Коэффициенты обрабатываемости нержавеющих жаростойких, жаропрочных сталей и сплавов

Материал	Марки	Kо
Стали хромистые ферритного и мартенситного классов деформируемые, коррозионно-стойкие	1Х13 2Х13 3Х13 1Х17Н2	0,65
Стали хромистые аустенитно-мартенсит-ного класса жаростойкие деформируемые	2Х17Н2 Х15Н9Ю ЭИ811	0,45…0,43
Стали хромоникелевые аустенитного класса жаростойкие, жаропрочные деформируемые	Х18Н9Т Х18Н10Т ЭИ481	0,5…0,3
Сплавы на никелевой основе жаропрочные деформируемые	ЭИ437Б ЭП202 ЭИ787	0,16…0,075
Сплавы на никелевой основе жаропрочные литейные	ЖС6К ЖС3ДК	0,04

Обрабатываемость титановых сплавов. Прочностные и технологические характеристики титановых сплавов зависят от химического состава, структуры и термической обработки. Во все титановые сплавы в количестве 2…7 % входит алюминий, повышающий жаропрочность сплавов и снижающий их пластичность. Он образует в сплаве -структуру, имеющую гексагональную плотноупакованную кристаллическую решетку. Помимо алюминия, в сплавы в различных количествах и сочетаниях вводят ванадий, хром, молибден и марганец, повышающие прочность сплавов. Ванадий повышает пластичность сплавов, марганец и молибден ее понижают, а хром ведет себя нейтрально. Хром, молибден, ванадий и марганец содействуют образованию двухфазных сплавов  +  и однофазных сплавов с -структурой, имеющих по сравнению с однофазными сплавами с -структурой повышенную пластичность. Титановые сплавы можно разбить на четыре условные группы: 1) сплавы повышенной пластичности (_в  600 МПа) ОТ4-1 ( + -сплав); 2) сплавы средней прочности (_в = 600…1000 МПа) ОТ4, ВТ4, ВТ6 ( + -сплавы), ВТ5 (-сплав); 3) сплавы высокой прочности (_в = 1000–1500 МПа) ВТ20 (-сплав), ВТ14, ВТ22 ( + -сплавы), ВТ15 (-сплав); 4) жаропрочные сплавы (_в = = 950–1250 МПа) ВТ3-1, ВТ8, ВТ9 ( + -сплавы).

Для титановых сплавов характерны малая пластичность и способность к упрочнению (_0,2/_в = 0,8…0,9). Снижение пластичности, вызванное присадками алюминия, связано также со способностью титановых сплавов интенсивно поглощать водород, кислород и азот. В отожженном состоянии относительное удлинение большинства сплавов не превышает 25 %. Стружка при резании большинства сплавов имеет ясно выраженное суставчатое или элементное строение. В отличие от резания углеродистых и легированных конструкционных сталей суставчатая стружка при резании титановых сплавов по мере повышения скорости резания переходит не в сливную, а в элементную стружку. Из-за суставчатого и элементного строения при высоких скоростях резания наблюдается не укорочение, а удлинение стружки по сравнению с длиной срезаемого слоя и коэффициент усадки стружки становится меньше единицы. Титановые сплавы мало склонны или не склонны к наростообразованию, что в сочетании с малым коэффициентом трения способствует снижению шероховатости обработанной поверхности. Ширина площадки контакта на передней поверхности в 1,5…2 раза меньше, чем при резании углеродистых и легированных конструкционных сталей с тем же пределом прочности, что в сочетании с высокой прочностью титановых сплавов приводит к большим контактным нормальным напряжениям. Поэтому для предотвращения хрупкого разрушения инструментальный материал должен иметь достаточно высокую прочность. Малая склонность к упрочнению приводит к тому, что, несмотря на более высокую прочность титановых сплавов, сила резания не превышает, а иногда и меньше силы резания при обработке сталей на основе железа. Титановые сплавы имеют очень низкую теплопроводность, меньшую, чем у жаропрочных сталей и сплавов. Коэффициент теплопроводности колеблется в пределах 0,02…0,025 кал/смсград, что в 5...6 раз меньше, чем, например, у углеродистой стали 40.

Низкая теплопроводность и малая ширина площадки контакта на передней поверхности приводят к высоким температурам резания, в 2…2,5 раза большим, чем при резании углеродистой стали 40. Вследствие меньшей прочности и химического сродства с титаном, приводящих к повышенному схватыванию и изнашиванию контактных поверхностей, двухкарбидные твердые сплавы для резания титановых сплавов непригодны. Поэтому обработку ведут менее теплостойкими, но более прочными и инертными инструментами из быстрорежущих сталей и однокарбидных твердых сплавов.

Особенностью титановых сплавов является то, что термической обработкой (в частности, отжигом) не удается существенно повысить обрабатываемость после ковки или прокатки.

Скорости резания, допускаемые при обработке титановых сплавов, в 2,5…5 раз ниже, чем при обработке стали 45 (табл. 13.3).

Таблица 13.3