
- •Структурні класи легованої сталі
- •Маркування легованих сталей
- •Марки інструментальної легованої сталі
- •Вплив легуючих елементів на мартенситне перетворення
- •Впливи легуючих елементів на перетворення при відпуску.
- •Леговані сталі, що піддаються цементації
- •Поліпшені леговані сталі
- •Сталі що поліпшуються (середньолеговані)
- •Пружинно-ресорні сталі
- •Шарикопідшипникові сталі
- •Автоматні сталі
- •Високомарганцева зносостійка сталь г13л
- •Жаростійкі й жароміцні сталі й сплави
- •Контрольні питання для самоперевірки
- •Застосування:
- •Штампові сталі.
- •Сталі для штампів холодного деформування
- •Сталі для штампів гарячого деформування
- •Сталі для вимірювального інструмента.
- •Пружинні сталі
- •Тверді сплави
- •Типи твердих сплавів
- •Властивості твердих сплавів
- •Спікаємі тверді сплави
- •Вольфрамокобальтові сплави (вк)
- •1) Міцність на вигин ϭизг; 2) Твердість - hra; 3) Теплопровідність - λ
- •Титановольфрамокобальтові сплави (тк)
- •1) Міцність на вигин - ϭизг; 2) Твердість - hra
- •Титанотанталовольфрамокобальтові сплави (ттк)
- •Безвольфрамові тверді сплави (бвтс).
- •Питання для самоперевірки
Питання для самоперевірки
1. Якими основними якостями повинен володіти інструмент?
2. Наявність яких елементів у складі інструментальних сталей забезпечує високу твердість інструмента після загартування?
3. Яке основне призначення Cr, W, V, Mo в інструментальних сталях?
4. Як підрозділяються сталі по теплостійкості?
5. Що таке теплостійкість сталі?
6. Які інструменти підлягають суцільному закалюванню?
7. Які основні переваги мають леговані інструментальні сталі перед вуглецевими?
8. Які вимоги пред'являють до інструментальних сталей для різального інструменту.
9. Як класифікують сталі по теплостійкості?
10. Як класифікують інструментальні сталі по складу, структурі, призначенні?
11. Як маркують вуглецеві сталі?
12. Переваги вуглецевих сталей.
13. Для чого і як одержують структуру зернистого перліту в інструментальних сталях?
14. Які інструменти виготовляють із вуглецевих сталей?
15. Умови роботи інструментів зі швидкорізальних сталей.
16. Основні легуючі елементи швидкорізальних сталей.
17. Які карбіди можуть утворюватися у швидкорізальних сталях? Який їхній вплив на властивості інструмента?
18. Які структурні складові присутні в інструментальній швидкорізальній сталі після попередньої й остаточної термічної обробки?
19. Особливості нагрівання під загартування швидкорізальних сталей.
20. Основні вимоги, пред’явлені до сталей для вимірювального інструмента.
21. Які сталі можна використовувати для виготовлення вимірювального інструмента?
22. Як впливає наявність неметалічних включень і карбідної фази на здатність сталей до полірування?
23. Типова термічна обробка сталей для вимірювального інструмента.
24. Умови роботи штампового інструмента. Вимоги до сталей.
25. Класифікація штампових сталей.
26. Основні легуючі елементи й ціль легування сталей для штампового інструмента.
27. Не теплостійкі сталі. Їхнє застосування.
28. Термічна обробка для штампових сталей холодного деформування.
29. Класифікація штампових сталей по основних властивостях (зносостійкості, опору зминанню, в'язкості).
30. Як впливає тип карбідів і кількість карбідної фази на зносостійкість?
31. Способи зміцнення сталей високої зносостійкості.
32. Поясніть застосування низького відпуску після загартування в сталях типу XІ2M.
33.Дисперсионнотвердіючі сталі з високим опором зминанню. Їхнє застосування. Основні марки.
