книги / Стали и сплавы

850-890 °С; закалка с

850-870 °С в масле + отпуск при 400-420 °С

[128]изотермическая закалка с выдержкой:

при 325 °С

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска [128]

П р и м е ч а н и е . Закалка с 880-890 вС.

ов= 1950 МПа То же + отпуск при 325 °С__________________________________578

Технологические свойства [82]

Температура ковки, °С: начала 1200, конца 800. Свариваемость —не применяется для сварных конструкций. Флокеночувствительность - не чувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости - не склонна.

Технологические свойства [136]

Температура ковки, °С: начала 1200, конца 800. Охлаждение замедленное, пос­ ледующая термообработка - отжиг.

Свариваемость —не применяется для сварных конструкций. Склонность к от­ пускной хрупкости —малосклонна.

Сталь 65С2ВА

Заменитель - стали 60С2А, 60С2ХА.

Вид поставки — сортовой прокат, в том числе фасонный, ГОСТ 14959—79, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88, ГОСТ 7419.0-90 - ГОСТ 7419.8-90. Калиброванный пруток ГОСТ 14959-79, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 14955-77, ГОСТ 7419.0-90 - ГОСТ 7419.8-90. Лента ГОСТ 2283-79. Полоса ГОСТ 103-76, ГОСТ 4405-75. Прово­ лока ГОСТ 14963-78. Поковка и кованая заготовка ГОСТ 14959-79, ГОСТ 1133-71.

Назначение —ответственные и высоконагруженные пружины и рессоры.

Химический состав, % (ГОСТ 14959-79)

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска [128]

Технологические свойства [81]

Температура ковки, °С: начала 1100, конца 900 [138]. Свариваемость —не применяется для сварных конструкций. Склонность к отпускной хрупкости —не склонна. Флокеночувствительность —не чувствительна.

Раздел 2. СТАЛЬ ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ

Общие сведения

К инструментальным относят стали, применяемые для обработки матери­ алов резанием и давлением и обладающие определенными свойствами (твер­ достью, теплостойкостью, износостойкостью и др.) в условиях эксплуатации.

Высокую стойкость и надежность инструментов можно обеспечить, как правило, тогда, когда для конкретных условий их эксплуатации удает­ ся получить оптимальное сочетание твердости, в том числе при повышен­ ных температурах (теплостойкости), и вязкости.

Заданный уровень твердости — необходимое свойство инструменталь­ ных сталей — можно получить либо с помощью мартенситного превраще­ ния при закалке высокоуглеродистых сталей (>0,8 % С), либо с помощью дисперсионного твердения при отпуске сталей, легированных большим количеством карбидообразующих элементов (Cr, Mo, W, V и т.п.).

Упрочнение при мартенситном превращении, реализуемое в резуль­ тате закалки и низкого отпуска, обеспечивает невысокую теплостойкость, однако позволяет получить повышенный уровень твердости и достаточно высокое сопротивление хрупкому разрушению.

При дисперсионном упрочнении инструментальных сталей теплостой­ кость существенно выше, так как окончательная термическая обработка включает в себя закалку и однократный или многократный (для быстроре­ жущих сталей) высокий отпуск.

При выбранном способе и уровне упрочнения вязкость той или иной стали сильно зависит от особенностей структуры и ее однородности: вели­ чины зерна и разнозернистости, количества, размеров и условий распреде­ ления карбидов и интерметаллидов. Поэтому применение различных спо­ собов переплава (ВДП, ЭШП и др.), порошковой металлургии и других современных способов производства и обработки сталей позволяют замет­ но увеличить сопротивление инструментальных сталей хрупкому разруше­ нию, тогда как твердость и теплостойкость определяются их химическим составом и условиями термической обработки.

Твердостьявляется основной характеристикой инструментальных сталей. По Уровню твердости и назначению эти стали можно разделить на три группы:

1 Стали для обработки материалов резанием с твердостью 62—68 HRC3.

2.Стали для холодного деформирования с твердостью 52—62 HRC3.

