Тема 6.2. Інструментальні леговані сталі

1. Класифікація інструментальних сталей за призначенням, прогартовуваністю, теплостійкістю.

2. Марки сталей, властивості, термічна обробка, застосування.

3. Тверді металокерамічні сплави, групи, марки, властивості, застосування.

В інструментальних сталях С = 0,7-1,5%; л.е. = 1-25%.

Інструментальні сталі повинні мати:

• високу твердість;

• високу міцність;

• високу зносостійкість;

• теплостійкість (здатність зберігати високу твердість при нагріві);

• достатню прогартовуваність.

Леговані інструментальні сталі в порівнянні з вуглецевими мають більшу теплостійкість і прогартовуваність.

Класифікація інструментальних сталей:

1. Низьколеговані сталі для різальних інструментів.

Теплостійкість низька (200-250^оС), тому застосовують для виготовлення інструменту невеликого діаметру (різців, свердл, фрез, розверток, мітчиків і т.п.) при невеликих швидкостях різання.

Марки:

Ø до 20 мм – сталь 7ХФ; ХВ4 (низька прогартовуваність);

Ø до 25 мм – сталь Х;

Ø до 35 мм – сталь 9ХС;

Ø до 45 мм – сталь ХВГ;

Ø до 80 мм – сталь ХВСГ.

Приклад розшифровки: сталь 9ХС – інструментальна легована сталь, яка містить в середньому 0,9% вуглецю, приблизно по 1% хрому і кремнію.

Теплостійкість – 200-250^оС.

Т.о. – гартування від t =810-870^оС в маслі, низький відпуск; HRC 62-64.

2. Швидкорізальні сталі – високолеговані сталі, теплостійкість – 600-650^оС; швидкість різання в 2-4 рази більше, ніж у інших сталей.

Основні легуючі елементи – W, Mo, Co; С ≈ 1%.

Марки позначають буквою «Р» («rapid» - швидкий), число після Р – середній вміст вольфраму у %.

Марки: сталь Р18; Р9; Р6М5; Р18М5; Р9К10; Р12Ф3.

Приклад розшифровки: сталь Р6М5 – швидкорізальна сталь з середнім вмістом вуглецю 1%, вольфраму 6%, молібдену 5%.

Це сталі ледебуритного класу. Їх після кування піддають відпалу, потім гартують від t = 1210-1290^оС (для розчинення вторинних карбідів в аустеніті) в маслі і піддають 3-кратному високому відпуску (t = 550-570^оС). Структура після гартування: М + К + А_зал (25-30%). Після відпуску твердість збільшується (вторинна твердість) через виділення карбідів – HRC 63-67.

Застосування: для виготовлення всіх видів різальних інструментів.

3. Сталі для вимірювальних інструментів.

Властивості: висока твердість, зносостійкість, постійність розмірів, добра оброблюваність.

Марки: сталі У8 – У12; сталь Х; ХГС; ХВГ; 9ХС –для виготовлення калібрів, шаблонів, мікрометрів; сталь 15Х; 20Х – для виготовлення скоб, лінійок.

Приклад розшифровки: сталь ХВГ – інструментальна легована сталь, яка містить в середньому 1% вуглецю, по 1% хрому, вольфраму та марганцю.

Т.о. – гартування в маслі + низький відпуск; HRC 63-64.

4. Сталі для штампів холодного деформування.

Властивості: висока зносостійкість, достатня міцність, задовільна в’язкість.

Марки: сталі У10-У12; сталь Х; ХВГ; ХВС (Ø до 25 мм); Х12; Х12М; Х12Ф1; Х6ВФ – для великих штампів складної форми.

Т.о. – гартування + низький відпуск; HRC 60-63.

Теплостійкість – 200-350^оС.

5. Сталі для штампів гарячого деформування: С = 0,3-0,6%.

Властивості: добра теплостійкість, зносостійкість, теплопровідність, в’язкість, міцність.

Марки: сталь 5ХНМ; 5ХГМ; 5ХНВ (теплостійкість – 500-550^оС);

сталь 4Х5В2ФС; 4Х5МФ1С (теплостійкість до 600^оС);

сталь 3Х2В8Ф; 5Х3В3МФС (теплостійкість – 600-700^оС).

Приклад розшифровки: сталь 4Х5В2ФС – інструментальна легована сталь, яка містить в середньому 0,4% вуглецю, 5% хрому, 2% вольфраму, по 1% ванадію та кремнію.

Т.о. – гартування + високий відпуск; HRC 35-50.