Таблиця 1. Режими термічної обробки інструментальних вуглецевих сталей
Марка сталі |
Відпал |
Загартування |
Відпуск |
|||||
Температура °C |
Твердість НВ |
Температура °C |
Середа охолодження |
Температура °C |
Твердість HRC |
|||
У7 |
690 – 710 |
187 |
800 - 820 |
Вода |
150 - 160 |
62 |
||
У8 |
690 – 710 |
187 |
780 - 800 |
Вода |
150 - 160 |
62 |
||
У10 |
750 – 770 |
197 |
770 - 810 |
Вода |
150 - 160 |
63 |
||
У10 |
750 – 770 |
207 |
770 - 800 |
Вода |
150 - 160 |
63 |
||
У10 |
750 – 770 |
217 |
760 - 790 |
Вода |
150 - 160 |
63 |
Таблиця 2. Режими термічної обробки інструментальних
Марка сталі |
Відпал |
Загартування |
Відпуск |
|||
Температура °C |
Твердість НВ |
Температура °C |
Середа охолодження |
Температура °C |
Твердість HRC |
|
Х |
770-790 |
225-207 |
830-860 |
Масло |
180-200 |
66-59 |
9ХС |
790-810 |
255-207 |
820-860 |
Масло |
140-160 |
60-62 |
ХГСВФ |
790-810 |
228-196 |
820-850 |
Масло |
140-160 |
61-63 |
ХГ |
780-800 |
241-197 |
800-830 |
Масло |
150-200 |
61-62 |
ХВГ |
770-790 |
255-207 |
820-840 |
Масло |
160-180 |
62-63 |
ХВСГ |
790-810 |
229-197 |
840-860 |
Масло |
160-180 |
62-63 |
ХСВФ |
830-850 |
228-187 |
840-860 |
Масло |
170-180 |
61-63 |
3Х2В8Ф |
1140-1160 |
255-207 |
1120-1160 |
Масло |
550-560 |
45-51 |
4Х8В2 |
750-780 |
255-207 |
1120-1140 |
Масло |
550-560 |
49-51 |
Таблиця 3. Режими термічної обробки швидкорізальних сталей
Марка сталі |
Відпал |
Загартування |
Відпуск |
|||
Температура °C |
Твердість НВ |
Температура °C |
Середа охолодження |
Температура °C |
Твердість HRC |
|
Р18 |
830 – 850 |
207 - 255 |
1260 - 1300 |
Масло, солі |
550 - 570 |
64 - 65 |
Р10К5Ф5 |
840 – 860 |
285 |
1220 - 1240 |
Масло, солі |
575 - 585 |
65 - 67 |
Р9К5 |
840 – 860 |
269 |
1220 - 1240 |
Масло, солі |
555 - 565 |
65 - 67 |
Р6М3 |
830 – 850 |
207 - 235 |
1210 - 1230 |
Масло, солі |
555 - 565 |
65 - 66 |
Р18Ф2К8 М |
850 – 870 |
263 - 277 |
1220 - 1260 |
Масло, солі |
560 - 570 |
67 - 68 |
Р9Ф5 |
840 – 860 |
269 |
1240 - 1260 |
Масло, солі |
575 - 585 |
65 - 67 |
Р14Ф4 |
850 – 860 |
269 |
1240 - 1260 |
Масло, солі |
575 - 585 |
67 - 68 |
Р18Ф2 |
840 – 860 |
269 |
1260 - 1380 |
Масло, солі |
575 - 585 |
67 - 68 |
Таблиця 4. Теплостійкість і припустима швидкість різання інструментальних матеріалів.
