РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА

имени И.М. Губкина

Кафедра металловедения и неметаллических материалов

Курсовая работа

№17 по курсу материаловедения

ТЕМА: «Обосновать выбор стали Р9 для изготовления режущего инструмента (фрез, сверл, разверток), твердость после термической обработки HRC 62-64. Указать возможные замены. Назначить режим термической обработки. Описать структуру после термообработки»

Выполнил: студент группы *****

*****

Проверил: профессор, д.т.н.

Бакаева Р.Д.

Москва 2012

СОДЕРЖАНИЕ

1. Задание…………………………………………………………...…………2

2. Введение…………………………………………………………...………..2

3. Требования к изготовлению режущих инструментов…………..……….3

4. Общие сведения об инструментальных сталях……………………..……3

5. Характеристики стали Р9………………………………………………….4

6. Обоснование выбора стали……………………………………………..…5

7. Термическая обработка……………………………………………………7

8. Заключение…………………………………………………………………9

9. Список использованной литературы…………………………………….10

Задание

Для изготовления режущего инструмента (фрез, сверл, разверток) выбрана сталь Р9. Твердость после термической обработки HRC 62-64.

Обосновать выбор стали. Указать на возможные замены. Назначить режим термической обработки. Описать структуру после термообработки.

Введение

Резание – способ обработки материала, при котором с обрабатываемой заготовки срезается слой металла специально оставленный для обработки.

Этот слой называется припуском. В ряде случаев припуск может быть достаточно большим и сниматься за несколько подходов.

Согласно ГОСТ 25751-83, режущий инструмент – это инструмент для обработки резанием, то есть инструмент для формирования новых поверхностей отделением поверхностных слоев материала с образованием стружки. По обрабатываемому материалу режущий инструмент различают на металлорежущий и дереворежущий инструмент. Металлорежущий инструмент – разновидность режущего инструмента, предназначенная для изменения формы и размеров обрабатываемой металлической заготовки путем удаления части материала в виде стружки с целью получения готовой детали.

При резании на контактных поверхностях режущего инструмента возникает давление и одновременно возникает большое количество тепла. Также в процессе обработки происходит скольжение и трение обрабатываемого материала по контактным поверхностям режущего инструмента. Поэтому материал режущего инструмента должен обладать свойствами, гарантирующими его работоспособность. Качество инструментального материала оценивается механическими свойствами, зависящими от структурного состояния или химического состава.

Требования к изготовлению режущего инструмента

• Высокая твердость

Для того, чтобы выполнить возложенную на него задачу, режущий инструмент не должен истираться обрабатываемым материалом во время работы.

• Горячая твердость

Необходимо, чтобы инструментальный материал не разрушался при при больших скоростях резания и, соответственно, высокой температуре.

• Красностойкость

Сталь должна сохранять при нагреве высокую твердость и износостойкость.

• Высокая прочность

Высокая прочность гарантирует то, что инструмент не начнет крошиться.

• Материал должен хорошо поддаваться обработке

Срок службы инструмента, который не поддается обработке, как правило, очень мал и пользоваться таким инструментов неудобно, а затраты на покупку нового инструмента могут быть очень велики.

Общие сведения об инструментальных сталях

Инструментальная сталь – сталь с содержанием углерода от 0,7% и выше. Эта сталь отличается высокой твердостью и прочностью и применяется для изготовления инструмента. Инструментальная сталь делится на качественную и высококачественную. Содержание серы и фосфора в качественной инструментальной стали – 0,035% каждого, в высококачественной – 0,025% каждого. Выпускается по ГОСТ 1435-99.

Достоинства углеродистых инструментальных сталей состоит в их малой стоимости и достаточно высокой твердости по сравнению с другими инструментальными материалами.

Характеристики стали Р9^*

Сталь Р9 – сталь инструментальная быстрорежущая. Применяется для изготовления инструментов простой формы, не требующих большого объема шлифовки, для обработки обычных конструкционных материалов.

Относится к ледебуритному классу. Сталь заэвтэктоидная, структура – перлит + цементит вторичный.

Химический состав, % (ГОСТ 19265-73)

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Mo	W	V	Co
0.85-0.95	до 0,5	до 0,5	до 0,4	до 0,03	до 0,03	3,8-4,4	до 1	8,5-9,5	2,3-2,7	до 0,5

Механические свойства стали в состоянии поставки (после отжига) при 20°С

(ГСССД 9-79)

σв	σТ	δ5	ψ	KCU	Термообработка
МПа	МПа	%	%	кДж/м2	-
840	490	10	29	260	Состояние поставки

Твердость Р9 после отжига

HB=255 МПа

σ_в – предел прочности, [МПа]

σ_Т – предел текучести, [МПа]

δ₅ – относительное удлинение, [%]

ψ – относительное сужение, [%]

KCU – ударная вязкость, [кДж/м²]

HB – твердость по Бринеллю, [МПа]

*Данные из марочника сталей сплавов В.Г. Сорокина, стр. 446

Температуры критических точек

Ac1	820°C
Ac3	870°C
Ar3	780°C
Ar1	740°C
Mn	180°C

*Данные из марочника сталей сплавов В.Г. Сорокина, стр. 446