сталь с воздушной закалкой.

Современные стали воздушной закалки характеризуются малой деформацией при термической обработке из-за высокого содержания хрома. Их обрабатываемость хорошая, и они имеют баланс износостойкости и ударной вязкости (т. е. между D- и ударопрочными классами).

  • 2.3. Высокоуглеродистый хром,

          2.3.1. D-тип

Тип D, относящийся к классу инструментальных сталей для холодной обработки, содержит от 10% до 13% хрома. Эти стали сохраняют свою твердость до температуры 425 ° C (797 ° F). Общие области применения этих инструментальных сталей включают штампы для ковки, блоки штампов для литья под давлением и штампы для волочения. Из-за высокого содержания хрома некоторые инструментальные стали типа D часто считаются нержавеющими или полунержавеющими, однако их коррозионная стойкость очень ограничена из-за осаждения большинства их хромовых и углеродных компонентов в виде карбидов.

Инструментальная сталь

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

А А2 – А10 Закалка на воздухе, средние сплавы
Д Д2 – Д7 Высокоуглеродистый, с высоким содержанием хрома
О О1 – О7 Закалка в масле, низкоуглеродистая

         2.3.2. 1.2767 тип

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

Следующие марки стали также относятся к группе сталей для холодной обработки.

Код AISI Обозначение AISI Тип инструментальной стали
Ш от W1 до W7 Высокоуглеродистая сталь, закаливаемая в воде
W1 А – 1В Углерод
Вт2 – Вт3 Углерод-ванадий
W4 – W5 Углерод-хром
W7 Углерод Хром Ванадий

3.Ударопрочная группа

Этот класс обладает высокой ударопрочностью и хорошей прокаливаемостью. Он предназначен для защиты от ударов как при низких, так и при высоких температурах. Он также имеет очень высокую ударную вязкость и относительно низкую стойкость к истиранию.

Карбидообразующие сплавы

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

4. Группа высоких скоростей

Инструментальные стали

типа Т и М используются для режущих инструментов, когда необходимо сохранить прочность и твердость при высоких температурах.

Быстрорежущая сталь (HSS или HS) представляет собой разновидность инструментальных сталей, обычно используемых в насадках и режущих инструментах. Он часто используется в пилах и сверлах. Он превосходит более старые инструменты из высокоуглеродистой стали, которые широко использовались в 1940-х годах, поскольку он может выдерживать более высокие температуры без потери качества (твердости). Это свойство позволяет быстрорежущей стали резать быстрее, чем высокоуглеродистая сталь, отсюда и название быстрорежущей стали. При комнатной температуре, при их обычно рекомендуемой термообработке, марки быстрорежущей стали обычно демонстрируют высокую твердость (выше 60 HRC) и стойкость к истиранию (обычно связанную с содержанием вольфрама и ванадия, часто используемого в быстрорежущей стали) по сравнению с обычными углеродистыми и инструментальными сталями.

М М1, М7, М10 Молибден
М30, М33, М34, М42, М43, М46, М47 Молибден, Кобальт
М2, М3, М4 Молибден, Вольфрам
М6, М15, М35, М36< М41, М44, М45 Молибден, вольфрам, кобальт
Т Т1, Т2, Т3, Т7, Т9 Вольфрам
Т4, Т5, Т6, Т8, Т15 Вольфрам, кобальт

5.Группа горячей обработки

Инструментальные стали

группы H были специально разработаны для сохранения прочности и твердости при длительном воздействии повышенных температур.

Стали для горячей обработки представляют собой группу сталей, используемых для резки или формовки материала при высоких температурах. Инструментальные стали группы Н были разработаны для повышения прочности и твердости при длительном воздействии повышенных температур. Эти инструментальные стали являются низкоуглеродистыми и легированными от умеренного до высокого, что обеспечивает хорошую жаропрочность и ударную вязкость, а также достаточную износостойкость благодаря значительному количеству карбида.от h2 до h29 основаны на содержании хрома 5%; от h30 до h49 основаны на содержании вольфрама 9-18% и содержании хрома 3-4%; h50 до H59 основаны на молибдене.

Н Н 10, Н 21, Н 22, Н 23 Хром, Молибден
h24, h26, h29, h33 Хром, Вольфрам
h30, h31, h32, h34, h35, h36 Вольфрам
h25, h51, h52, h53 Молибден

6.Группа специального назначения / Пластиковая пресс-форма Сталь

Инструментальная сталь

P-типа является сокращением от сталей для пластиковых форм. Они разработаны в соответствии с требованиями штампов для литья цинка под давлением и штампов для литья пластмасс под давлением. Распространенные марки стали, такие как P20, 420 и т. д.

Инструментальная сталь

L-типа является сокращением от низколегированной инструментальной стали специального назначения. L6 очень жесткий.

Инструментальная сталь типа

F закалена в воде и значительно более износостойкая, чем инструментальная сталь типа W.

Ф Ф1 Высокоуглеродистые низколегированные сплавы
Ф2, Ф3 Вольфрам
Л Л1, Л3, Л7 Углерод > 0.65%, хром
Л2 Углерод <0,65%, Хром
Л6 Углерод > 0,65%, никель
С С1, С3 Вольфрам
С2, С4, С5, С6 Кремний
С7 Хром
Р Р1- Р20, Р21 Низкоуглеродистая литейная сталь

Инструментальные стали представляют собой металлургически «чистые» высоколегированные стали, которые выплавляются при относительно небольших плавках в электрических печах и производятся с особым вниманием к однородности.Их можно дополнительно очищать аргонно-кислородным обезуглероживанием (AOD), вакуумными методами или электрошлаковым рафинированием (ESR). В результате инструментальные стали часто используются для критических высокопрочных или износостойких применений. Из-за высокого содержания легирующих элементов инструментальные стали должны подвергаться прокатке или ковке с осторожностью, чтобы производить прутки удовлетворительного качества.

