36.Шарикоподшипниковые стали. Требования, предъявляемые к ним. То.

предназначены для изготовления деталей подшипников качения (наружных и внутренних колец, шариков, роликов). Рабочие поверхности этих деталей работают в условиях знакопеременных нагрузок, испытывают высокие контактные напряжения. Эти стали должны обладать высокой твердостью (62…66 HRC), которая достигается при высоком содержании углерода — около 1 %. Шарикоподшипниковые стали закаливают от 820…850°С в масле и проводят низкий отпуск при 150… 170°С, структура после термической обработки — мартенсит отпуска. Содержание вредных примесей в сталях должно быть низким (S < 0,02%, Р< 0,027%), в противном случае резко снижается долговечность подшипников. К сталям предъявляются высокие требования по содержанию неметаллических включений, так как они вызывают преждевременное усталостное разрушение. Недопустима также карбидная неоднородность.

Маркировка этих сталей несколько отличается от принятой для конструкционных: первая буква Ш в марке показывает, что сталь шарикоподшипниковая; вторая буква X и стоящие после нее цифры указывают на содержание хрома. При этом, несмотря на весьма малое содержание вредных примесей, буква А в конце марки не ставится. Остальные легирующие элементы обозначаются так же, как в конструкционных сталях. Наиболее широко используется сталь ШХ15, содержащая 1 % углерода и 1,5% хрома. Для деталей больших сечений (крупные подшипники) используют более легированную сталь — ШХ15СГ. Детали подшипников особо ответственного назначения изготавливаются из особовысококачественных сталей с минимальным содержанием вредных примесей — ШХ15-ШД и ШХ15СГ-ШД. Эти стали подвергают последовательно двойному переплаву: электрошлаковому (Ш) для удаления серы и вакуумно-дуговому (Д) для удаления газов.

37. Классификация инструментальных сталей. Назначение, требования, предъявляемые к ним. Инструментальными сталями называют углеродистые и легированные стали, обладающие высокой твердостью (HRC 60-65), прочностью и износостойкостью и применяемые для изготовления различного инструмента. Обычно это заэвтектоидные или ледебуритные стали, структура которых после закалки и низкого отпуска мартенсит – избыточные карбиды.Одна из главных характеристик – теплостойкость (Красностойкость), т.е. устойчивость против отпуска при нагреве инструмента в процессе работы. Так же важной характеристикой является прокаливаемость, по этому признаку их делят на углеродистые (небольшая прокаливаемость)и легированные (повыш. прокаливаемости). Для инструмента, требующего повышенной вязкости, например для штампов горячего деформирования, применяют доэвтектоидные стали, которые после закалки на мартенсит подвергают отпуску при более высокой температуре для получения структуры троостита и даже сорбита.

По способу производства:

1) высококачественные характеризуются пониженным содержанием вредных примесей и неметаллических включений;

к ним относятся легированные инструментальные, быстрорежущие, углеродистые стали У7А-У13А, используемые для изготовления инструментов с тонкой режущей кромкой.

2) качественные стали - это углеродистые стали У7-У13, применяемые для изготовления штамповых инструментов простой формы, низколегированные среднеуглеродистые конструкционные стали 40Х и 30ХГС, используемые для изготовления некоторых инструментов.

Отличие: высококачественные должны, после обработки на высокую твердость, обладать

лучшей вязкостью, чем качественные стали. Легированные инструментальные стали

В данную группу сталей входят стали, содержащие легирующие элементы в количестве 1-3%. Легированные инструментальные стали имеют повышенную (по сравнению с углеродистыми инструментальными сталями) теплостойкость - до +300°С. Наиболее широко используют стали 9ХС (сверла, фрезы, зенкеры), ХВГ (протяжки, развертки), ХВГС (фрезы, зенкеры, сверла больших диаметров).

Быстрорежущие стали

Быстрорежущие стали применяют для изготовления различного режущего инструмента, работающего на высоких скоростях резания, так как они обладают высокой теплостойкостью - до +650°С. Наибольшее распространение получили быстрорежущие стали марок Р9, Р18, Р6М5, Р9Ф5, РЮК5Ф5.