3.Стали для горячего деформирования с твердостью 40-50 HRCr

В зависимости от упрочнения инструментальные стали могут быть неТеплостойкими, полутеплостойкими и теплостойкими. Нетеплостойкие стали сохраняют высокую твердость и другие свойства до температуры нагрева 200—300 'С, полутеплостойкие до 400-500 °С, а теплостойкие выше 550— <500 ‘С. Увеличение теплостойкости (красностойкости) сталей существенно Повышает срок службы инструмента. При изготовлении крупногабаритных

инструментов важной характеристикой является прокаливаемость сталей, т.е. способность сталей воспринимать закалку на определенную глубину. По этому показателю стали делятся на стали неглубокой прокаливаемости (уг­ леродистые и низколегированные) и стали глубокой прокаливаемости (ле­ гированные и высоколегированные). В справочнике инструментальные ста­ ли условно разделены на следующие группы по составу и назначению: углеродистые инструментальные стали, легированные инструментальные стали, штамповые стали, валковые стали и быстрорежущие стали.

Инструментальные углеродистые стали являются наиболее дешевыми. Как правило, их применяют для изготовления малоответственного режу­ щего инструмента, небольшого размера и работающего при малых скорос­ тях резания, т.е. не подвергаемого разогреву в процессе эксплуатации. Ма­ лая прокаливаемость углеродистых сталей (до 5—10 мм) используется при изготовлении такого инструмента как напильники, долота, зубила сечени­ ем до 20 мм и т.д. После закалки они имеют высокую твердость поверхности (HRC 63—66) и мягкую сердцевину.

Приведенные в справочнике наиболее распространенные легирован­ ные инструментальные стали имеют более высокую прокаливаемость и теп­ лостойкость. Их применяют для крупного режущего инструмента, работа­ ющего при малых скоростях резания: протяжки, развертки, сверла и др.

При больших, скоростях резания происходит разогрев режущей кром­ ки, и для таких инструментов применяют инструментальные быстрорежу­ щие стали. Главной отличительной особенностью этих сталей является вы­ сокая теплостойкость (красностойкость) до 600—700 °С при наличии высо­ кой твердости 63—70 HRC и износостойкости инструмента. Стали содержат высокое количество вольфрама 6—18 %, молибдена 3—6 %, ванадия до 3 %, кобальта до 8 %.

Термическая обработка быстрорежущих сталей включает в себя закал­ ку от 1200—1280 °С из соляных ванн и трехкратный отпуск при 540—560 "С.

Стали для обработки металлов давлением включают в себя штамповые и валковые стали, которые подразделяются на стали холодного или горяче­ го деформирования.

Инструментальные штамповые стали для холодного деформирования должны иметь высокую твердость, износостойкость и повышенную вяз­ кость (особенно для инструментов, работающих при динамических нагруз­ ках). В процессе работы эти стали могут разогреваться до 300—350 °С. Стали содержат до 1 % углерода, до 12 % хрома, вольфрам и ванадий. Как прави­ ло, стали для штампов холодного деформирования подвергаются закалке и низкому отпуску.

Штамповые стали для горячего деформирования предназначены для изготовления штампов, работающих при повышенных температурах, мно­ гократных теплосменах, динамических нагрузках, а в ряде случаев и при значительном коррозионном воздействии обрабатываемого металла (фор­ мы литья под давлением). Поэтому такие стали должны иметь высокую теп­ лостойкость, вязкость, сопротивление термической усталости (разгаростойкость), коррозионную стойкость (окалиностойкость).

Полутеплостойкие штамповые стали сохраняют твердость до 45 HRC после нагрева лишь до 400—450 °С. Однако они имеют наибольшую вязкость и высокую прокаливаемость и широко применяются для массивных штам­ пов, работающих в условиях динамических нагрузок (например, сталь 5ХНМ).

