Главная

Быстрорежущая сталь р18: характеристика и область применения

На чтение 25 мин. Просмотров 11 Опубликовано

Характеристика стали марки 18кп

18КП — Сталь конструкционная углеродистая качественная, хорошо сваривается, сварка осуществляется без подогрева и без последующей термообработки, способы сварки: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка под флюсом и газовой защитой, КТС, ЭШС.

Не склонна к флокеночувствительности, склонность к отпускной хрупкости отсутствует. Обрабатываемость резанием: в горячекатанном состоянии при в горячекатаном состоянии при HB 130 и σв=450 МПа, К υ тв. спл=1,7. Нашла свое применение без термообработки или при нормализации в производстве болтов, винтов, крюков, траверс, стяжек, вилок, крепежа и других деталей, к которым предъявляются требования высокой пластичности, после химико-термической обработки производят рычаги, кулачки, гайки, шестерни, ключи, ролики, диски фрикционные и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и износостойкости при невысокой прочности сердцевины. Ковку производят при температурном режиме от 1280 до 750 0С, охлаждение производят на воздухе.

Химический состав и основные эксплуатационные свойства

Марку Р18 относят инструментальным быстрорежущим сталям.

В состав входят следующие химические элементы:

  • C 0,73 — 0,83;
  • Si до 0,5;
  • Mn до 0,5;
  • Ni до 0,4;
  • S до 0,03;
  • P до 0,03;
  • Cr 3,8 — 4,4;
  • Mo до 1;
  • W 17 — 18,5;
  • V 1 — 1,4;
  • Co до 0,5;
  • Fe ~73.

Набор этих веществ придает этой стали определенные свойства, которые позволяют применять для производства режущего инструмента для станков токарно — фрезерной группы, резьбообразующих, для получения и обработки отверстий. Этим инструментом обрабатывают детали из легированных, углеродистых и конструкционных сталей с пределом прочности до 1000 МПа. Кроме того, таким инструментом можно обрабатывать цветные металлы.

Во время процессов резания инструмент, произведенный из стали Р18, сохраняет свои эксплуатационные параметры при температурах до 600 ºC.

ГОСТ

Производители стали выпускают следующую номенклатуру продукции:

  • Прокат разного сечения — ГОСТ 1133-71;
  • Полосы разной формы- ГОСТ 4405-75;
  • Прутки, в т.ч. калиброванные — ГОСТ 4405-75;
  • Профиль ТУ 14-11-245-88.

Перечислена только малая часть ассортимента выпускаемых проката из стали.

Аналоги стали Р18

Среди отечественных сталей, предназначенных для производства инструмента, можно подобрать аналог — Р12. За рубежом выпускают следующие марки:

  • США — Т1;
  • Германия — HS18-0-1;
  • Европейский союз — 1.3355;
  • Китай — W18Cr4V.

Быстрорежущая сталь с маркировкой Р18, содержащая в своем составе 18% вольфрама, длительное время применялась для производства большинства режущего инструмента. После прохождения термической обработки ее твёрдость составляла 62 — 65 по HRC и обладает хорошей прочностью. Недостатком этого материала по праву считают карбидную неоднородность, особенно это касается прутков большого диаметра.

Измерение мощности матрицы с встроенным драйвером

При прогоне прожектора показалось, что он светит намного ярче, чем десятиватный. Решил сравнить его с таким же, но со штатной матрицей и драйвером. Подозрение подтвердилось.

Измеренный ток потребления составил 132 мА, вместо положенных 45 мА. При проверке матрицы перед установкой без выпрямительного моста ток составлял около 45 мА. Следовательно, при питании матрицы постоянным током ее мощность увеличилась с 10 Вт до 29 Вт, что в результате и вызвало увеличение светового потока. Это стало приятной неожиданностью, хотя вполне объяснимой. Для определения мощности нужно величину напряжения умножить на величину тока.

На светодиодах падает напряжение и при включении их последовательно суммарное может составлять 100 и более вольт. Поэтому при питании от переменного тока светодиоды светят только во время, когда размах синусоиды превысит этот порог. При питании матрицы постоянным напряжением светодиоды светят непрерывно. Поэтому и увеличилась мощность светового потока.

