Хімічний склад швидкорізальних сталей помірної теплостійкості
Выбрать не более 3-4 марок стали (Р12, Р6М5, Р6М3, Р9), составить общую табл с их хим составом, описать, каково назначение л.э., каково их влияние на стр-ру и св-ва, привести диаграмму железо- вольфрам с описанием
Они обозначаются в соответствии с ГОСТ 19265- 73 и содержат 0,7-1,5 %С, поставляются высококачественными. Они маркируются Р18, Р6М5 и др. В марках стали буквы и цифры обозначают Р – быстрорежущая (от англ. слова “Rapid” – быстрый, скорый), цифра, следующая за буквой – среднюю массовую долю вольфрама, М – молибден, Ф – ванадий, К – кобальт; цифры, следующие за буквами, означают соответственно массовую долю молибдена, ванадия, кобальта.
Основними легуючими елементами швидкорізальних сталей, які забезпечують їх теплостійкість, є вольфрам та його хімічний аналог – ванадій. Ванадій, утворюючи дуже твердий карбід VC, підвищує зносостійкість інструменту, але погіршує шліфуємість Лахтин, Леонтьева.
У відпаленому стані структура швидкорізальних сталей складається із α–твердого розчину і карбідів. Основними карбідами в швидкорізальних сталях є: М6С, МС, М23С6, М3С приблизно однакового для всіх сталей складу (табл. 1.2).
Таблиця 1.2 – Склад карбідів у швидкорізальних сталях, %
Карбід |
C |
W+Mo |
V |
Cr |
Fe |
М6С (Fe3 (W, Mo)3C |
2 |
55-65 |
2-4 |
3 |
27-38 |
МС (VC) |
15 |
30 |
50 |
5 |
- |
М23С6 (Cr23C6) |
4 |
10 |
6 |
60 |
20 |
М3С (Fe3C) |
6 |
2 |
2 |
10 |
80 |
Карбіди за умовами утворення поділяються на три види:
«евтектоїдні» дрібні складові основний сорбітний фон (сорбіт – високодисперсний різновид перліту з міжпластинчастою відстанню ~ 0,2 мкм);
вторинні карбіди, які виділились із аустеніту після закінчення кристалізації;
первинні крупні карбіди, які виділились в результаті евтектичного перетворення.
Висока твердість мартенситу пояснюється розчиненням вуглецю в Feα. При відпуску із мартенситу у вуглецевій сталі виділяються дрібні частки карбідів. При температурі відпуску до 200°С твердість помітно не знижується. При підвищенні температури відпуску вище 200°С відбувається зростання карбідних віділень, і твердість знижується.
Червоностійкість досягається легуванням сталі карбідоутворюючими елементами (вольфрамом, молібденом, хромом, ванадієм) у такій кількості, при якій вони зв'язують майже весь вуглець в спеціальні карбіди і ці карбіді перехлдять в розчин при гартуванні (Гуляев, Лахтин, Леонгтьева).
В обозначении марок стали не указывают массовую долю: хрома – при любой массовой доле, молибдена – до 1 % включительно, ванадия – в стали марок Р18, Р6М5, Р9К5, Р6М5К5, Р9М4К8 и Р2АМ9К5.
Быстрорежущие стали сочетают высокую теплостойкость (600-650 °С в зависимости от состава и обработки) с высокими твердостью до 68–79 HRC, износостойкостью при повышенных температурах и повышенным сопротивлением пластической деформации.
Для обеспечения красностойкости сталь легируют большим количеством вольфрама в сочетании с молибденом и ванадием. Кроме этих элементов все быстрорежущие стали легированы хромом, а некоторые кобальтом.
Применяемые быстрорежущие стали делят на три группы: стали нормальной производительности, повышенной и высокой производительности.
Стали нормальной производительности характеризуются пониженной теплостойкостью (615–620 °С). К ним относятся: вольфрамовые стали (Р9, Р12, Р18), вольфрамомолибденовые (Р6М5, Р6М3, Р8М3 и др.), безвольфрамовые (9Х6М3Ф3АГСТ, 9Х4М3Ф2АГСТ и др.).
Сталь Р6М5 в основном вытеснила стали Р18, Р12 и Р9 и нашла применение при обработке цветных сплавов, чугунов, углеродистых и легированных сталей, а также некоторых теплоустойчивых и коррозионно-стойких сталей.
Быстрорежущие стали относятся к ледебуритному (карбидному) классу.
Первинні дендрити оточені сіткою ледебуриту, при охолодженні аустенит перетворюється в перліт і бейніт.
Их фазовый состав в отожженном состоянии представляет собой легированный феррит и карбиды. В феррите растворена большая часть хрома; почти весь вольфрам (молибден) и ванадий находятся в карбидах.
Вольфрам і молібден впливають на теплостійкість однаково, якщо вміст молібдену не перевищує 4-5%. Розміри карбідних часток менше (до 10-12 мкм), ніж у вольфрамових сталей, тому вони мають більшу міцність та в'язкість. Ріжучі властивості вольфрамомолібденових сталей вище, ніж вольфрамових.
Вольфрамові сталі містять більше 12-13% вольфраму, мають крупні карбіди (до 20-30 мкм), знижену міцність і в'язкість. Їх застосування обмежено через дефіцитність вольфраму. Справ-к металлиста