Матеріал |
Теплостійкість |
Припустима швидкість при різанні Сталі 45 м/хв |
Вуглецева сталь |
473 - 523 |
10 - 15 |
Легована сталь |
623 - 673 |
15 - 30 |
Швидкорізальна сталь |
873 - 823 |
40 - 60 |
Тверді сплави: |
|
|
Група ВК |
1173 - 1200 |
120 - 200 |
Групи ТК і ТТК |
1273 - 1300 |
150 - 250 |
Без вольфрамові |
1073 - 1100 |
100 - 300 |
с покриттям |
1273 - 1373 |
200 - 300 |
Кераміка |
1473 - 1500 |
400 - 600 |
Таблиця 5. Масова частка елементів (%)
Марка сталі |
Масова частка, % |
||||||
Вуглець |
Хром |
Вольфрам |
Ванадій |
Кобальт |
Молібден |
Азот |
|
Сталі нормальної теплостійкості |
|||||||
Р18 |
0,73-0,83 |
3,80-4,40 |
17,00- 18,50 |
1,00-1,40 |
н.б. 0,50 |
н.б. 1,00 |
- |
Р6М5 |
0,82-0,90 |
3,80-4,40 |
5,50-6,50 |
1,70-2,10 |
н.б. 0,50 |
4,80-5,30 |
- |
Сталі підвищеної теплостійкості |
|||||||
11РЗАМ3Ф2 |
1,02-1,12 |
3,80-4,30 |
2,50-3,30 |
2,30-2,70 |
н.б. 0,50 |
2,50-3,00 |
0,05-0,10 |
Р6М5Ф3 |
0,95-1,05 |
3,80-4,30 |
5,70-6,70 |
2,30-2,70 |
н.б. 0,50 |
4,80-5,30 |
- |
Р12Ф3 |
0,95-1,05 |
3,80-4,30 |
12,0-13,0 |
2,50-3,00 |
н.б. 0,50 |
н.б. 0,50 |
- |
Р18К5Ф2 |
0,85-0,95 |
3,80-4,40 |
17,0-18,50 |
1,80-2,20 |
4,70-5,20 |
н.б. 1,00 |
- |
Р9К5 |
0,90-1,0 |
3,80-4,40 |
9,00-10,00 |
2,30-2,70 |
5,00-6,00 |
н.б. 1,00 |
- |
Р6М5К5 |
0,94-0,92 |
3,80-4,30 |
5,70-6,70 |
1,70-2,10 |
4,70-5,20 |
4,80-5,30 |
- |
Р9М4К8 |
1,0-1,10 |
3,00-3,60 |
8,50-9,50 |
2,30-2,70 |
7,50-8,50 |
3,80-4,30 |
- |
Р2АМ9К5 |
1,0-1,10 |
3,80-4,40 |
1,50-2,00 |
1,70-2,10 |
4,70-5,20 |
8,00-9,00 |
0,05-1,10 |
Сталі високої теплостійкості |
|||||||
В11М7К23 |
0,10 |
- |
11,00 |
0,50 |
23,00 |
7,00 |
- |
В14М7К25 |
0,10 |
- |
14,00 |
0,50 |
25,00 |
7,00 |
- |
3В20К20Х4ф |
0,25 |
4,00 |
20,00 |
1,00 |
20,00 |
- |
- |
Таблиця 6. Властивості та область застосування твердих сплавів
Марка сплаву |
Межа міцності на вигин, МПа не менш |
Щільність г/см3 |
HRA*, не менше |
Область застосування |
Вольфрамова група сплавів |
||||
ВК3 |
1176 |
15,0-15,3 |
89,5 |
Чистова й остаточна обробка (гостріння, нарізування різьблення, розмірна обробка отворів і ін.) сірого чавуну, кольорових металів і сплавів і неметалічних матеріалів |
ВК3-М |
1176 |
15,0-15,3 |
91,0 |
Чистова обробка (гостріння, розточування, нарізування різьблення, розгортання) твердих, легованих і вибілених чавунів, цементованих загартованих сталей |
ВК4 |
1519 |
14,9-15,2 |
89,5 |
Чорнова обробка при нерівномірному перетині зрізу (гостріння, фрезерування, розточування, розсверлювання, зенкерування) при обробці чавуну, кольорових металів і сплавів, титану і його сплавів. |
ВК6 |
1519 |
14,6-15,0 |
88,5 |
Чорнова й напівчистова обробка (гостріння, нарізування різьблення різцями, фрезерування, розсверлювання й розточування, зенкерування отворів) сірого чавуну, кольорових металів і їх сплвов. |
ВК6-М |
1421 |
14,8-15,1 |
90,0 |