Виды поставки стали Р18 и складское наличие стали на наших складах

На складах компании ЗАО «Промет-М» размещено более 50 тонн стали марки Р18. Весь прокат свежий, сетифицирован, не Китай. Перейти на склад стали Р18

Сортовой прокат, в том числе фасонный: НТД  
Сталь Р18 ГОСТ 19265-73 есть в наличии. Перейти
Сталь Р18 ГОСТ 2590-88 нет в наличии
Сталь Р18 ГОСТ 2591-88 нет в наличии
Калиброванный пруток НТД  
Сталь Р18 ГОСТ 19265-73 есть в наличии. Перейти
Сталь Р18 ГОСТ 7417-75 нет в наличии
Шлифованный пруток и серебрянка НТД  
Сталь Р18 ГОСТ 19265-73 есть в наличии. Перейти
Сталь Р18 ГОСТ 19455-77 есть в наличии Перейти
Полоса НТД  
Сталь Р18   есть в наличии. Перейти

Мы заботимся о наших клиентах и предлагаем следующий комплекс услуг:

  • производим отгрузку малотоннажными партиями;
  • производим комплектацию сборных вагонов (до 50 наименований);
  • осуществляем отгрузку на экспорт;
  • ответхранение

Особенности термической обработки

Термическая обработка при температуре порядка 1200 — 1300 ºC, с последующим отпуском, вызывает дисперсионное затвердевание. В процессе закаливания большая часть карбида Fe3W3C разлагается и переходит в твердый раствор аустенитного или мартенситного типа. Это приводит к насыщению сплава углеродом, вольфрамом и другими легирующими элементами. Отпуск, который выполняют при температурах в 550 — 560 ºC приводит к повышению твердости до максимальных параметров. Это происходит в следствии выделении карбидов и разложение остатков аустенита.

Инструмент сложной формы, в т.ч. тонколезвийный или работающий в условиях переменной нагрузки, например, на прерывистом точении должен обладать высокой прочностью и вязкостью.

Нагревание под закаливание сталей типа Р18 выполняют при таких температурах и временных паузах, которые обеспечат разложение карбидов и упрочнение аустенита. Это необходимо для получения необходимой теплостойкости.

Тонколезвийный инструмент, с размерами режущей части от 3 до 5 мм температура закаливания должна быть ниже на 10 — 20 ºC от максимальной (1250 ºC).

Высокие температуры, которые необходимы для проведения термической обработки впоследствии могут привести к появлению трещин и излишних напряжений. Для того, чтобы избежать этих неприятностей, подогрев материала выполняют в два этапа. Первый нагрев выполняют при уровне температуре 400 — 500 ºC, второй при 800 — 850 ºC. По достижении окончательной температуры, а это 1200 — 1300 ºC, время нахождения детали в зоне нагрева ограничивают. Допустимое время рассчитывают из соотношения 10 — 15 секунд на 1 мм толщины (диаметра). То есть сверло диаметром 5 мм может находиться при таком режиме порядка 50 — 75 секунд.

Время нахождения заготовки на подогреве может быть удвоено в сравнении с пиковой нагрузкой. То есть, то же сверло будет находиться на подогреве порядка 100 — 150 секунд.

Предварительный и финишный нагрев выполняют в соляной ванне. Она заполняется смесью из:

  • 78 % ВаСl2 (хлорид бария);
  • 22 % NaCl (натрий хлор).

Для предохранения заготовок от окисления раствор раскисляют с помощью фтористого магния.

Отпуск стали проводят также в несколько этапов. Заготовки выдерживают при температуре 550- 570 ºC, причём необходимо провести два — три сеанса длительностью один час каждый

Применение

Мы уже оговаривались, что сталь Р18 применяется для изготовления режущего инструмента, однако более целесообразным будет предоставить вам пусть и не полный, но все же перечень изделий, изготовленных из данной стали. В списке присутствуют:

  • сверла (преимущественно по металлу);
  • развертки;
  • метчики для нарезания внутренней резьбы;
  • плашки для нарезания наружной резьбы;
  • резцы для токарных станков по металлу;
  • зенкеры;
  • протяжки;
  • фрезы.

Однако стоит быть очень внимательным, так как Р18 – дорогостоящая сталь, и используют ее далеко не всегда. Так что лишний раз следите за маркировками.

Легирующие компоненты

Наличие легирующих компонентов говорит о присутствии некоторых свойств материала. Их добавление способствует приобретению гибкости или твердости металла.

  • Марганец. Отвечает за воспроизведение уникальной фактуры и увеличение жесткости, прочности клинка. Стоит отметить, что относительная твердость и жесткость стали 65х13 получена за счет присутствия этого компонента.
  • Хром. Ни один материал не будет устойчив к влаге без добавления хрома. Износостойкость — одна из главных качеств ножей. Хром делает сталь нержавеющей при наличии 13% от общего состава.
  • Молибден. Выполняет защитную роль — предотвращает ломкость и хрупкость. Придает немного вязкости и твердости, состав должен наличивать как минимум 1% данного компонента.
  • Кремний — отвечает за упругость.
  • Никель. Служит защитой от коррозии и добавляет вязкости, также является легирующей присадкой.
  • Вольфрам. Пользуется спросом у производителей дорогих и элитных ножей. Применяется для эффективного и быстрого повышения уровня износостойкости, увеличения твердости и выдержки высоких температур. При сочетании с хромом или же молибденом становится крайне полезным в улучшении режущих качеств.
  • Ванадий. Как и большинство других добавок, выполняет стандартную роль и придает прочность стали. Необходим в производстве мелкозернистых сплавов.