Для достижения наилучших свойств инструментальные стали всегда подвергаются термообработке. Поскольку детали могут деформироваться во время термообработки, прецизионные детали должны быть полуфабрикатными, термообработанными, а затем законченными.При жидкостной закалке наиболее вероятно возникновение сильных деформаций, поэтому следует выбирать сплав, обеспечивающий необходимые механические свойства при наименьшей жесткой закалке.

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

марок инструментальной стали | Special Tool & Engineering, Inc.

27 августа 2021 г. | импульс | Блог

Стальные инструменты позволяют человечеству превращать дерево, пластик и металл в миллиарды предметов, улучшающих качество жизни.Применительно к инструментальной стали два слова имеют большое значение: кромка и удар. Стальные сплавы с относительно высоким содержанием углерода легче затачивать до тонкой кромки, и эта острота выдерживает суровые условия производства. И наоборот, низкоуглеродистую сталь трудно довести до тонкой кромки, но она выдерживает многократные удары. Чтобы выбрать правильный тип инструментальной стали для проекта, полезно понимать марки и их место в производственном процессе.

Типы инструментальной стали

Как и все стали, инструментальная сталь содержит железо, углерод, марганец, фосфор и серу.С этой начальной точки легирование металлов и ряд производственных процессов объединяются для получения марок инструментальной стали в шести категориях с буквенным кодом:

  • W-класс: закалка в воде
  • O-класс: закалка в масле
  • A-класс: воздух Закалка
  • Марка D: Тип D
  • Марка S: Ударопрочная
  • Марка Н: Горячая обработка

Каждая буквенная марка, в свою очередь, содержит несколько типов сплавов, обозначаемых цифрами, например, А2 и О1.

Марки инструментальной стали

В зависимости от бюджета проекта и варианта использования любой из этих многих типов может оказаться наиболее подходящим.

Закалка в воде: марка W

Самая старая и наименее дорогая марка инструментальной стали получила свое название от этапа закалки в воде в производственном процессе. Закалка является важной стадией быстрого охлаждения, которая объединяет молекулы сплава и железа в закаленной стали. Типы марки W не содержат ни одного из легирующих элементов, присутствующих в других марках инструментов, и, таким образом, в процессе закалки в воде получается сталь с мягким сердечником и высокой твердостью. При тщательном отжиге сталь марки W обладает самой высокой обрабатываемостью среди всех инструментальных сталей.Благодаря высокому содержанию углерода некоторые сорта стали марки W не нуждаются в дополнительной термической обработке. Типы класса W размягчаются при температуре выше 300 градусов по Фаренгейту и плохо подходят для использования при высоких температурах.

Использование инструмента W-класса W-класса включает в себя:

  • Цветочные изделия
  • Tebossing Taps
  • Гравировальные штампы
  • Сверла
  • Круговые корзины
  • Бритвенные лезвия
  • Tool Traine Tool

6 Окрашивание масла: O-класс

Как и марки W, марки O представляют собой относительно недорогую высокоуглеродистую сталь.Типы класса O обычно содержат следы хрома и марганца для облегчения закалки. По сравнению с закалкой в ​​воде закалка в масле обеспечивает более медленное охлаждение на стадии производства. Это постепенное охлаждение позволяет получить инструментальную сталь с гораздо меньшей вероятностью деформации на этапе термической обработки. Полученный сплав также менее хрупок.

Тип O1, самый популярный сплав класса O, представляет собой инструментальную сталь общего назначения, которая сохраняет кромку при заточке. В производственных условиях этот сплав популярен для изготовления зажимных приспособлений, направляющих, пуансонов и штампов.Сталь О1 поддается сварке, но сплав требует осторожного нагрева во избежание трещин.

Сплав типа О6 включает кремний и хром с более высоким содержанием. Этот хорошо поддающийся механической обработке сплав демонстрирует исключительную износостойкость металла по металлу. Тип O6 также удерживает масло при смазке, что делает этот сплав идеальным выбором для нарезания резьбы. Сплав O6 хорошо подходит для изготовления кулачков, втулок, лезвий ножниц и пластин грануляторов.

Воздушная закалка: класс A

Инструментальные стали, закаленные на воздухе, предлагают прекрасный баланс цены, прочности, ударной вязкости и обрабатываемости.При диаметре до 100 мм содержание хрома 5 % позволяет закалке типов инструментальной стали класса А воздухом или сжатым газом. Типы инструментальной стали с воздушной закалкой сохраняют низкую деформацию на этапе термообработки при их производстве. Этот метод приводит к получению стали, которая обеспечивает лучшую износостойкость, чем марки O, при более низкой стоимости, чем сталь марки D с высоким содержанием хрома.

A2 является наиболее часто используемой инструментальной сталью класса A, и ее типичные области применения включают режущие инструменты для деревообработки, пробойники средней мощности и молотки.Тип A2 также используется в литье пластмасс под давлением для менее сложных форм. Тип A7 использует хром и ванадий для обеспечения износостойкости с улучшением на 50% по сравнению с его двоюродным братом A2. Способный противостоять износу от песка, гравия и шлама, тип A7 хорошо подходит для инструментов для уплотнения порошка, инструментов для экструзии керамики и вкладышей кирпичных форм.

Другое использование для типов класса включает в себя:

  • Токарное токарное токарное токарное избиение
  • Промышленные умирающие формы
  • Images
  • Промышленные ножи
  • Оправления
  • Оправки
  • D-типа: D-класс

    7

    На 1% больше углерода и почти в три раза больше хрома по сравнению с инструментальной сталью класса A, типы стали класса D лучше всего подходят для высокотемпературных применений.Некоторые сплавы класса D включают молибден, кобальт или ванадий, чтобы еще больше повысить тепловые характеристики. Способные сохранять свою твердость при температурах, приближающихся к 800 градусам по Фаренгейту, инструментальные стали класса D идеально подходят для литья под давлением, гибки и ковки штампов. Наряду с высокой термостойкостью типы D устойчивы к износу при скользящем контакте с другими металлами. Эта стойкость к истиранию позволяет использовать инструментальную сталь марки D в качестве штампов для волочения стержней, труб и проволоки. Производители стали используют как воздушную, так и масляную закалку для своей продукции марки D.