Теплостойкие штамповые стали работают при температурах до 600— 650 'С. Для изготовления пресс-форм литья под давлением, которые разог­ реваются до 700—750 °С используют стали повышенной теплостойкости, которые имеют низкую вязкость и не могут работать при больших динами­ ческих нагрузках. Последние стали содержат до 8 % вольфрама.

Инструментальные валковые стали также подразделяются на стали для валков холодной и горячей прокатки. Принципы легирования и упрочне­ ния этих сталей такие же, как и для штамповых. Необходимо отметить, что валки холодной прокатки отличаются высокой твердостью и износостой­ костью, однако имеют низкую вязкость и невысокую конструктивную проч­ ность на изгиб и используются совместно с опорными валками, к которым требования по твердости значительно ниже, а по вязкости существенно выше, чем у рабочих валков. Опорные валки больших диаметров изготавли­ вают в виде составных валков, бандажи которых сделаны из валковых ста­ лей, а оси из конструкционных.

Валки горячей прокатки должны обладать теплостойкостью, разгаростойкостью и окадиностойкостью. Как правило, валки горячей прокатки имеют большие размеры, и стали, используемые для их изготовления ха­ рактеризуются высокой прокаливаемостью.

Состав валковых сталей в значительной мере определяется не только размерами и назначением валков, но и способом их получения и обработ­ ки (закалка ТВЧ, двухчастотная закалка, дифференциальная термическая обработка и т.д.).

СТАЛЬ ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ УГЛЕРОДИСТАЯ

Сталь У7, У7А

Заменитель —сталь У8.

Вид поставки — сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1435-90, ГОСТ 2590—88, ГОСТ 2591—90, ГОСТ 2879—90. Калиброванный пруток ГОСТ 1435-90, ГОСТ 7417—75, ГОСТ 8559—75, ГОСТ 8560—78. Шлифованный пруток и серебрян­ ка ГОСТ 1435-74, ГОСТ 14955-77. Лента ГОСТ 2283-79, ГОСТ 10234-77, ГОСТ 21997—76. Полоса ГОСТ 4405—75, ГОСТ 103—76. Поковка и кованая заготов­ ка ГОСТ 1435-90, ГОСТ 4405-75, ГОСТ 1133-71.

Назначение - инструмент, который работает в условиях, не вызывающих ра­ зогрева рабочей кромки: зубила, долота, бородки, молотки, лезвия ножниц для резки металла, топоры, колуны, стамески, плоскогубцы комбинированные, ку­ валды.

Механические свойства в зависимости от температуры испытания [23]

* Значения сизг* Mflcî-

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска [27]

П р и м е ч а н и е . Закалка на мелкозернистую структуру, охл. в воде.

Твердость стали в зависимости от температуры отпуска [88]

П р и м е ч а н и е . Закалка с 820 вС в воде.

Технологические свойства [81]

Температура ковки, °С: начала 1180, конца 800. Сечения до 100 мм охлаждают­

Сталь У8, У8А

Заменитель - стали У7А, У7, У10А, У10.

Вид поставки - сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 1435-90, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88, ГОСТ 2879-88. Калиброванный пруток ГОСТ 1435-90, ГОСТ 7417-75, ГОСТ 8559-75, ГОСТ 8560-78. Шлифованный пруток и серебрян­ ка ГОСТ 1435-90, ГОСТ 14955-77. Лента ГОСТ 2283-79, ГОСТ 10234-77. Полоса

ГОСТ 4405—75, ГОСТ 103—76. Поковки и кованая заготовка ГОСТ 1435—90, ГОСТ 4405-75, ГОСТ 1133-71.

Назначение —для инструмента, работающего в условиях, не вызывающих ра­ зогрева режущей кромки: фрез, зенковок, топоров, стамесок, долот, пил продоль­ ных и дисковых, накатных роликов, кернеров, отверток, комбинированных плос­ когубцев, боковых кусачек.

Температура критических точек, °С [81]

Твердость стали в зависимости от температуры отпуска

П р и м е ч а н и е . Закалка с 780—800 “С в воде.

Механические свойства в зависимости от температуры испытания