Разновидности режущего инструмента

HSS (первые литеры английского выражения High Speed Steel) – сталь быстрорежущая, т. е. углеродистая высоколегированная. В состав металла помимо железа и углерода вводят такие компоненты, как вольфрам, молибден, кобальт, титан и другие, в определенных количествах. Кроме того, на поверхность изделия напыляют специальные вещества, повышающие прочность и термостойкость изделия. Сверла, изготовленные на основе HSS сталей, делятся на 3 группы:

  • вольфрамовые;
  • молибденовые;
  • высоколегированные.

Вольфрамовые режущие инструменты выпускаются семи типов: Т1, Т2, Т4, Т5, Т6, Т8 и Т15. Различаются они содержанием углерода (от 0,75 до 1,5 %), ванадия (от 1 до 5 %), вольфрама (от 12 до 18 %), кобальта (от 5 до 12 %), хрома (от 4 до 4,5 %). Применяются сверла из сталей вольфрамовой группы для работы со сталями углеродистыми, легированными, коррозионностойкими, жаропрочными.

Молибденовые инструменты выпускаются двенадцати типов: М1, М2, М3, М4, М6, М7, М10, М30, М33, М34, М35 и М36. Содержание углерода в них от 0,8 до 1,3 %. Количество молибдена составляет от 4,5 до 9 %. Различаются HSS сверла и содержанием хрома, ванадия и вольфрама. В составе сверла типа М35 еще имеется кобальт и никель. Эти добавки позволяют обрабатывать стали с большой скоростью в условиях нагрева режущей кромки.

Высоколегированные изделия выпускаются десяти типов: М41, М42, М43, М44, М46, М47, М48, М50, М52 и М62. Имеют более сложный химический состав. Подвергаются термообработке, что позволяет эксплуатировать их при пониженных температурах. Обладают хорошей ударной вязкостью.

смотреть остатки и цены >>

Химический состав в % материала Р18

C Si Mn Ni S P Cr Mo W V Co
0.73 — 0.83 до 0.5 до 0.5 до 0.4 до 0.03 до 0.03 3.8 — 4.4 до 1 17 — 18.5 1 — 1.4 до 0.5

Температура критических точек материала Р18.

Ac1 = 820 , Ac3(Acm) = 860 , Ar3(Arcm) = 770 , Ar1 = 725

Механические свойства при Т=20oС материала Р18 .

Сортамент Размер Напр. sв sT d5 y KCU Термообр.
— мм — МПа МПа % % кДж / м2 —
840 510 8 10 190 Состояние поставки
Твердость материала Р18 после отжига , HB 10 -1 = 255 МПа

Физические свойства материала Р18 .

T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9
Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
20 2.28 8800 419
100 2.23 26 472
200 2.19 27 544
300 2.1 28 627
400 2.01 29 718
500 1.92 28 815
600 1.81 27 922
700 27 1037
800 1152
900 1173
T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9

Технологические свойства материала Р18 .

Свариваемость: без ограничений.

Остатки квадратов сталь Р18 на март 2020г.

Наименование Марка стали Размер, мм Количество, тн Цена > 1 тн
Квадрат Р18 10 0,073 1088000 получить счет
Квадрат Р18 12 0,526 1188000 получить счет
Квадрат Р18 20 0,449 1188000 получить счет
Квадрат Р18 22 0,063 1188000 получить счет
Квадрат Р18 25 0,153 1188000 получить счет
Квадрат Р18 110 0,142 1188000 получить счет
Квадрат Р18 120 0,068 1188000 получить счет

Остатки кругов сталь Р18 на март 2020г.

Наименование Марка стали Размер, мм Количество, тн Цена > 1 тн
Круг Р18 8 0,443 1138000 получить счет
Круг Р18 9 0,072 1138000 получить счет
Круг Р18 10 0,27 1088000 получить счет
Круг Р18 20 0,421 1088000 получить счет
Круг Р18 28 0,34 1138000 получить счет
Круг Р18 32 0,653 1138000 получить счет
Круг Р18 35 0,086 1088000 получить счет
Круг Р18 36 0,173 1138000 получить счет
Круг Р18 38 0,059 1138000 получить счет
Круг Р18 40 0,559 1088000 получить счет
Круг Р18 42 0,084 1088000 получить счет
Круг Р18 45 0,876 1138000 получить счет
Круг Р18 53 0,116 1138000 получить счет
Круг Р18 55 0,323 1138000 получить счет
Круг Р18 56 0,103 1540000 получить счет
Круг Р18 57 0,112 1138000 получить счет
Круг Р18 85 0,726 1138000 получить счет
Круг Р18 90 1,464 1138000 получить счет
Круг Р18 100 4,199 1138000 получить счет
Круг Р18 105 0,056 1138000 получить счет
Круг Р18 125 0,089 1138000 получить счет
Круг Р18 130 0,115 1035000 получить счет
Круг Р18 135 0,482 1138000 получить счет
Круг Р18 140 0,071 1138000 получить счет
Круг Р18 150 0,102 1138000 получить счет
Круг Р18 160 0,084 1138000 получить счет
Круг Р18 165 0,294 1238000 получить счет
Круг Р18 170 0,158 1138000 получить счет
Круг Р18 175 0,156 1138000 получить счет

Остатки листов сталь Р18 на март 2020г.

