6.3.1 Аспаптық болаттарға қойылатын талаптар

Аспаптық болаттарға қойылатын негізгі талап – бұл ұзақ мерзімді пайдалану бойы кескіш жиекті сақтау [1]. Кескіш аспапта едәуір меншікті қысым мен қызыл болып қыздыратын жоғары температуралар кезінде металдың өте жіңішке жолағы тозғанға дейін жұмыс істейді. Осындай аспап үшін басты талап – ұзақ уақыт бойы қыздыру кезінде қаттылықты сақтау, яғни болат қыздыруға төзімділікке ие болуы қажет. Қыздыруға төзімділік деп қызған кездегі болаттардың өз қаттылығын сақтау қасиетін атаймыз.

Аспаптық болаттар төрт санатқа бөлінеді:

1) қыздырылуы төмен (көбінесе көміртекті);

2) қыздырылуы жоғары (қосындыланған);

3) дақпыртты;

4) тез кескіш.

Көміртекті және қосындыланған болаттар жұмсақ жағдайлар кезінде кескіш аспаптар үшін мен өлшеуіш аспаптар үшін қолданылады. Тез кескіш болаттар жоғары тәртіптерде жұмыс істейтін кескіш аспаптар үшін қолданылады.

Қыздырылуы төмен аспаптық болаттардың тобына келесілер кіреді – У7, У8, У9, У10, У11 және У12. Олар суда қыздырылады, және де осы болаттардан жасалған аспап, әдетте, қыздырылмаған өзекке ие болады. Мұндай болатты қыздырудың шекті температурасы 200°С аспауы керек, себебі қаттылық жылдам төмендей бастайды, ал бұған жол берілмейді.

Қыздырылуы жоғары аспаптық болаттардың тобын 1-3% мөлшерінде қосындыланған элементтері бар болаттар құрайды. Осы болаттардан жасалған аспап майда қыздырылады және түгелдей қыздырылады. Қыздыру кезінде суытудың аз жылдамдығы жарықшақтардың, деформациялардыі және жиырылулардың пайда болу қаупін төмендетеді. Осылардың қалыптасуына аспаптық болаттар бейім болады.

Марганец пен кремнийден басқа, негізгі қосындыланған элементтер – бұл хром, вольфрам және ванадий. Хром қатты ерітіндіні нығайтады, ал вольфрам артық карбидты фазаны ұсақта йды және қаттылықты жоғарылатады. Тура осылай карбидтері ерекше жоғары қаттылықпен ерекшеленетін ванадий да әсер етеді.

Тез кескіш болат бірінші кезекте жоғары қыздыру қаттылығына, қыздыруға төзімділікке және жылуға төзімділікке ие болуы керек. Осындай болаттарда жоғары қаттылық 500-600°С дейін қыздыру кезінде сақталады. Жылуға төзімділік деп жоғары температуралар кезінде механикалық және химиялық әсер ету жағдайларында материалдардың эксплуатациялық сипаттамаларын сақтау қасиетін атаймыз.

6.3.2 Қыздыруға төзімділік пен жылуға төзімділікті арттыру тәсілдері

Қыздыру кезінде қаттылық әрдайым төмендейді, алайда осы кезде құрылымдық өзгерістер болмаса, қаттылықтық төмендеуі қайтымды. Бастапқы температураға дейін суыту кезінде қаттылық өзінің бұрынғы мәндеріне дейін қалпына келеді.

Құрылымдық немесе фазалық өзгерістер пайда болған кезде қаттылықтың мәні қалпына келмейді және бастапқыдан төмен болады. Осы өзгерістерге қарсыласу қыздыруға төзімділікпен сипатталады. Мұндай құрылымдық-фазалық өзгерістер карбиттің түзілу процестерімен, 200°С қыздыру температуралары кезінде-ақ карбитты қоспаларлың өсуі мен коагуляциясымен байланысады. Осы процестерді тежеу үшін болаттарды қыздыруға төзімділікті арттыратын арнайы карбидтар пайда болатындай мөлшердегі карбит түзгіш элементтермен қосындылайды. Арнайы карбидтер мартенситтен бөлінеді және темір карбидіне қарағанда анағұрлым жоғары температураларда коагуляцияланады, себебі бүл үшін тек көміртектің дифузиясы ғана емес, қосындыланған элементтер де қажет.

Кардит түзгіш элементтер ретінде барлық дерлік көміртекті арнайы карбидтерге біріктіретіндей мөлшердегі вольфрамды, молибденді және ванадийді қолданады. Хромды тұрақсыз карбидтері үшін, негізінен, ол толығымен еріп кететін, шамамен 4% мөлшерде ферритті нығайту үшін қолданады.

6.1 кестеде анағұрлым кең таралған тез кескіш болаттардағы карбидтердің маркалары мен пайыздық құрамдары келтірілген.

6.1 Кесте – Тез кескіш болаттардың карбидті фазасы мен кұрамы

Марка	С	Cr	W	V	Mo	Co	*MC,%
Р18	0,7-0,8	3,8-4,4	17,0-18,5	1,0-1,4	1,0	-	29
Р12	0,8-0,9	3,1-3,6	12,0-13,0	1,5-1,9	0,5	-	24
Р6М5	0,8-0,88	3,8-4,4	5,5-6,5	1,7-2,1	5,0-5,5	-	21
Р9Ф5	1,4-1,5	3,8-4,4	9,0-10,5	4,3-5,1	1,0	-	21
Р9М4К8	1,0-1,1	3,0-3,6	8,5-9,5	2,1-2,5	3,8-4,3	7,5-8,5	22

*– арнайы карбидтердің пайыздық өлшемі

Құрамында кобальт бар болаттар өнімділігі жоғары болаттар болып табылады және өңделуі күрделі қорытпаларды өңдеу кезінде немесе олардың қымбат бағасы жақсартылған кескіш қасиеттері мен қыздыруға төзімділігімен өтелген жағдайда қолданылады. Құрамында ванадийдің үлесі жоғары болатын болаттар Р18 қарағанда анағұрлым жоғары тозуға төзімлігінің арқасында артықшылыққа ие. Вольфрамның тапшылығына байланысты соңғы уақытта тіпті Р18 болатын ысырған вольфраммолибденді болаттар кең таралды.