    Другие приложения для типов D включают в себя:

    • Ковка Dies
    • Автомобильные клапаны двигателя
    • Инструменты ламинирования
    • Инструменты Knurling
    • Ножи для обработки продуктов питания

    Ударопрочное: S-класс

    7

    с низкой углеродистой сталью Чтобы выдерживать постоянные сильные удары, инструментальная сталь марки S является предпочтительным материалом для бит отбойного молотка и сверхмощных пробойников. Кремний, хром и вольфрам придают сплавам класса S ударопрочность, но за счет низкой стойкости к истиранию.Производители стали используют закалку в масле для стали марки S диаметром до 60 мм и закалку в воде для более крупных деталей. Помимо ударопрочности, инструментальные стали марки S также превосходны в широком диапазоне температур и обеспечивают обрабатываемость выше среднего.

    Сталь типа S7 является разумным выбором для инструментов для холодной обработки, включая ножницы, долота и пробойники. Тип S7 также подходит для инструментов с температурой ниже 1000 градусов по Фаренгейту. Обладая самой высокой ударной вязкостью среди сталей класса S, тип S5 является лучшим выбором для пневматических муфт инструментов и штамповочных штампов.Другие приложения для типов S-класса включают в себя:

    • Tableware Dies
    • Gook Pun Hammers
    • Древесины Ножи
    • Древесина Chuck Jaws
    • Chaking Dies
    • Chakuge Dies
    • Добыча добыча

    Горячая работа: H-класс

    Типы марки H представляют собой низкоуглеродистые инструментальные стали, хорошо подходящие для экстремальных температурных условий. Это качество обусловлено уникальным этапом производства стали. В процессе горячей обработки сталь нагревается выше температуры рекристаллизации металла.Молекулярные изменения, вызванные этим нагревом, позволяют получить инструментальные стали с исключительной однородностью. Хотя процесс горячей обработки не улучшает внутреннюю прочность металла на растяжение, его однородность значительно снижает риск образования трещин в стали марки H.

    Среди инструментальных сталей марки Н являются рекордсменами по красной твердости, качеству сохранения твердости при нагреве до тускло-красного цвета. Три легирующих металла позволяют точно настроить типы H-класса для различных производственных задач:

    • Хром: Типы от h2 до h29 содержат 5% хрома, что дает сплав, способный выдерживать быстрые циклы нагрева и охлаждения.Эта стойкость к термической усталости делает хромовые сплавы класса H предпочтительным металлом для штампов горячей штамповки. В процессе литья под давлением эти сплавы выполняют роль вставок, стержней и полостей. При литье пластмасс под давлением инструментальная сталь марки H, легированная хромом, превосходно подходит для пресс-форм с полостью.
    • Вольфрам: Типы от h30 до h49 содержат до 18% вольфрама. Этот сплав выдерживает длительный контакт с горячими металлами, что позволяет использовать его в экструзионных головках для латуни, никеля и стали.Вольфрамовый сплав класса H идеально подходит для производства оправок.
    • Молибден: Для типов от h50 до H59 5%-ное содержание молибдена обеспечивает сплав для экстремальных температурных условий. Обладая высокой коррозионной стойкостью и отличной стойкостью к истиранию, молибденовые сплавы превосходно подходят для изготовления штампов и штампов.

    Заключение

    Выбор правильных марок инструментальной стали жизненно важен для успеха проекта. Не менее важен выбор производителя инструмента. Собственные возможности Special Tool & Engineering позволяют нам удовлетворять потребности в инструментах самых требовательных мировых производителей уже более двух десятилетий.

     

    Поделиться: Facebook Twitter Google+ LinkedIn Pinterest

    Какие марки и области применения инструментальной стали?

    Инструментальные стали

    представляют собой разновидность углеродистой и легированной стали с такими ключевыми свойствами, как жесткость, износостойкость, долговечность и устойчивость к размягчению при высоких температурах. Инструментальные стали содержат карбидообразующие элементы, такие как ванадий, молибден, хром и вольфрам. Он также содержит кобальт и никель, которые помогают улучшить их характеристики при высоких температурах.Обычно он подвергается термической обработке для повышения твердости и используется для штамповки, формовки, резки и резки металлов, а также для изготовления пластика.

    Марки и применение инструментальной стали

    Инструментальные стали классифицируются по категориям, каждая из которых имеет уникальные характеристики с точки зрения твердости поверхности, рабочей температуры, прочности или долговечности, ударопрочности и стоимости.
    Категории инструментальной стали:

    1. Закалка водой.
    2. Закалка на воздухе.
    3. Закалка в масле.
    4. D-класса.
    5. Высокая скорость.
    6. Ударопрочный.

    Закалка водой

    Закалка в воде или класс W, приблизительно соответствует высокоуглеродистой стали. Поскольку это не очень дорого, его редко используют в ситуациях с более высокой температурой. Эта сталь имеет высокую твердость, но является хрупкой по сравнению с другими инструментальными сталями. Закалка в воде необходима для всех инструментальных сталей класса W из-за чрезмерного изгиба и разрушения.
    Холодная разводка, режущие инструменты и ножницы, гравировальные станки, токарные станки и посуда — все это популярные области применения инструментальной стали марки W.

    Закалка на воздухе Стали марки

    A содержат материал с высоким содержанием хрома, который лучше реагирует на более высокие температуры. Инструментальные стали марки А обладают высокой степенью обрабатываемости. Они также обладают высокой износостойкостью и выносливостью.
    Крашение и гибка, монеты, тиснение, холодное формование, ламинирование, холодная обжимка, холодная обрезка, ножи для измельчения, ножи для холодной резки, ножи для деревообработки – популярные области применения инструментальной стали класса A.

