Быстрорежущая сталь. Ее свойства и классификация

Видео: Изучаем химические свойства концентрированной серной кислоты!

В наше время быстрорежущая сталь продолжает оставаться ведущим материалом для производства разнообразных металлообрабатывающих насадок и режущего инструмента. Такие сплавы часто используются при изготовлении станочных пил, сверл и рабочих головок буров. Несмотря на появившееся сейчас большое разнообразие всевозможных твердосплавных композитных и керамических материалов, обеспечивающих даже большую производительность обработки, быстрорежущие инструментальные стали прочно удерживают свои позиции.

Широкое применение таких сплавов для производства сложнопрофильных режущих инструментов обусловлено сочетанием в них высокого показателя прочности (до 68 HRC) и теплостойкости (они не теряют своих рабочих свойств даже при температуре 650°С) с высоким значением вязкости, значительно превышающим аналогичный показатель для твердосплавных композитных материалов. К тому же быстрорежущая сталь обладает чрезвычайно высокой технологичностью, что подразумевает хорошую обрабатываемость способом давления и резания.

Какие свойства будет иметь такой сплав, зависит от легирующих добавок. Обычно быстрорежущая сталь представляет собой многокомпонентную систему с содержанием хрома, молибдена, вольфрама, кобальта и ванадия. Наличие различных составляющих, а также их содержание в процентном отношении указывается при маркировке. Литера Р здесь означает, что сталь является быстрорежущей, последующая цифра указывает содержание вольфрама в процентах. Дальнейшие буквы обозначают наличие других легирующих элементов, а цифры, идущие вслед за литерами, – их процентную массовую долю в сплаве. Так, буква М означает наличие в системе молибдена, Ф – ванадия, К – кобальта, А – азота.

Видео: Фрагмент ВИДЕО УРОКА по Технологии - Сталь и её виды.

По содержанию легирующих добавок быстрорежущая сталь может классифицироваться на вольфрамовую, молибденовую, вольфрамо-молибденовую. В особую группу выделяются металлы, легированные кобальтом. Такие сплавы, как правило, применяются при изготовлении инструментов для обработки труднообрабатываемых деталей из жаропрочных сплавов. Быстрорежущая сталь, легированная ванадием главным образом предназначена для производства инструментов так называемой "чистовой" отделки – протяжек, разверток и прочих.

Самая распространенная и, пожалуй, старейшая марка быстрорежущей стали Р18 служит для изготовления сложных и фасонных резьбонарезных инструментов. Средства же стандартной формы для высококачественной обработки металла изготавливаются преимущественно из сплава марки Р9. Из нее делают фрезы, резцы и тому подобное.

Видео: Ножевые стали #1: M390

По рабочему температурному режиму быстрорежущие стали делятся на три категории: сплавы с нормальной, повышенной и высокой теплостойкостью. К первой группе принадлежат вольфрамовые (Р18, Р9) и вольфрамо-молибденовые (Р6М5). Такие марки применяются при обработке цветных металлов, конструкционных сталей и чугуна.

Для материалов второй категории характерным является чрезвычайно высокое содержание кобальта, углерода и ванадия. Наиболее популярная марка в данной группе - Р6М5Ф3. Ванадиевым сталям свойственна повышенная износостойкость. Единственный их серьезный недостаток – плохая шлифуемость, так как твердость карбидов ванадия не уступает аналогичному показателю электрокорундового шлифовального диска.

И, наконец, стали третьей категории характеризуются невысоким процентом содержания углерода, что делает их пригодными для обработки жаропрочных, нержавеющих и титановых сплавов. Еще одна их характерная отличительная черта – большого число легирующих элементов. К этой группе относятся такие марки, как 3В20К20Х4Ф, В11М7К23 и др.