Напівчистова обробка жароміцних сталей і сплавів, корозійно-стійких сталей аустенітного класу, твердих чавунів, загартованих чавунів, твердої бронзи, сплавів легких металів, обробка загартованих сталей, а також сирих вуглецевих легованих сталей при тонких перетинах зрізу на досить малих швидкостях різання |
ВК6-ОМ |
1274 |
14,7-15,0 |
90,5 |
Чистова й напівчистова обробка твердих, легованих і вибілених чавунів, загартованих сталей, високоміцних і жароміцних сталей, сталей і сплавів на основі титану, вольфраму й молібдену (гостріння, розточування, нарізування різьблення, шабровка) |
ВК8 |
1666 |
14,4-14,8 |
87,5 |
Чорнова обробка при нерівномірному перетині зрізу й переривчастому різанні сірого чавуну, кольорових металів і їх сплавів, корозійно-стійких, високоміцних і жароміцних сталей і сплавів, титанових сплавів (гостріння, стругання, фрезерування, свердління, зенкерування) |
ВК10-ОМ |
1470 |
14,3-14,6 |
88,5 |
Чорнова й напівчистова обробка твердих, легованих і вибілених чавунів, корозійно-стійких, високоміцних і жароміцних сталей і сплавів, особливо сплавів на основі титану, вольфрама й молібдену. |
ВК10-М |
1617 |
14,3-14,6 |
88,0 |
Обробка сталі, чавуну, деяких марок важкооброблюваних матеріалів і неметалів цільно твердосплавним дрібноразмерним інструментом (свердління, зенкерування, розгортання, фрезерування й зубофрезерування) |
ВК10- ХОМ, ВК15- ХОМ |
1500, 1650 |
14,3-14,6, 13,8 |
89,0 87,5 |
Напівчистова й чистова обробка жароміцних сталей і сплавів, переважно гострінням. |
Титаново-Вольфрамова група сплавів |
||||
Т30К4 |
980 |
9,5-9,8 |
92,0 |
Чистова обробка незагартованих і загартованих вуглецевих сталей (гостріння, нарізування різьблення, розгортання) |
Т15К6 |
1176 |
11,1-11,6 |
90,0 |
Напівчистове гостріння (безперервне різання) ,чистове гостріння (перериване різання), нарізування різьблення різцями й обертовими голівками, напівчистове й чистове фрезерування суцільних поверхонь, розточування, чистове зенкерування, розгортання при обробці вуглецевих і легованих сталей |
Т14К8 |
1274 |
11,2-11,6 |
89,5 |
Те ж, що й для сплаву Т15К6, а так само чорнова обробка при нерівномірному перетині й безперервному різанні |
Т5К10 |
1421 |
12,4-13,1 |
88,5 |
Чорнове гостріння й фрезерування при нерівномірному перетині й переривчастому різанні, фасонне гостріння, відрізка різцями, чистове стругання й інші види обробки вуглецевих і легованих сталей, переважно у вигляді поковок, штампувань і виливків по кірці й окалині |
Т5К12 |
1666 |
13,1-13,5 |
87,0 |
Важке чорнове гостріння при нерівномірному перетині сталевих поковок, штампувань і виливків по кірці з раковинами при наявності піску, шлаків і ін.; усі види стругання, свердління вуглецевих легованих сталей |
Титано-тантало-Вольфрамова група сплавів |
||||
ТТК12 |
1666 |
13,0-13,3 |
87,0 |
Те ж, що й для сплаву Т5К12, за винятком свердління сталі. Важке чорнове фрезерування вуглецевих і легованих сталей |
ТТ8К6 |
1323 |