    Закалка в масле или O-Grade

    Этот инструмент отличается прочностью и устойчивостью к истиранию, что делает его пригодным для широкого спектра применений. Он считается универсальным, что делает его чрезвычайно прочным.
    Популярные области применения инструментальной стали O-Grade.

    • Оправки и втулки.
    • Резьбонарезные/резьбонарезные.
    • Цанги и заготовка штампов.
    • Холодная штамповка и холодная обрезка.
    • Втулка сверла,
    • Датчики и инструменты для накатки

    D-классы.

    D-Grades представляет собой высокоуглеродистую инструментальную сталь с высоким содержанием хрома, которая сочетает в себе характеристики сопротивления истиранию и закалки на воздухе вместе. Как правило, инструментальная сталь включает штампы для ковки, литье под давлением, блоки штампов и штампы для волочения.
    Инструментальная сталь класса D применяется в

    • Инструменты для полировки
    • Резка напильником
    • Резак для бумаги
    • Гибка штампов
    • Заглушка
    • Чеканка
    • Плашки для холодной высадки
    • Волочение проволоки

    Высокая скорость

    Быстрорежущая инструментальная сталь обычно используется для режущих инструментов.
    Методы машинной резки выделяют много тепла. С другой стороны, быстрорежущие стали не теряют твердости при высоких температурах, что делает их идеальным применением.
    Высокоскоростные инструменты применимы в следующих

    • Пильные полотна
    • Сверла
    • Фрезы
    • Зуборезы
    • Фрезы

    Ударопрочный или класс S

    S- Марка инструментальной стали предназначена для того, чтобы выдерживать удары при высоких или низких температурах.Он имеет более низкий углеродный материал, который помогает достичь необходимой твердости. Марка S обладает высокой ударной вязкостью, но стойкость к истиранию очень низкая.
    Ниже приводится применение S – Grade

    .
    • Инструменты для взбивания
    • Детали сцепления
    • Холодная штамповка
    • Горячее обжатие
    • Горячая обрезка
    • Рубильные ножи
    • Холодный сдвиг и горячий сдвиг.

    Pipingmart – портал B2B, специализирующийся на промышленной, металлической и трубопроводной продукции.Кроме того, делитесь последней информацией и новостями, касающимися продуктов, материалов и различных типов марок, чтобы помочь бизнесу в этой отрасли.

    7 ключевых факторов, которые следует учитывать при выборе инструментальной стали марки

    Инструментальные стали

    содержат огромное количество углерода и различных легирующих элементов. Эти элементы улучшают его физические свойства, а также делают их идеальным выбором для различных типов приложений.Инструментальная сталь подходит для использования во многих областях. Эта инструментальная сталь доступна во многих различных марках, таких как инструментальные стали для холодной обработки, в том числе инструментальные стали для закалки в масле, инструментальные стали для закалки в воде и инструментальные стали для воздушной закалки. Другие сорта инструментальной стали, такие как инструментальные стали для горячей обработки, быстрорежущие инструментальные стали и ударопрочные инструментальные стали. Крайне важно уметь распознавать точную инструментальную сталь для различных целей. Вот семь факторов, которые следует учитывать при выборе инструментальной стали:

    Жизненно важные удары

    Инструментальные стали обычно сложные и хрупкие.Когда удары происходят на элементах, это может привести к образованию трещин. Ударопрочные инструментальные стали представляют собой комбинацию, созданную для того, чтобы выдерживать значительные удары, поскольку они обладают более высоким уровнем ударной вязкости по сравнению с другими инструментальными сталями. Эта повышенная ударная вязкость сопровождается снижением твердости и сопротивления усталости по сравнению с различными разновидностями инструментальных сталей. Следовательно, ударопрочные инструментальные стали подходят только для тех применений, где требуется, чтобы сталь выдерживала жизненно важные и немедленные удары. Ударопрочные инструментальные стали бывают марок S1, S2, S5.

    Пригодность для высоких скоростей

    Некоторые инструменты приводятся в действие настолько быстро и быстро, что вырабатываемая энергия может возникать при повышенных температурах. Это может повлиять на инструментальную сталь двумя различными способами. Первое влияние заключается в том, что повышенная температура снижает твердость и сопротивление износу инструмента. Второе влияние заключается в том, что инструмент проходит несколько циклов за такое короткое время, и износ инструмента может наступить очень быстро. Для этого типа применения идеально подходят быстрорежущие инструментальные стали.Они предназначены не только для обеспечения механических характеристик, устойчивых к высоким температурам, но и для обеспечения лучшей устойчивости к износу, чтобы ограничить износ инструмента при демонстрации нескольких циклов за минимальное время. Марки, которые используются в быстрорежущих инструментальных сталях, такие как T1, M7 и M42.

    Пригодность к высоким температурам

    Высокие температуры могут изменять механические характеристики инструментальной стали. Это особенно справедливо для инструментальных сталей, поскольку некоторые из них подвергались термообработке, и их повторный нагрев может сделать эту термообработку бесполезной.Инструментальные стали для горячей обработки являются обычной альтернативой при использовании при высоких температурах. Потому что они с меньшей вероятностью теряют свою твердость, а также износостойкость при высоких температурах. Это связано с тем, что эта инструментальная сталь содержит сравнительно большое количество вольфрама и молибдена. Инструментальные стали для горячей обработки включают такие марки, как h22, h23 и h29. Они обычно используются для экструзионных головок, литейных форм и ножей для горячей резки.

    Пригодность для низких температур Инструментальные стали

    для холодной обработки изготавливаются для использования при низких температурах.Этот тип инструментальной стали состоит из закаливаемых в масле и на воздухе инструментальных сталей. Они содержат большее количество легирующих элементов, таких как марганец, хром и молибден. Это обычно делает эту инструментальную сталь более дорогой, чем инструментальные стали, закаливаемые в воде. Зато обладает максимальными полезными механическими свойствами. Этот тип инструментальной стали выпускается таких марок, как D2, O2 и A7.

