Коэффициенты обрабатываемости различных сталей

Стали	Коэффициент Kо при видах обработки
	точение	фрезеро-вание	обработка отверстий
Углеродистые конструкционные (С  0,6 %) Углеродистые конструкционные (С  0,6 %) Автоматные Хромистые Марганцовистые Хромоникелевые Хромомарганцовистые, хромокремнистые Хромомолибденовые, хромоникелемолибденовые, хромоалюминиевые Хромоникелевольфрамовые Инструментальные быстрорежущие	1 0,85 1,2 0,85 0,8 0,9 0,7 0,8 0,8 0,6	1 0,8 – 0,85 0,75 0,9 0,7 075 0,8 0,6	1 0,8 1,2 0,85 0,7 0,9 0,7 0,7 0,7 0,6

Обрабатываемость нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов. Наиболее распространенными представителями этой группы материалов являются стали хромистые мартенситного класса, деформируемые и коррозионно-стойкие. Их основным легирующим элементом является хром в количестве 12…14 %, повышающий коррозионную стойкость. Для повышения жаро-стойкости и жаропрочности в стали в небольших количествах (1,5…2,5 %) вводят никель, вольфрам, молибден и ванадий.

Стали хромистые аустенитно-мартенситного класса, жаростойкие деформируемые содержат больше хрома (15…18 %) и характеризуются меньшей прочностью и большей пластичностью. Стали хромоникелевые аустенитного класса жаростойкие, жаропрочные и деформируемые сильно легированы хромом (17…19 %) и никелем (8…11 %). Они содержат 1…2 % марганца, а иногда небольшое количество титана. Для повышения жаропрочности в стали дополнительно вводят тугоплавкие вольфрам, молибден и ниобий при некотором уменьшении содержания хрома и никеля.

Сплавы на никелевой основе жаропрочные деформируемые, помимо никеля, содержат 13…22 % хрома, 1,1…2,8 % титана, а иногда 2…7 % вольфрама и 2…6 % молибдена. Сплавы на никелевой основе жаропрочные литейные, помимо никеля и хрома, содержат молибден, вольфрам, титан и алюминий. Введение в перечисленные материалы в больших количествах хрома, молибдена, титана, вольфрама ухудшает их обрабатываемость по сравнению с конструкционными легированными сталями. Пониженная обрабатываемость жаропрочных сталей и сплавов определяется рядом особенностей их механических и теплофизических свойств. Например, жаростойкие и жаропрочные стали аустенитного класса отличаются высокой степенью упрочнения при превращении срезаемого слоя в стружку.

Все жаропрочные стали и сплавы обладают низкой теплопроводностью и температуропроводностью, что затрудняет отвод тепла из зоны резания в стружку и деталь, повышает температуру резания и интенсивность изнашивания инструмента. Присутствие в ряде сталей и сплавов сложных карбидов и интерметаллидов, отличающихся высокой твердостью, вызывает повышенное абразивное изнашивание контактных поверхностей инструмента, особенно из быстрорежущих сталей. При резании большинства жаропрочных сталей и сплавов образуется суставчатая или даже элементная стружка, вызывающая значительное колебание силы резания. Последнее приводит к потере устойчивости движения резания и возникновению вибраций, что также увеличивает изнашивание инструмента, а иногда является причиной его хрупкого разрушения.

Особенностью резания жаропрочных сталей и сплавов является и то, что они, как правило, не могут обрабатываться двухкарбидными сплавами из-за их недостаточной прочности. Обработка же более прочными, но менее теплостойкими инструментальными материалами (однокарбидными твердыми сплавами и быстрорежущими сталями) связана со значительным снижением скорости резания.

Большое влияние на обрабатываемость жаропрочных сталей и сплавов оказывает их термическая обработка. Обрабатываемость аустенитных сталей может быть значительно улучшена отжигом и отпуском, в результате которых происходят выделение из твердого раствора и коагуляция карбидов, снижающие истинный предел прочности. В результате закалки и нормализации обрабатываемость ухудшается тем сильнее, чем выше содержание углерода, несмотря на то, что многие аустенитные стали снижают свою твердость.

Жаропрочные деформируемые сплавы на никелевой основе ведут себя по-иному. Вследствие растворения высокодисперсных интерметаллических соединений и снижения истинного предела прочности при закалке их обрабатываемость улучшается и, наоборот, ухудшается при отжиге и отпуске вызывающих выделение интерметаллидов и упрочнение сплавов.

В табл. 13.2 приведены коэффициенты обрабатываемости нержавеющих, жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов по отношению к обрабатываемости углеродистой конструкционной стали 45, для которой K_о принят равным единице. С увеличением предела прочности _в скорость резания, допускаемая всеми перечисленными группами обрабатываемых материалов, уменьшается.

Таблица 13.2