Наименование Марка стали Размер, мм Количество, тн Цена > 1 тн
Лист Р18 3 0,187 1338000 получить счет
Лист Р18 4 0,081 1338000 получить счет
Лист Р18 6 0,052 1338000 получить счет
Лист Р18 20 0,099 1338000 получить счет

Остатки полосы сталь Р18 на март 2020г.

Наименование Марка стали Размер, мм Количество, тн Цена > 1 тн
Полоса Р18 10×10 0,186 1138000 получить счет
Полоса Р18 10×40 0,483 1188000 получить счет
Полоса Р18 12×12 0,326 1138000 получить счет
Полоса Р18 12×25 0,05 1138000 получить счет
Полоса Р18 12×30 0,684 1178000 получить счет
Полоса Р18 12×40 0,114 1188000 получить счет
Полоса Р18 16×25 0,231 1188000 получить счет
Полоса Р18 16×26 0,096 1138000 получить счет
Полоса Р18 20×30 0,084 1138000 получить счет
Полоса Р18 20×35 0,075 1138000 получить счет
Полоса Р18 20×36 0,063 1188000 получить счет
Полоса Р18 20×47 0,772 1188000 получить счет
Полоса Р18 20×80 0,152 1188000 получить счет
Полоса Р18 26×30 0,14 1138000 получить счет
Полоса Р18 30×50 0,05 1188000 получить счет
Полоса Р18 5×25 0,547 1188000 получить счет
Полоса Р18 6×12 0,053 1088000 получить счет
Полоса Р18 6×16 0,295 1188000 получить счет
Полоса Р18 6×18 0,215 1188000 получить счет
Полоса Р18 6×20 0,287 1188000 получить счет
Полоса Р18 6×25 0,157 1188000 получить счет
Полоса Р18 6×26 0,263 1188000 получить счет
Полоса Р18 6×30 0,072 1188000 получить счет
Полоса Р18 75×75 0,169 1138000 получить счет
Полоса Р18 80×80 0,058 1138000 получить счет
Полоса Р18 85×85 0,066 1138000 получить счет
Полоса Р18 8×12 0,397 1088000 получить счет
Полоса Р18 90×90 0,168 1138000 получить счет

Плюсы и минусы сталей

Каждая из рассматриваемых сталей имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Они обусловливают применение сплавов и особенности технологических процессов обработки. Изучив их, можно понять, 95Х18 или Х12МФ — что лучше для качественного прочного ножа.

Сталь 95Х18 и ее свойства

95Х18 использовалась для укрепления строительных конструкций, а позднее стала широко применяться для изготовления ножей. Этому способствовали: высокая износостойкость, прочность, устойчивость к влиянию агрессивных сред и коррозиям.

Ножи из этого сплава не ржавеют, не покрываются темными пятнами, не теряют своего блеска. Изделие из стали 95Х18 долгое время не требует дополнительной заточки, остается острым, долго служит. Еще одним важным достоинством таких ножей является их демократичная цена при высоких потребительских свойствах материала.

Из недостатков отмечаются технологические сложности при обработке, а в быту не стоит использовать нож, давая большие поперечные нагрузки на излом – он может переломиться, если толщина обуха не превышает 4 мм.

Применение

Мы уже оговаривались, что сталь Р18 применяется для изготовления режущего инструмента, однако более целесообразным будет предоставить вам пусть и не полный, но все же перечень изделий, изготовленных из данной стали. В списке присутствуют:

  • сверла (преимущественно по металлу);
  • развертки;
  • метчики для нарезания внутренней резьбы;
  • плашки для нарезания наружной резьбы;
  • резцы для токарных станков по металлу;
  • зенкеры;
  • протяжки;
  • фрезы.

Однако стоит быть очень внимательным, так как Р18 – дорогостоящая сталь, и используют ее далеко не всегда. Так что лишний раз следите за маркировками.

Как характеризуется чугун: виды чугунных сплавов, составляющие компоненты и плотность, методы сварки

Сталь Р18: характеристики материала

Изучив полный список легирующих элементов стали, нам гораздо проще понять пределы ее возможностей. И, как оказалось, сталь марки Р18 действительно способна на многое. Благодаря высокому содержанию вольфрама с добавками кобальта, молибдена и ванадия, сплав наделяется высокой плотностью, общей твердостью, а также жаростойкостью. Однако многие знают, что твердые сплавы больше других подвержены разрушению при нагрузках. В этом случае сталь Р18 спасают марганец, кремний, никель и умеренное содержание углерода. Таким образом, она становится более сбалансированной и устойчивой к разрушению и износу. Именно эти качества являются первостепенными для стали, используемой при изготовлении режущего инструмента для металлообрабатывающих работ.