    Цена Инструментальная сталь

    с различными ценными легирующими элементами пригодна для использования в производственном процессе.Инструментальные стали с закалкой водой доступны по разумным ценам с отличными механическими свойствами. Эти марки получают лучшие из своих улучшенных механических свойств от большого количества углерода. Эта инструментальная сталь закалена в воде, чтобы сделать ее твердой. Эта закаливаемая в воде инструментальная сталь бывает разных марок, таких как W1, W2 и W3. Эта инструментальная сталь идеально подходит для использования в малобюджетных приложениях.

    Пригодность для литья пластмасс

    Литье пластмасс обычно требует использования точного типа инструментальной стали.Они обычно не используются для каких-либо других целей, кроме изготовления пластиковых форм и различных форм для металлов с низкими температурами плавления. Эта инструментальная сталь выпускается таких марок, как P2, P3 и P5.

    Инструментальная сталь по индивидуальному заказу

    Существуют уникальные типы инструментальных сталей для современных и антикварных применений. Этот тип инструментальной стали обычно является эксклюзивным. Эта специализированная инструментальная сталь доступна на рынке многими производителями и поставщиками, но она имеет высокие цены.Этот тип инструментальной стали доступен в соответствии с требованиями приложения.

    Pipingmart – портал B2B, специализирующийся на промышленной, металлической и трубопроводной продукции. Кроме того, делитесь последней информацией и новостями, касающимися продуктов, материалов и различных типов марок, чтобы помочь бизнесу в этой отрасли.

    Система определения марок инструментальной стали

    В зависимости от химического состава инструментальные стали можно разделить на углеродистые инструментальные стали, легированные инструментальные стали и быстрорежущие стали (высоколегированные инструментальные стали).Легированная инструментальная сталь (здесь именуемая инструментальной сталью) представляет собой тип углеродистой и легированной стали, которая хорошо подходит для изготовления инструментов благодаря своей твердости, стойкости к истиранию и способности выдерживать высокое давление. Американский институт чугуна и стали (AISI) и Общество автомобильных инженеров (SAE) используют базовую алфавитно-цифровую систему для обозначения углеродистых и легированных инструментальных сталей. Некоторые серии инструментальной стали обладают дополнительной устойчивостью к коррозии благодаря дополнительным химическим свойствам, таким как ванадий, некоторые серии имеют ограничения, чтобы свести к минимуму вероятность растрескивания, в то время как закалка водой с содержанием марганца, а другие серии предлагают различные методы, отличные от воды, для закалки материала. , например масло.Основные серии легированной инструментальной стали, включая:

     

    Серия S: Ударопрочные типы

    Ударопрочная инструментальная сталь была разработана для сопротивления ударам при низких или высоких температурах. Низкое содержание углерода требуется для достижения необходимой ударной вязкости. Эта группа металлов обладает высокой ударной вязкостью, но низкой стойкостью к истиранию. Типичные области применения инструментальной стали S-класса включают в себя ударные инструменты, инструменты для котельных, долото для холодной обработки, обжимку, рубильные ножи.Ударопрочные марки стали, включая S1(T41901), S2(T41902), S4(T41904), S5(T41905), S6(T41906), S7(T41907).

    Серия А: Среднелегированная инструментальная сталь для холодной обработки с воздушной закалкой

    Инструментальная сталь серии А представляет собой очень универсальную, универсальную инструментальную сталь, характеризующуюся низким коэффициентом деформации при термообработке за счет повышенного содержания хрома. Эта инструментальная сталь имеет хорошую обрабатываемость и баланс износостойкости и ударной вязкости. Типичные области применения инструментальной стали A-Grade включают оправки, кулачки, гибку штампов, штамповку, чеканку, тиснение, холодное формование, ламинирование.Марки стали для закалки на воздухе, включая A2 (T30102), A3 (T30103), A4 (T30104), A5 (T30105), A6 (T30106), A7 (T30107), A8 (T30108), A9 (T30109), A10 (T30110), А11(Т30111).

     

    Серия D: Инструментальная сталь для холодной обработки с высоким содержанием углерода и хрома

    Инструмент для холодной обработки с высоким содержанием углерода и хрома (сталь воздушной закалки) был разработан для сочетания как стойкости к истиранию, так и характеристик закалки на воздухе. Общие области применения этих инструментальных сталей включают штампы для ковки, блоки штампов для литья под давлением и штампы для волочения.AISI D2 (T30402) — широко используемая инструментальная сталь серии D. Другие типы, включая D3 (T30403), D4 (T30404), D5 (T30405), D6 (T30406), D7 (T30407).

     

    Серия O: Инструментальная сталь для холодной обработки с закалкой в ​​масле

    Инструментальная сталь серии O обладает хорошей износостойкостью и ударной вязкостью для широкого спектра применений. Типичные области применения инструментальной стали O-Grade включают в себя оправки, втулки, резьбонарезные станки, заготовку штампов, холодное формование, холодную обрезку, инструменты для накатки. Типы серии O, включая O1(T31501), O2(T31502), O6(T31506), O7(T31507) Серия H: Инструментальная сталь для горячей обработки

    Инструментальная сталь для горячей обработки используется для резки материала при высоких температурах.H-группа имеет дополнительную прочность и твердость для длительного воздействия повышенных температур. Они имеют низкое содержание углерода и умеренно высокое содержание дополнительных сплавов. AISI h2-h29 содержат 5% хрома, h30-h49 – вольфрама, а h50-59 – молибдена. h23 (T20813) является наиболее широко используемой промышленной инструментальной сталью для горячей обработки.