12,8-13,3 |
90,5 |
Чистове й напівчистове гостріння, розточування, фрезерування й свердління сірого, ковкого й вибіленого чавунів. Безперервне гостріння з невеликими перетинами зрізу стального лиття, високоміцних корозійно-стійких сталей, у тому числі й загартованих. Обробка сплавів кольорових металів і деяких марок титанових сплавів при різанні з малими й середніми перетинами зрізу |
ТТ20К9 |
1470 |
12,0-12,5 |
91,0 |
Фрезерування сталі, особливо глибоких пазів, і інші види обробки, що обумовлюють підвищені вимоги до опору сплаву тепловим і механічним циклічним навантаженням |
ТТ10К8-Б |
1617 |
13,5-13,8 |
89,0 |
Чорнова й напівчистова обробка корозійно-стійких сталей аустенітного класу, маломагнитних сталей, жароміцних сталей і сплавів, титанових сплавів |
Таблиця 7. Склад і характеристики основних фізико-механічних властивостей сплавів, на основі WС-Сo (група ВК)
Сплав |
Склад сплаву, % |
Характеристики фізико-механічних властивостей |
|||||
WC |
TaС |
Co |
Межа міцності при вигині ϭвиг, МПа, не менше |
Щільність р·10-3, кг/м3 |
HRA, не менше |
||
ВК3 |
97 |
- |
3 |
1176 |
15,0-15,3 |
89,5 |
|
ВК3-М |
97 |
- |
3 |
1176 |
15,0-15,3 |
91,0 |
|
ВК4 |
96 |
- |
4 |
1519 |
14,9-15,2 |
89,5 |
|
ВК6 |
94 |
- |
6 |
1519 |
14,6-15,0 |
88,5 |
|
ВК6-М |
94 |
- |
6 |
1421 |
14,8-15,1 |
90,0 |
|
ВК6-ОМ |
92 |
2 |
6 |
1274 |
14,7-15,0 |
90,5 |
|
ВК8 |
92 |
- |
8 |
1666 |
14,4-14,8 |
87,5 |
|
ВК10 |
90 |
- |
10 |
1764 |
14,2-14,6 |
87,0 |
|
ВК10-М |
90 |
- |
10 |
1617 |
14,3-14,6 |
88,0 |
|
ВК10-0М |
88 |
2 |
10 |
1470 |
14,3-14,6 |
88,5 |
Таблиця 8. Склад і характеристики фізико-механічних властивостей сплавів на основі Wc-Tіc- Co, група ТК
Сплав |
Склад, % |
ϭизг, МПа |
Щільність р·10-3, кг/м3 |
HRA не менше |
||||
WC |
TiC |
Co |
||||||
Т30К4 |
66 |
30 - |
4 |
980 |
9,5-9,8 |
92,0 |
||
Т15К6 |
79 |
15 - |
6 |
1176 |
11,1-11,6 |
90,0 |
||
Т14К8 |
78 |
14 - |
8 |
1274 |
11,2-11,6 |
89,5 |
||
Т5К10 |
85 |
6 - |
9 |
1421 |
12,4-13,1 |
88,5 |
||
Т5К12 |
83 |
5 - |
12 |
1666 |
13,1-13,5 |
87,0 |
Таблиця 9. Склад і характеристики фізико-механічних властивостей сплавів на основі TіС-WС-ТaС-Сo (група ТТК)
Сплав |
Склад, % |
ϭвиг, МПа |
Щільність р·10-3, кг/м3 |
HRA не менше |
|||
WC |
TiC |
TaC |
Co |
||||
TT7K12 |
81 |
4 |
3 |
12 |
1666 |
13,0-13,3 |
87,0 |
ТТ8ДО6 |
84 |
8 |
2 |
6 |
1323 |
12,8-13,3 |
90,5 |
ТТ10ДО8Б |
82 |
3 |
7 |
8 |
1617 |
13,5-13,8 |
89,0 |
ТТ20ДО9 |
67 |
9,4 |
14,1 |
9,5 |
1470 |
12,0-13,0 |
91,0 |
Таблиця 10. Склад і характеристики фізико-механічних властивостей безвольфрамових твердих сплавів
Сплав |
Склад, % |
р, г/см3 |
||||
Карбід титану |
Карбонітрид титану |
Нікель |
Молибден |
|||
КНТ16 |
- |
74 |
19,5 |
6,5 |
5,5-6,0 |
|
ТН20 |
79 |
- |
15 |
6,0 |
5,5-6,0 |
Сплав |
λ, Вт/(м·К) |
α·106, К-1 |
ϭвиг, МПа, не менше |
HRA, не менше |
КНТ16 |
12,6-21,0 |
8,5-90 |
1200 |
89 |
ТН20 |
8,4-14,7 |
8,5-90 |
1050 |
90 |