Дамаск и булат

Если спросить у профессионалов, какая самая лучшая сталь для ножа, вам ответят – дамасская или булатная. Начиная с давних времен, чтобы указать на отличные качества клинка, попросту говорили, что он из дамасской стали. Качество ножей из булата зависит от профессионализма кузнеца, правильной термической обработки, шлифовки. Если сравнивать дамасские клинки с булатными, можно будет отметить превосходство первых по прочности. Если же говорить о режущих свойствах, то здесь они равны.

Интересно, что утерянный секрет булатной стали был найден в 1841 году Аносовым П. И., русским металлургом. Благодаря ему возродилось производство оружия из этой стали на Златоустовской фабрике. Даже в наше время клинки, произведенные там, называют лучшими. Во времена Советского Союза производство качественных ножей перестало существовать как таковое благодаря политике государства. Официально производившиеся тогда изделия были плачевного качества, и вряд ли могли удовлетворить требования охотника. Только лишь благодаря народным умельцам, которые знали, как сделать нож качественно, можно было обзавестись хорошим клинком.

Химический состав

Многое о составе стали разных марок можно понять из их названия. Так, к примеру, буква «Р» обозначает тип металла – быстрорежущая сталь. Цифра после буквы «Р» – процент содержания в сплаве вольфрама. Для марки Р18 это 17-18,5%, а для марки Р6М5 – 5-6,5%. Вольфрам наделяет металл прочностью и вязкостью, способностью не терять твёрдости при нагревании до высоких температур.

Буква «М» в названии свидетельствует о наличии в составе молибдена, цифра после него – процент содержания вещества. Молибден отвечает за прокаливаемость, плотность, твёрдость, придаёт стойкость к коррозии и улучшает обрабатываемость. В остальном, состав Р18 и Р6М5 схож. Оба сплава включают в себя углерод, кремний, марганец, серу, никель, хром, фосфор, ванадий.

Гост

Выпуск стали Р18 регулируется следующими ГОСТами:

  • ГОСТ 4405-75 (изготовление полос и прутков металла);
  • ГОСТ 1133-71 (металлопрокат с сечением разных видов).
  • Для производства профиля из Р18 предусмотрены также ТУ 14-11-245-88.

Сталь Р6М5 фигурирует в нескольких ГОСТах:

  • ГОСТ 1133-7 (сортамент кованых квадратов и кругов);
  • ГОСТ 7417-75 (пруток калиброванный);
  • ГОСТ 14955-77 (круги с особой отделкой поверхности металла);
  • ГОСТ 2590-88 (круги горячекатанные);
  • ГОСТ 19265-73 (полосы и прутки).

В ТУ 14-11245-88 указан перечень изделий из стали Р6М5, технические требования, предъявляемые к ним.

Аналоги

Аналоги сплавов Р18 и Р6М5:

  • Р12 – российский аналог, который наиболее приближен по своим характеристикам;
  • Т1 (США);
  • W18Cr4V (Китай);
  • 1.3355 (государства Европы);
  • HS18-0-1 (Германия).

Нож выполненный из аналога стали – Р12.

Применение при резании

Заточка инструмента осуществляется в 2-4 раза быстрее при использовании марки стали Р18. Она применяется для изготовления режущего инструментария, эксплуатируемого в сложных условиях, в то числе при нагреве и высокой нагрузке. При этом обеспечивается сохранение основных технических характеристик изделий, что является преимуществом. Такой параметр необходим при создании автоматизированных цехов.

Высокое качество реза обусловлено присутствием легирующих компонентов в составе материала

Заточка осуществляется с помощью наждачных кругов, но во время процесса важно исключить динамические и вибрационные воздействия

Химсостав

В составе металла содержится:

  • 73% феррума;
  • 17,75±0,75% вольфрама;
  • 15% молибдена;
  • 4,1±0,3% хрома;
  • 1,2±0,2% ванадия;
  • 0,78±0,05% углерода;
  • по 0,5% кобальта, марганца и кремния;
  • 0,4% никеля;
  • по 0,03% серы и фосфора.

Соответствие состава стали Р18 указанным нормам обеспечивает ее прочность, надежность и долговечность, позволяет использовать для изготовления инструментов и деталей для токарных, фрезерных станков, нарезки резьбы внутреннего и наружного типа, создания и обработки отверстий. Металл подходит для мехобработки легированной, углеродистой, конструкционной стали с пределом прочности до 1 ГПа, цветных металлов.

Сохранение рабочих параметров обеспечивается при температуре менее 600 С.