     

    Помимо упомянутых выше серий, имеются также несколько следующих серий:

    Серия T: Быстрорежущая сталь на основе вольфрама

    Серия M: Быстрорежущая сталь на основе молибдена

    Серия W: Инструментальная сталь с закалкой водой

    P серия: Пластиковая форма

    Серия L: Низколегированная инструментальная сталь специального назначения

    Серия F: Углеродистая вольфрамовая инструментальная сталь специального назначения

     

    Выбор серии инструментальной стали зависит от ряда факторов, таких как необходимость острого резания, ударная нагрузка, стойкость к истиранию и термическая обработка.Lkalloy — ведущий поставщик инструментальной стали AISI и быстрорежущей стали, предлагающий широкий выбор марок, форм и размеров инструментальной стали. Свяжитесь с нами, чтобы узнать об инструментальной стали.

     

    Ссылки

    https://en.wikipedia.org/wiki/Tool_steel

    Инструментальная сталь – как ее производят? Марки и области применения инструментальной стали

    Инструментальные стали — это еще одна классификация или тип металла, который вы можете найти на рынке.

    Из названия легко понять, что инструментальные стали входят в группу сталей .Это наиболее распространенная группа металлов, используемых сегодня в машиностроении.

    Инструментальные стали, наряду с нержавеющими сталями, относятся к подгруппе легированных сталей. Оба они содержат легирующие элементы, которые придают им необходимые свойства для определенных применений. И мы собираемся выяснить, как эти свойства соотносятся с маркой инструментальной стали.

    Что такое инструментальная сталь?

    Как упоминалось ранее, в обрабатывающей промышленности используются различные типы сталей для различных целей. Либо как часть производственного процесса, либо как часть конечного продукта.

    Судя по названию, вы можете иметь представление об основном назначении инструментальной стали. Независимо от того, производите ли вы ручные инструменты или станки, такие как штампы или сверла, инструментальная сталь — идеальный выбор. Некоторые из основных свойств, которые делают эту легированную сталь лучшим вариантом для изготовления инструментов, включают:

    • Достаточно высокая твердость материала, что делает его устойчивым к деформации и сплющиванию.
    • Высокая прочность, устойчивая к поломкам и сколам.
    • Износостойкость, включающая стойкость к истиранию и эрозии.
    • Хорошие термические свойства, обеспечивающие способность сохранять форму и острые режущие кромки даже при очень высоких температурах.

    Другие области применения инструментальных сталей, на которые следует обратить внимание, — это модификация и ремонт станков и штампов, что может быть очень актуально для некоторых отраслей металлообрабатывающей промышленности. Кроме того, этот тип стали очень полезен при производстве пресс-форм для литья под давлением благодаря его стойкости к истиранию.

    Инструментальные стали бывают разных марок. Каждый сорт имеет более конкретные свойства в зависимости от того, как с ним обращаются. Например, некоторые сорта получают дополнительные химические свойства от таких компонентов, как ванадий. Ванадий повышает стойкость инструментальной стали к коррозионному износу.

    Другие включают меньшее количество марганца, чтобы уменьшить возможность образования трещин при закалке.

    Теперь, если вы спрашиваете, как это возможно, продолжайте читать, и вы узнаете.

    Как производятся инструментальные стали?

    Существуют различные процессы, которые можно использовать для производства инструментальной стали, но все они имеют нечто общее.Производство инструментальной стали должно осуществляться в контролируемых условиях для обеспечения высокого качества.

    Что касается содержания, то инструментальные стали обычно содержат от 0,5% до 1,5% углерода. Другие компоненты, такие как вольфрам, ванадий, хром и молибден, добавляются в разных пропорциях для достижения более специфических свойств.

    Некоторые из наиболее часто используемых процессов в производстве инструментальной стали включают:

    • Плавка в электродуговой печи
    • Электрошлаковое рафинирование
    • Первичная поломка
    • Роллинг
    • Горячее и холодное волочение
    • Непрерывное литье

    Электродуговая печь (ЭДП) Плавка

    Этот процесс также известен как первичное плавление.Он основан на плавлении металлической стружки, полученной в результате процессов измельчения и поставщиков. В основном при плавке в ЭДП используются остатки различных способов обработки металла.

    Электродуговая плавка

    широко используется из-за низких производственных затрат. Тем не менее, может потребоваться дополнительная обработка для достижения максимально возможного качества и свойств. Примером этого является отжиг для предотвращения растрескивания.

    Процесс состоит из двух шагов:

    • Быстрое плавление лома в печи.
    • Рафинирование расплавленного металла в отдельной емкости, что позволяет перерабатывать большие объемы металла.

    Необходимо избегать загрязнения расплава в процессе. Вот почему контролируемые условия так важны.

    Электрошлаковая очистка (ЭШР)

    Электрошлаковое рафинирование также известно как электрошлаковый переплав. На протяжении всего процесса металл плавится постепенно. Полученные слитки имеют хорошее качество поверхности без заметных дефектов.

    Кроме того, инструментальная сталь, полученная с помощью этого процесса, обладает другими замечательными качествами, незаметными невооруженным глазом:

    • Лучшая обрабатываемость в горячем состоянии
    • Высшая чистота
    • Повышенная пластичность
    • Повышенная усталостная прочность

    Хотя электрошлаковое рафинирование является довольно дорогим процессом, оно является хорошим выбором для наиболее специализированных применений.

    Первичная поломка

    Этот процесс производства инструментальной стали требует определенного оборудования.Например, гидравлические прессы с открытой матрицей или ротационные ковочные машины.

    Тем не менее, разнообразие поперечных сечений, достигаемых с помощью процесса первичной разбивки, компенсирует стоимость машин. Возможно изготовление квадратных, прямоугольных, полых и ступенчатых профилей. Максимальная длина варьируется от 6 до 12 метров.

    Наиболее важно то, что инструментальная сталь, изготовленная методом первичной разбивки, обеспечивает повышенное качество, практически полное отсутствие дефектов и высокую прямолинейность.