Стали для измерительных инструментов

Инструментальные стали для измерительных инструментов (плиток, калибров, шаблонов) помимо твердости и износостойкости должны сохранять постоянство размеров и хорошо шлифоваться. Обычно применяют стали У8...У12, X, 12X1, ХВГ, Х12Ф1. Измерительные скобы, шкалы, линейки и другие плоские и длинные инструменты изготовляют из листовых сталей 15, 15Х. Для получения рабочей поверхности с высокой твердостью и износостойкостью инструменты подвергают цементации и закалке.

Штамповые стали

Штамповые стали обладают высокой твердостью и износостойкостью, прокаливаемостью и теплостойкостью.

Стали для штампов холодного деформирования

Эти стали должны обладать высокой твердостью, износостойкостью и прочностью, сочетающейся с достаточной вязкостью, также должны быть теплостойкими. Например Х12Ф1, Х12М, Х6ВФ, 6Х5ВЗМФС, 7ХГ2ВМ. Во многих случаях для изготовления штампов для холодного деформирования используют быстрорежущие стали.

Стали для штампов горячего деформирования

Эти стали должны иметь высокие механические свойства (прочность и вязкость) при повышенных температурах и обладать износостойкостью, окалиностойкостью, разгаростойкостью и высокой теплопроводностью. Примером таких сталей могут служить стали 5ХНМ, 5ХНВ, 4ХЗВМФ, 4Х5В2ФС, ЗХ2В8Ф, 4Х2В5МФ. 38.Металлы для режущего инструмента. Назначение, требования, предъявляемые к ним. ТО, структура, свойства.Стали для реж. инструмента после закалки и низкого отпуска должны иметь высокую твердость в режущей кромке (HRC 60-65)значительно превышающую твердость обрабатываемого материала; высокую износостойкость, необходимую для сохранения размеров и формы режущей кромки при резании; достаточную прочность при некоторой вязкости для предупреждения поломки инструмента в процессе работы и теплостойкость, когда резание выполняется при повышенных скоростях.Для углеродистых сталей: Для режиструмента (фрезы, зенкеры, сверла, бритвы,напильники и тд) используют заэвтектоидныые стали У10, У11, У12 и У13, у которых после ТО структура – мартенсит и карбиды. Древообрабатыв – У7, У8 у которых после ТО трооститная структура. Для легированных сталей: эти стали подобно углеродистым не обладают теплостойкостью т пригодны только для резания относительно мягких материалов на малых скоростях. (200-250С) Лег.стали по сравнению с улеродистыми обладают большей устойчивостью переохлажденного аустенита, а следовательно, большей прокаливаемостью. Инструменты их этих сталей охлаждаютпри закалке в масле и в горячих средах (ступенчатая закалка), что уменьшает деформацию и коробление инструмента. 11Х и 13Х – низколегированные, 9ХС и ХВСГ – бОльшая теплостойкость 250-260С. 39. Стали для инструмента ОМД, состав, маркировка, термообработка, структура, свойства.Для холодной ОМД: должны обладать высокой твердостью, износостойкостью и прочностью, сочетающейся с достаточной вязкостью. В процессе деформирования с большей скоростью штампы разогреваются до 300-350С, поэтому стали должны быть и теплостойкими. (Х12Ф1 закалка 1070С, отпуск 150, твердость 61-63 hrc. Х6ВФ – закалка 970, отпуск 160) . Высокохромистые (Х12Ф1 и Х12М(закалка 830-860 и отпуск 500-580)) относятся к ледебуритному классу и содержат 16-17% карбидов, высокая износостойкость и при закалке мало деформируются, что важно для штампов сложной формы. Сталь Х6ВФ – используют для инструментов с высокой механической прочностью и сопротивление изнашиванию. Для горячей ОМД: высокая мех. свойства (прочность и вязкость) при повышенных температурах и обладание окалиностойкостью и разгаростойкостью, т.е способностью выдерживать многократные нагревы и охлаждения без образования разгарных трещин. Так же должны иметь высокую износостойкость и теплопроводность для лучшего отвода теплоты, предаваемого обрабатываемой заготовкой. Для крупных ковочных машин (темп. 500-550С) – стали 5ХНМ и 5ХГМ. Стали повышенной теплостойкости – 3Х2В8Ф и 5Х3В3МФС для штампов (тепм. 600-700С).