Особенности использования стали Р18 при резании

Использование стали в механической обработке металла позволило увеличить скорость, например, точения в 2 — 4 раза.

Р18 используют для изготовления режущего инструмента, который работает при значительных силовых нагрузках и нагрева режущей кромки.

Резцы, фрезы и сверла изготовленные из этой инструментальной стали обладают стабильными свойствами — это особенно важно при организации гибких автоматизированных производств. Качество реза, выполняемого резцом из стали марки Р18 обеспечивает наличие в составе таких легирующих компонентов, как вольфрам, кобальт и некоторые другие

Качество реза, выполняемого резцом из стали марки Р18 обеспечивает наличие в составе таких легирующих компонентов, как вольфрам, кобальт и некоторые другие.

Для заточки инструмента можно использовать обыкновенные наждаки, но для этого необходимо устранить биение кругов.

Характеристики стали для ножей

Какая сталь применяется при изготовлении ножей и каковы её характеристики? Попробуем разобраться:

Дамасская сталь.

В состав клинка ножа из дамасской стали входит несколько углеродистых сталей таких как: ШХ-15, 5ХНМА, У8А, а для связи в основном применяют сталь 45. При ковке дамасского ножа используют как правило три разных пакета дамасской стали, они различны по своим свойствам, характеристикам и выполняют различные функции. Например, для обуха ножа используют пакет который обладает большей ударной вязкостью. Средней части клинка необходим пакет выдерживающий поперечные нагрузки, то есть на излом. И третий — это режущий пакет с высоким содержанием углерода, который после термообработки должен иметь имеет твёрдость 62-64 ед. HRC. Также после ковки на режущей кромки ножа, за счет чередования металлов с разным содержанием углерода, образуется микропила, что несомненно улучшает режущие свойства ножа.

Сталь 95Х18 (нержавейка)

Ножи клинки которых изготовлены из данной стали 95Х18 отличаются отменными режущими свойствами и высокую твердостью 58-60 ед. HRC. Достигается это за счет высокого содержания углерода в стали. Данный металл устойчив к различным агрессивным средам, не подвергается коррозии.

Химический состав стали 95Х18:

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Ti

Cu

0.9 — 1

до   0.8

до   0.8

до   0.6

до   0.025

до   0.03

17 — 19

до   0.2

до   0.3

Сталь Х12МФ (инструментальная)

Ножи с клинками так же обладают хорошими режущими свойствами и имеют твердость 60-62 ед. HRC Металл клинка содержит 12% хрома и имеет не большую стойкость к коррозии. Ножи из такой стали хорошо держат заточку лезвия.

Химический состав: 

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Mo

V

Cu

1.45 — 1.65

0.1 — 0.4

0.15 — 0.45

до   0.4

до   0.03

до   0.03

11 — 12.5

0.4 — 0.6

0.15 — 0.3

до   0.3

Сталь ХВ5 (в народе алмазка)

При изготовлении ножей из данной стали клинки имеют твердость 62-64 ед. HRC, хорошо держат строй. Эту сталь ещё называют «алмазной сталью» из-за её высокой твердости и схожестью с алмазом.

Химический состав стали:

C

Si

Mn

Cr

V

W

Cu

1.3 — 1.5

0.1 — 0.3

0.1 — 0.3

0.5 — 0.7

1.0 — 3.0

4.0-5.0

  0.03   

Сталь Р6М5К5 (быстрорез)

Основными достоинствами является: твердость 65-66 ед. HRC, отменными режущими свойствами, очень долго держит заточку, при правильной закалке и термообработке не будет хрупкой.

Сталь Р6М5 (M2).

Старичок среди быстрорежущих сталей — была разработана в тридцатых годах двадцатого века. Широко применяется во всём мире и является неким эталоном для сравнения с другими сталями. Данная сталь находит большое применение для изготовления клинков. Имеет неплохое сопротивление к износу, хорошо поддается шлифовке.

Химический состав стали Р6М5К5:

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Mo

W

V

Co

0.84 — 0.92

до   0.5

до   0.5

до   0.4

до   0.03

до   0.03

3.8 — 4.3

4.8 — 5.3

5.7 — 6.7

1.7 — 2.1

4.7 — 5.2
  • < Назад
  • Вперёд >

Характеристики и применение

Говоря о стали р18, характеристиках и применении, нужно отметить, что изготовленные из нее инструменты после термической обработки обладают твердостью HRC 62…65 единиц и высокой прочностью. Этого вполне достаточно для обработки конструкционных сталей обыкновенного качества. Длительная красностойкость без потери прочности позволяет производить длительную обработку деталей.

Но большим недостатком сплава считается карбидная неоднородность. Особенно это заметно в заготовках большого диаметра. В крупном инструменте данный недостаток проявляет себя снижением стойкости и выкрашиванием режущих элементов.

