3.1.2. Стали легированные конструкционные общего назначения

В зависимости от содержания углерода делятся на цементируемые (низкоуглеродистые) и улучшаемые (среднеуглеродистые). Стали, в которых суммарное содержание легирующих элементов не превышает 2,5%, относятся к низколегированным, содержащие 2,5-10% – к среднелегированным, и более 10% – к высоколегированным.

Обозначение марок стали связано с ее химическим составом и названием легирующих элементов, например, хромистые стали – 15Х, 38ХА, 45Х; марганцовистые стали – 20Г, 35Г; хромомарганценикелевые стали – 38ХГН, хромоалюминиевые стали с добавкой молибдена – 38Х2МЮА и т.д. Двухзначные числа с левой стороны обозначений марок показывает среднее содержание углерода в сотых долях процента; следующие за тем буквы обозначают: Н – никель, Х – хром, Г – марганец, С – кремний, М – молибден, В – вольфрам, К – кобальт, Ю – алюминий и т.д. Цифры после соответствующей буквы обозначают приблизительное содержание этого элемента в процентах. При содержании элемента до 1% единицу не указывают. Буква А в конце обозначения марки указывает на повышенное качество этой стали, т.е. незначительное содержание серы и фосфора.

При легировании понижается порог хладноломкости, повышается твердость, получается лучшее сочетание прочности и вязкости.

3.2. Инструментальные стали. Свойства, маркировка

Инструментальными сталями называют углеродистые и легированные стали, обладающие высокой твердостью, прочностью и износостойкостью. Их применяют для изготовления режущих, измерительных инструментов и штампов. В инструментальных сталях содержится 0,7-1,3% углерода.

Инструментальные стали разделяются на четыре типа:

1) пониженной прокаливаемости (углеродистые);

2) повышенной прокаливаемости (легированные);

3) штамповые;

4) быстрорежущие

3.2.1. Инструментальные стали пониженной прокаливаемости

Обладают высокой прочностью, твердостью после термической обработки и износостойкостью. Стали применяются для изготовления сверл малого диаметра, разверток, метчиков, плашек, шаберов, зубил, напильников и других инструментов, работающих на малых скоростях резания. Из этих сталей могут изготовляться и некоторые измерительные инструменты, калибры и шаблоны. Марки углеродистых сталей обозначают буквой У с добавлением цифры, указывающей среднее содержание углерода в десятых долях процента. Буква А в конце обозначения марки указывает повышенное качество этой стали. Например, У8А, У12А.

Достоинствами углеродистых инструментальных сталей являются дешевизна, невысокая твердость после закалки и хорошая обрабатываемость резанием. Недостатки: нельзя изготовлять инструменты сложной формы. Углеродистые инструментальные стали можно использовать для мелкого инструмента, работающего из-за их низкой теплостойкости с малыми скоростями резания, так как при нагреве выше 190-200 °С твердость его сильно понижается.

3.2.2. Инструментальные стали повышенной прокаливаемости

Получают введением в углеродистую сталь легирующих элементов – хрома, вольфрама, молибдена, ванадия, марганца, которые повышают ее режущие и технологические свойства, увеличивают теплостойкость до 250-300 °С, уменьшают деформацию при закалке. Легированные стали меньше подвержены перегреву, имеют большую прокаливаемость, поэтому их применяют для изготовления разверток, сверл, метчиков и другого стержневого и резьбового инструмента, корпусов штампов и пресс-форм и других инструментов сложной формы с большим отношением длины к диаметру. Недостатком данных сталей является их склонность к обезуглероживанию при нагреве и повышенная твердость в отожженном состоянии, что ухудшает обрабатываемость этих сталей резанием.

Для изготовления режущего инструмента наибольшее применение находят стали: хромокремнистая 9ХС, хромовольфрамовая ХВ5, хромовольфрамомарганцовистая ХВГ и др. Цифра перед маркой обозначает содержание углерода в десятых долях процента. При содержании углерода около 1% цифру не пишут. Буквы обозначают легирующие элементы, а следующие за ними цифры указывают содержание (в целых процентах) соответствующего легирующего элемента.