    Прокатка

    В настоящее время прокатные станы используются подряд.Эти ряды могут включать более 20 мельниц. Процесс начинается с индукционной печи, в которой сталь нагревается.

    Существуют и другие варианты нагрева металла, например печи с шагающими балками. Процесс нагрева осуществляется быстро, чтобы избежать потери углерода, что известно как обезуглероживание.

    Далее следует горячая прокатка, придающая металлу первоначальную форму. Каждый валок прижимает листы немного тоньше, пока не будет достигнута необходимая толщина.

    В зависимости от требований к размерам на очереди может стоять холодная прокатка. Этот метод прокатки обеспечивает очень точные допуски на конечный продукт.

    С развитием технологий в сталелитейной промышленности процесс автоматизирован. Прокат производит листы стали в рулонах. Время, необходимое для изготовления одной катушки, составляет около 12 минут.

    Горячее и холодное волочение

    Использование волочения для производства инструментальной стали позволяет получить большие допуски, меньшие размеры и определенные профили.

    Из-за высокой прочности инструментальной стали и пониженной пластичности холодное волочение ограничивается одним легким проходом. Это помогает предотвратить растрескивание материала.

    Горячее волочение с температурой до 540°C, допускает несколько проходов. Это также увеличивает прочность инструментальной стали.

    Непрерывное литье

    Это процесс, который помогает снизить затраты при производстве инструментальных сталей. После литья используются другие виды обработки и процессы для получения лучших свойств.Некоторые из наиболее распространенных процессов, используемых после литья, включают отжиг, ковку в молотке и прокатку.

    Другие процессы

    Важно подчеркнуть, что большинство процессов, которые традиционно использовались для производства инструментальных сталей, имеют общий недостаток – периоды охлаждения довольно длительны. Это иногда приводит к грубой структуре, которая обеспечивает низкое качество и ограниченные свойства.

    Порошковая металлургия

    Для устранения этой проблемы было сделано множество разработок.Самые современные процессы, такие как порошковая металлургия и процессы скопа, позволяют производить инструментальные стали с высоким содержанием углерода, хрома и улучшенными свойствами. К ним относятся:

    • Лучшая обрабатываемость
    • Лучшая реакция на термообработку
    • Повышенная шлифуемость

    Единственной проблемой этих новых процессов является увеличение затрат из-за необходимости использования специального оборудования и опыта. Тем не менее, мы можем ожидать снижения цен, поскольку эти процессы станут более распространенными в будущем.

    Наиболее распространенные марки инструментальной стали с применением

    Инструментальные стали

    делятся на 5 групп. Каждый из них имеет свои особенности в отношении таких аспектов, как твердость поверхности, прочность или ударная вязкость, рабочая температура, ударопрочность и стоимость.

    Эти пять групп:

    • Водоотталкивающий
    • Холодная обработка
    • Ударопрочный
    • Высокоскоростной
    • Горячая обработка

    Группа холодной обработки состоит из трех марок: маслозакалки, воздушной закалки и марки Д.

    Водозакалка или марки W

    В эту группу входят недорогие высокоуглеродистые стали с высокой твердостью. Фактор цены делает его наиболее широко используемым среди инструментальных сталей.

    Однако хрупкость является побочным эффектом твердости класса W. Также они не подходят для работы при повышенных температурах.

    Название происходит от того факта, что все стали этой группы закалены в воде. Закалка в воде может привести к трещинам и короблению чаще, чем закалка в масле или закалка на воздухе.По этой же причине продажи, хотя и по-прежнему лидируют, снижаются по сравнению с другими сортами.

    Наиболее распространенные области применения инструментальных сталей класса W включают:

    • Резаки и ножи
    • Столовые приборы
    • Тиснение
    • Сверла
    • Лезвия для бритвы
    • Токарные инструменты

    Закалка на воздухе или класса А (холодная обработка)

    Инструментальные стали марки

    A имеют более высокое содержание хрома, что приводит к лучшей реакции на термообработку.Обрабатываемость инструментальных сталей марки А достаточно хорошая. Кроме того, они обладают отличной износостойкостью и прочностными характеристиками.

    Наиболее распространенные области применения инструментальной стали класса А включают, но не ограничиваются:

    • Кулачки
    • Гибочные матрицы
    • Заглушки
    • Штампы для чеканки
    • Штампы для тиснения
    • Плашки для ламинирования
    • Ножи измельчителя
    • Токарные центры
    • Формы для литья пластмасс под давлением
    • Пуансоны для холодной экструзии

    Класс D (холодная обработка)

    В этой группе мы находим инструментальные стали, которые сочетают в себе характеристики класса W и класса A.С одной стороны, они содержат большее количество углерода по сравнению с водоотверждаемым типом. С другой стороны, они обладают описанными выше свойствами, характерными для типа закалки на воздухе.

    Из-за высокого содержания хрома инструментальные стали серии D часто также относят к категории нержавеющих. Но защита от коррозии на самом деле довольно ограничена.

    К наиболее распространенным приложениям относятся:

    • Инструменты для полировки
    • Резаки
    • Матрицы для холодной экструзии
    • Плашки для ламинирования
    • Ножи для деревообработки
    • Токарные центры
    • Вытяжные штампы
    • Формы для литья пластмасс под давлением
    • Рулоны для закатки
    • Формовочные валки

    Закалка в масле или марки O (холодная обработка)

    Эта группа инструментальных сталей обладает высокой стойкостью к истиранию и высокой ударной вязкостью.Считается, что это сталь общего назначения, что делает ее очень универсальной.

    Большинство областей применения аналогичны инструментальным сталям марок A и D, но также включают:

    • Втулки
    • Фрезы для нарезания резьбы
    • Цанги
    • Мастер-валики для гравировки
    • Датчики
    • Пуансоны

    Ударопрочные или марки S

    Эта группа включает низкоуглеродистые инструментальные стали и имеет очень высокие значения ударной вязкости.Это позволяет им быть очень устойчивыми к ударам как при низких, так и при высоких температурах.