Проблему решают увеличением избыточного количества карбидной фазы. Термообработка делает внутреннюю структуру стали мелкозернистой.

Свойства материала

У стали р18 есть следующие физические свойства

Параметр Единица измерения
Плотность, 8800 кг/см3
Модуль упругости, Е 220 ГПа
Модуль сдвига при кручении, G 83 ГПа
Теплопроводность 28 Вт/(м·градус)

Удельное электрическое сопротивление зависит от температуры нагрева металла

Удельное электрическое сопротивление
Температура, град Количество
20 420
100 470
200 545
300 630
400 720
500 815
600 920
700 1035
800 1150
900 1175

Механические свойства выделяют от завода производителя и после термообработки

От завода-производителя

Предел прочности при растяжении, Ϭ В 830 МПа
Максимум текучести, Ϭ Т 450 МПа
Линейное удлинение, δ 5 13%
Предел сужения, ψ 22%
Предел прочности при сжатии, Ϭ СЖ 1050 МПа
Твердость, НВ 227
Ударная вязкость, KCU 100 кДж/м2

После термообработки

Параметр Значение, МПа
Ϭ В 2150
Ϭ Т 2480
Ϭ СЖ0,2 3060
Ϭ СЖ 3820
Ϭ ИЗГ 3000
Тк 1880

Теплостойкость (красностойкость). При температуре 610 °C твердость составляет HRC 59 на протяжении 4 часов.

Технологические свойства

Температурный режим ковки 900 °C — 1200°С
Охлаждение после ковки 750 °C — 800 °C, колодец
Свариваемость Хорошая, без ограничений
Обработка резанием НВ до 228, К v = 0.3−0.6
Обработка шлифованием Повышенная
Флокеночувствительность Отрицательная

Область применения

Использование быстрорежущей стали Р18 характерно для режущих лезвийных инструментов, которые предназначены для обработки металлов с различной твердостью, в том числе нержавеющих и жаропрочных сталей.

Их твердость достигает HRC 70. Отличаются повышенной стойкостью к пластическим деформациям и износостойкостью при нагревании. В отличие от инструментальных сталей инструментами из Р18 скорость обработки повышается до 4 раз.

Улучшение эксплуатационных свойств достигается термической обработкой. Нагрев под закалку производится до температуры 1300 °C. Введенный в состав кобальт повышает температуру превращения внутренней структуры карбидов. Основным карбидом считается Fe3W3С. При нагревании и выдержке значительная часть карбида переходит в твердый раствор мартенсита ли аустенита.

Для получения мелкозернистой внутренней структуры используется низкий отпуск. Температура проведения 550 °C — 560 °C. В данной фазе происходит распад остаточного аустенита и выделение дисперсных карбидов.

Для предотвращения образования трещин нагрев под закалку производят ступенчато. Сначала подогревают до 500 °C, затем до 850 °C. Выдержка при температуре 1300 °C проводится в зависимости от толщины обрабатываемой детали. Время не более 15 секунд на 1 мм размера при диаметре не более 30 мм. Например, диаметр фрезы 10 мм. Время выдержки не должно превышать 150 секунд (2,5 минуты).

Время подогрева вдвое больше времени выдержки заготовки. Из-за избыточного количества карбидов остаточный аустенит не может полностью преобразоваться. Поэтому применяется многократный отпуск.

Режущий инструмент из быстрорежущей стали подвергается дополнительной обработке для повышения коррозионностойкости и изностойкости режущей кромки. В зависимости от типа обрабатываемого материала используется:

  • азотирование, снижающее хрупкость поверхностного слоя;
  • цианирование, увеличивающее вязкость;
  • сульфидирование;
  • пропаривание.

Данные операции производятся после термической обработки, заточки и шлифовки. Это помогает придать готовому инструменту большую прочность

Задание.

При высоких скоростях резания и больших нагрузках для изготовления режущего инструмента (протяжки, фрезы, сверла, метчики и др.) применяется быстрорежущая сталь Р18.

  1. Укажите оптимальный режим термической обработки фрезы, изготовленной из этой стали, постройте график термообработки для этой стали в координатах t().

  2. Опишите структурные превращения, происходящие при термической обработке.

  3. Приведите основные сведения об этой стали: ГОСТ, химический состав, свойства, достоинства, недостатки, влияние легирующих элементов, другие марки стали такого же типа и др.

Сведения о быстрорежущей стали марки р18.

Сталь инструментальная быстрорежущая( по ГОСТ 9373-60) предназначается для изготовления металлорежущего инструмента с большим сопротивлением изнашиванию и сохранением механических свойств в условиях повышенной температуры до 600-700оC.

Основные сведения.

ГОСТ 19265-73,другие марки:Р9,Р12,Р9Ф5,Р6М5К5,Р9М4К8,Р9К5,Р10К5Ф2 и др.

Химический состав.

Химический элемент

%

Ванадий (V)

1.00-1.40

Вольфрам (W)

17.0-18.5

Кобальт (Co), не более

0.50

Кремний (Si), не более

0.50

Марганец (Mn), не более

0.50

Молибден (Mo), не более

1.00

Никель (Ni), не более

0.40

Сера (S), не более

0.03

Углерод (C)

0.73-0.83

Фосфор (P), не более

0.03

Хром (Cr)

3.80-4.40

Механические свойства.

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска.

t отпуска, °С

B, МПа

KCU, Дж/м2

HRCэ

Закалка 12800С, масло. Отпуск трёхкратный по 1 ч.

400

1370

23

61

500

1470

19

63

550

2350

17

66

600

2210

65

Технологические свойства.

Температура ковки: Начала 1200, конца 900. Охлаждение в колодцах при 750-800 0С.

Свариваемость: при стыковой электросварке со сталью 45 и 40Х хорошая.

Шлифуемость: повышенная (ГОСТ 19265-73).

Температура критических точек.

Критическая точка

0С

Ас1

820

Ас3

860

Аr3

770

Ar1

725

Физические свойства.

Температура испытания, 0С

20

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Модуль нормальной упругости, Е, ГПа

228

223

219

210

201

192

181

Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа

83

Плотность,pn,кг/см3

8800

Коэффициент теплопроводности Вт/(м*0С)

26

27

28

29

28

27

27

Уд. Электросопротивление (р,Ном*м)

419

472

544

627

718

815

922

1037

1152

1073

Красностойкость.

Температура, °С

Время, ч

Твердость, HRCэ

620

4

59

Основные свойства

(достоинства и недостатки):

  1. повышенная износостойкость

  2. узкий интервал закалочных температур

  3. повышенная пластичность при горячей пластической деформации

  4. пониженная шлифуемость

Назначение.

Резцы, сверла, фрезы, резьбовые фрезы, долбяки, развертки, зенкеры, метчики, протяжки для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600 °С, заменитель сталь Р12.

Влияние легирующих элементов на свойства стали.

Основное свойство быстрорежущих сталей – высокая теплостойкость. Она обеспечивается введением большого количества вольфрама совместно с другими карбидообразующими элементами: молибденом, ванадием, хромом.

W и Mo в присутствии Cr связывают углерод в специальный труднокоагулируемый при отпуске карбид типа Ме6С и задерживают распад мартенсита. Выделение дисперсных карбидов, которое происходит при повышенных температурах отпуска(500-600 оC), вызывает дисперсионное твердение мартенсита( явление вторичной твердости). Особенно эффективно вторичная твёрдость и теплостойкость повышаются при введении нескольких сильных карбидообразователей, например вольфрама ( одного или совместно с молибденом) и ванадия. При отпуске ванадий, выделяясь в виде карбидов, усиливает дисперсионное твердение, а вольфрам ( молибден), сохраняясь в мартенсите, задерживает его распад . Добавление ванадия усиливает действие вольфрама и молибдена.

Увеличению теплостойкости способствует также кобальт. Он не образует карбидов, но, повышая энергию межатомных сил связи, затрудняет коагуляцию карбидов и увеличивает их дисперсность.

Основное же назначение углерода – повышенная твердость.

В результате комплексного легирования инструменты из быстрорежущих сталей сохраняют высокую твёрдость до 560-6400С и допускают в 2-4 раза более производительные режимы резания,чем инструменты из углеродистых и низколегированных сталей.

Основные свойства быстрорежущей стали марки Р18 в состоянии поставки

( первичная термическая обработка).

Температура ковки : 1200-900 оC

Температура отжига : 840-860 оC

НВ( не более) : 255

Массовая доля карбидной фазы : 28%

Характеристики материала

Сталь 95х18 – коррозионно-стойкая, содержит в своем составе 0,95% углерода, 18% хрома, также в небольших долях присутствует кремний, марганец, никель, сера, фосфор, титан, медь. Углерод необходим для увеличения прочности и твердости, одновременно этот элемент снижает пластичность и вязкость. Хром защищает сплав от развития коррозии, обеспечивает дополнительную прочность и инертность к большинству кислот и щелочей. Такие качества позволяют создавать из данной марки надежные ножи, которые можно подвергать многократной заточке. Материал обладает также антибактериальными свойствами. Твердость составляет 60-62 HRC, температура изменения структуры кристаллической решетки – 810 градусов по Цельсию.

Используется этот сплав не только для создания ножей. В промышленности его качества необходимы для обеспечения бесперебойной работы различных приспособлений при высоких температурах, поэтому сталь 95х18 применяют для производства подшипников, движущихся элементов механизмов, а также различных защитных барьеров.

Аналогами данной марки являются:

  • США – 440B, 440C, 440FSe, A756;
  • Япония – SUS440C;
  • Германия – X102CrMo17, X105CrMo17.
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий

© 2024