    Однако они не очень устойчивы к истиранию из-за того же низкого содержания углерода.

    Наиболее актуальными областями применения инструментальных сталей марки S являются:

    • Части отбойного молотка
    • Кузнечные долота
    • Долото для холодной обработки
    • Долото для горячей обработки
    • Детали сцепления
    • Штампы для горячей штамповки
    • Матрицы холодного захвата
    • Ножи измельчителя
    • Пневматические инструменты
    • Горячие штампы

    Быстрорежущая инструментальная сталь

    Эти инструментальные стали особенно распространены в режущих инструментах.

    Методы механической резки приводят к выделению большого количества тепла. Тем не менее, быстрорежущие стали не теряют своей твердости при высоких температурах, что делает их идеальным вариантом использования.

    Общие области применения быстрорежущих сталей:

    Горячая обработка или марки H

    При резке материала при очень высоких температурах вы можете использовать инструментальную сталь из этой группы. Они имеют высокие показатели прочности и твердости и сохраняют свои характеристики при длительной работе при высоких температурах.

    Это достигается за счет низкого содержания углерода, но высокого содержания других легирующих элементов.

    Наиболее распространенные области применения инструментальных сталей класса H включают:

    • Корпуса
    • Горячая штамповка
    • Блоки-муляжи для горячей экструзии
    • Формы для литья пластмасс под давлением
    • Пуансоны для горячей обработки

    Выбор инструментальной стали, которая вам действительно нужна, зависит от свойств, требуемых в вашем конкретном случае. Наиболее распространенными механическими свойствами, которые следует учитывать, являются твердость поверхности, ударная вязкость, рабочая температура и ударопрочность.

    При этом важно включить в матрицу оценки стоимость каждого материала.

    Кроме того, очень полезно ответить на вопросы о требованиях к острым кромкам или резке, насколько важна стойкость к истиранию и требуемый метод термообработки.

    Со всей этой информацией вы должны быть готовы пойти и сделать свой выбор!

    вещей, которые следует учитывать при выборе инструментальной стали марки

    Отрасли обрабатывающей промышленности, которые занимаются изготовлением различных типов режущих инструментов, ручных инструментов, штампов для машин и т. д., как правило, максимизируют свойства инструментальных сталей.Инструментальные стали — это углеродистые легированные стали, которые известны своей твердостью, стойкостью к истиранию и способностью сохранять форму при высоких температурах. Большинство этих материалов производится с помощью различных процессов термической обработки.

    Не все инструментальные стали одинаковы. Инструментальные стали можно разделить на различные марки, причем некоторые из них обладают повышенной устойчивостью к коррозии и повреждениям за счет присутствия определенных элементов. Некоторые распространенные элементы, присутствующие в инструментальных сталях, включают вольфрам, хром, ванадий и молибден.

    Если вы выбираете подходящую марку инструментальной стали для своего конкретного применения, необходимо тщательно рассмотреть следующие важные моменты.

    Ударная нагрузка

    Некоторые типы инструментальных сталей имеют тенденцию быть твердыми и хрупкими, что делает их восприимчивыми к трещинам при сильных ударах. К счастью, ударопрочные инструментальные стали обладают похвальной степенью прочности, что позволяет им выдерживать удары и удары. Однако одним недостатком инструментальных сталей этого типа является незначительное снижение их общей твердости и износостойкости.Таким образом, ударопрочные инструментальные стали должны использоваться только для инструментов, которые, как ожидается, будут сталкиваться с большими внезапными ударами при ежедневном использовании. Зубила, ножницы и молотки могут изготавливаться из ударопрочных инструментальных сталей.

    Высокие температуры

    Еще одна вещь, которую следует учитывать при выборе подходящей марки инструментальной стали, — это воздействие на инструмент высоких температур. Видите ли, большинство инструментальных сталей подвергаются термообработке. Если когда-либо инструментальные стали снова нагревать, то их твердость и износостойкость могут ухудшиться, поскольку это противоречит предыдущему процессу термообработки.Для высокотемпературных применений следует выбирать инструментальные стали для горячей обработки, так как они не теряют основных ценных свойств даже при воздействии повышенных температур. Инструментальные стали для горячей обработки подходят для изготовления литейных форм и ножей для горячей резки.

    Низкие температуры

    Применение при низких температурах также может повлиять на общие свойства инструмента. Итак, ваш инструмент должен быть изготовлен из холоднодеформированных инструментальных сталей, чтобы они могли эффективно выдерживать разрушительное воздействие низких температур.Эта марка инструментальной стали имеет повышенное содержание хрома, марганца и молибдена, что избавляет ее от быстрой закалки. Хотя наличие этих легирующих элементов делает инструментальные стали для холодной обработки более дорогими, чем другие, они все же помогают этим инструментальным сталям достигать хороших механических свойств. Стали для холодной обработки отлично подходят для пуансонов, штампов и калибров.

    Высокоскоростные уровни

    Есть несколько инструментов, которые будут использоваться при быстром перемещении и работе.А с неподходящей маркой инструментальной стали вы можете ожидать снижения твердости и износостойкости вашего инструмента. Кроме того, ваш инструмент будет быстро изнашиваться, как только он будет использоваться на высоких скоростях. Чтобы предотвратить подобные ситуации с вашими инструментами, вы должны изготавливать их из быстрорежущих инструментальных сталей, так как они обладают высокой износостойкостью и стойкостью к высоким температурам. Быстрорежущие инструментальные стали могут использоваться для изготовления сверл, компонентов насосов и режущих лезвий.

    Выбор марки инструментальной стали для вашего набора инструментов должен основываться на этих элементах.Если вам нужна помощь в изготовлении инструментов, не стесняйтесь обращаться к нам в Gunna Engineering.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *