Быстрорежущая сталь р18: характеристика и область применения

Сталь марки Р18: характеристики и применение

Обработка металла включает в себя не только точение или фрезерование. К резанию относят и обработку отверстий, и нарезание наружной и внутренней резьбы. Для обработки конструкционных или легированных сталей необходим инструмент, изготовленный из металла, который превосходит их по твердости и прочностным характеристикам. К таким материалам можно смело отнести сталь Р18.

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.

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.

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

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

Особенности производства режущего инструмента

Готовый инструмент, например, сверла, в соответствии с требованиями ГОСТ 2034-80 должны обладать твёрдостью на хвостовике 63 – 65 по HRC, а режущая часть должна иметь твердость 63 – 68 HRC.

После того как заготовки, прошли все процедуры термообработки, их отправляют на шлифование. Для этого применяют особо точные шлифовальные специализированные станки, способные обеспечить следующие допуски на сверла повышенной точности (А1, В1) – по h8, для свёрл класса В – h9.

Источник: https://prompriem.ru/stati/r18.html

Быстрорежущая сталь Р18. Расшифровка, состав и обработка

Марка стали Р18 относится к быстрорежущему классу с нормальной производительностью. В ее состав входит 18% вольфрама, что обеспечивает улучшение технических качеств: повышение твердости до HRC 62-65, красностойкости до 600 градусов, прочности.

Она пользуется высокой популярностью, из нее часто изготавливают ножи и прочий режущий инструмент. Преимуществом изделий является простота механической обработки, а недостатком – карбидная неоднородность, которая усугубляется с увеличением толщины детали.

В качестве основных методов обработки стали выступают фрезеровка и заточка, также используется резка, сверловка, нарезка резьбы. Обработка конструкционной и легированной стали осуществляется с использованием инструмента, изготовленного из более прочного и твердого металла, в качестве которого может выступать быстрорежущая сталь Р18.

Вернуться к содержанию

Расшифровка

В наименовании содержится информация о виде стали – быстрорежущем инструментальном (Р), в состав которой входит 18% вольфрама (18).

Вернуться к содержанию

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.

Вернуться к содержанию

Где применяется?

Металл широко распространен при создании лезвийного режущего инструмента, предназначенного для мехобработки материалов на основе железа и углерода с разной степенью твердости.

К ним относятся жаростойкие и нержавеющие стали, твердость которых достигает HRC70.

Использование стали Р18 обеспечивает увеличение скорости обработки, исключает пластические деформации и изменение характеристик в результате нагрева.

Повышение технических параметров материала обеспечивается за счет термической обработки. Одним из способов является закалка, которая осуществляется при температуре 1300 градусов.

За счет присутствия в составе кобальта происходит рост температуры, при которой изменяется внутренняя структура карбидов, основным из которых является Fe3W3C.

Во время закалки большая часть данного вещества превращается в твердый мартенсит или аустенит.

Низкий отпуск быстрорежущей стали Р18 при t = 550-560 градусов позволяет получить мелкозернистую структуру. Это обусловлено разложением остаточной аустенитной формы и образованием дисперсных карбидных соединений.

Чередование режимов термообработки позволяет исключить риск трещинообразования. При этом чаще всего используют порядок:

  • нагрев до 500 градусов;
  • повышение температуры до 850 градусов;
  • установка температуры на 1300 градусов на протяжении определенного количества времени в зависимости от толщины элемента (1-30 мм, 15 секунд на каждый миллиметр).

После этого осуществляется ступенчатый отпуск, что обеспечивает полное преобразование остаточной аустенитной структуры стали Р18.

Устойчивость к коррозии и износу обеспечивается за счет дополнительной обработки режущей части. Для этого может применяться один из методов:

  • пропарка;
  • покрытие сульфидами;
  • цианирование для увеличения вязкости;
  • азотирование для снижения хрупкости.

Они осуществляются после термообработки, заточки и шлифования, что гарантирует повышение прочности.

Вернуться к содержанию

Технические характеристики

Основными характеристиками стали Р18 являются:

вязкость 100 кДж/м2;
твердость по Рокквелу 227;
прочность при сжимающей нагрузке 10,5 ГПа;
относительное удлинение 13%;
предел текучести 0,45 ГПа;
прочность при растягивающей нагрузке 0,83 ГПа;
способность проводить тепло 28 Вт/мК;
модуль сдвига/упругости 83/220 ГПа;
удельный вес 8,8 т/м3.

Вернуться к содержанию

Сортамент

Выпуск продукции осуществляется в соответствии с нормативными документами, в качестве которых выступают ГОСТ:

  • №1133-71 – прокатные элементы;
  • №4405-75 – полосы и прутья;
  • ТУ 14-11-245-88 – профили.

Также существуют и другие виды проката.

Вернуться к содержанию

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.

Вернуться к содержанию

Производство режущего инструмента

Цена стали Р18 определяется типом проката, при этом учитывается вес изделия и объем заказа. Одним из видов готовых продуктов является сверло, которое изготавливается на основании требований Госстандарта 2034-80. К ним относится необходимость обеспечения твердости на хвостовике 63-68 HRC.

Шлифовка является последующей стадией после температурной обработки. Для этого используются специальные станки, способные гарантировать соблюдение допусков на продукт обработки – А1 и В1 по h8, В – h9.

Вернуться к содержанию

Термообработка

Закалка и отпуск являются причинами дисперсного затвердевания. При этом происходит распад основной части карбидных соединений, и образуется твердый раствор аустенита и мартенсита.

В результате металл насыщается углеродом и легирующими компонентами. Термообработка стали Р18 включает закалку при температуре 1200-1300 градусов и отпуск при 550-560 градусах.

Читайте также:  Характеристики и расшифровка стали 09г2с по госту

Это обеспечивает предельную прочность состава за счет выделения карбидных соединений и распада аустенита.

Инструменты сложной геометрической формы, с тонким лезвием, эксплуатируемые при изменяемой нагрузке, должны быть прочными и вязкими.

Для этого термическая обработка включает различные режимы и типы нагрева и отпуска, что приводит к распаду карбидов и упрочнению аустенитной формы. Это также положительно сказывается на устойчивости к действию температуры.

Тонкое лезвие с шириной режущей кромки 3-5 мм проходит закалку при температуре 1250 градусов.

Марка Р18 имеет характерную особенность – при бесступенчатом нагреве после термообработки могут образоваться трещины и прочие дефекты на поверхности.

Чтобы исключить данный негативный фактор, нагрев осуществляют ступенчато, на первой стадии температура повышается до 500 градусов, на втором – 850 градусов, на третьем – 1300 градусов. Для определения продолжительности закалки необходимо учитывать толщину изделия.

На каждый миллиметр сечения требуется порядка 10-15 секунд. Во время первых двух стадий можно увеличить данную продолжительность в два раза.

Предварительный и окончательный нагрев осуществляется в соляной ванне, заполненной смесью хлоридов бария (78%) и натрия (22%). Раскисляется раствор посредством введения фтористого магния, что не допускает образования на поверхности металла оксидной пленки.

Отпуск также происходит ступенчато, продолжительность каждой ступени составляет 1 час, всего предусмотрено 3 этапа.

Вернуться к содержанию

Аналоги стали Р18

К аналогам стали Р18 относятся:

  • российская Р12;
  • китайская W18Cr4V;
  • европейская 1.3355;
  • немецкая HS18-0-1;
  • американская Т1.

На протяжении долгого времени данный материал использовался для изготовления режущего инструмента. Твердость его обусловлена температурной обработкой, что также обеспечивает прочность металла. К недостаткам его относится только карбидная неоднородность, которая отчетливо видна в прутьях большого сечения.

Посмотрите также на марки:

  • 17Г1С;
  • 12Х18Н10Т;
  • 40Х13;
  • 40ХН;
  • М390.

Полезно? Сохраните себе на стену! Спасибо за лайк!

Источник: http://vse-postroim-sami.ru/materials/metal/10108_bystrorezhushhaya-stal-r18/

Быстрорежущая сталь: ГОСТ, состав, твердость, термическая обработка :

Для того чтобы рабочая поверхность инструмента сохраняла заданные свойства длительное время, необходимо использование специальных сплавов и сталей для изготовления таких элементов. На сегодняшний день детали режущего инструмента производятся из твердых сплавов, инструментальных марок стали. Для фрез, резцов, зубил используется в основном быстрорежущая сталь.

Основные требования к сплавам для режущего инструмента

Детали такого типа длительное время работают в условиях трения и повышенных температур. Однако рабочая поверхность должна сохранять свои свойства, обладать высокой износостойкостью и твердостью. При больших скоростях, которые набирает инструмент в процессе резанья, нагревается и его кромка, и сама деталь, и стружка.

Поэтому основная характеристика, которой должна обладать быстрорежущая сталь – теплостойкость. Для труднообрабатываемых материалов используют порошковые быстрорежущие стали. Они имеют более высокие режущие свойства. Недостатком таких сплавов является затруднительная обработка заготовок.

Все необходимые характеристики достигаются путем введения определенных легирующих элементов и специальной термической обработкой.

Маркировка стали

Быстрорежущая сталь маркируется буквой Р, которая ставится впереди. Основными легирующими элементами являются вольфрам, хром. Также дополнительно вводят такие элементы, как ванадий, молибден. Цифра после буквы Р указывает процентное содержание вольфрама в стали.

Как правило, в состав быстрорежущей стали входит около 4% хрома. Данный элемент в маркировке не указывается. Если цифры стоят перед буквой Р, то они указывают на процентное содержание углерода (например, сталь 11Р3АМ3Ф2 содержит 1,1% углерода).

В основном стали данной группы являются высоколегированными.

Влияние легированных элементов на свойства стали

Высокую теплостойкость быстрорежущих марок стали обеспечивают вольфрам, молибден. На их основе образовываются карбиды, которые частично переходят в твердый раствор. После термообработки обеспечивается структура мартенсита. Вольфрам, молибден, а также ванадий замедляют его распад.

Именно это обеспечивает необходимую красностойкость. Продолжительное время использовалась быстрорежущая сталь, легированная только вольфрамом. Однако из-за дефицитности данного металла его начали частично заменять молибденом.

Этот элемент также положительно влияет на склонность вольфрамовых марок стали к карбидной неоднородности. Наиболее твердый карбид образовывает ванадий. Однако при этом содержание углерода должно быть достаточным для большего насыщения твердого раствора.

Чем больше вводится ванадия, тем больше должно быть углерода в составе сплава. Основная задача хрома – придание стали высокой прокаливаемости. Красностойкость также повышает и кобальт.

Быстрорежущая сталь (твердость при легировании данным элементом повышается до 70 HRC) в данном случае будет иметь пониженную прочность. Стоит отметить, что введение хрома широко не применяется из-за большой стоимости элемента.

Термообработка быстрорежущей стали

Данные марки стали поступают в состоянии ковки (температура около 1200 °С). Производится нагрев до 860 °С, затем металл выдерживается при температуре около 760 °C. Термическая обработка инструмента включает закалку и отпуск. Стоит отметить, что такая обработка имеет свои особенности. Во-первых, необходим медленный, постепенный нагрев.

Так как сталь высоколегированная, ее теплопроводность довольно низкая, стремительное нагревание может привести к образованию трещин. При этом очень важно нагревать заготовку равномерно. Используются электрические печи, соляные ванны.

Процесс обработки быстрорежущей стали довольно трудоемкий, он требует четкого соблюдения всех этапов технологического процесса.

Закалка стали для режущего инструмента

Главная задача закалки – растворение карбидов в аустените. Как правило, карбиды на основе вольфрама и хрома растворяются при 1200 °С, ванадий требует более высоких температур. После данного этапа структура имеет избыточные (те, что не растворились) карбиды. Они сдерживают рост зерна.

Высокие температуры обеспечивают мелкозернистый аустенит. Охлаждение происходит в масле или расплаве солей. Температура по сечению детали выравнивается. Такая обработка быстрорежущей стали позволяет избежать появления трещин.

После закалки сталь имеет следующую структуру: мартенсит, остаточный аустенит, карбиды.

Отпуск быстрорежущей стали

Отпуск стали способствует превращению мартенсита закалки в мартенсит отпуска, аустенита в мартенсит (так как первый не обладает достаточной твердостью), снятию остаточных напряжений. Как правило, термическая обработка быстрорежущей стали включает многократный отпуск.

Начинается данный процесс при температуре 150 °С. Далее при 550 °С происходит дисперсионное твердение (выделяются карбиды из твердого раствора). В результате возрастает твердость сплава.

Более высокие температуры отпуска нежелательны, так как будет происходить процесс распада мартенсита, и, соответственно, снижение твердости. Вольфрамовые стали после единичного отпуска имеют в составе остаточный аустенит. Полностью он превращается в мартенсит при втором отпуске.

Остаточные напряжения снимаются в процессе третьего отпуска. Стали с содержанием кобальта могут подвергаться отпуску и в четвертый раз.

Нарушение технологии термообработки

Снижение количества углерода на поверхности заготовки может быть следствием плохой расскисленности соляной ванны, а также перегрева при аустенизации. Превышение температуры ведет к оплавлению границ зерна. Также обработанная деталь может иметь трещины.

Такое явление возникает из-за быстрого нагрева металла. Еще одна причина – ускоренное охлаждение. Низкое значение твердости может быть следствием недостаточного легирования структуры мартенсита, нарушением температурного режима при отпуске, при котором остается остаточный аустенит.

Еще один возможный дефект заготовки – нафталинистый излом.

Наиболее распространенные марки быстрорежущей стали

Быстрорежущая сталь (ГОСТ 19265-73) делится на сплавы нормальной и повышенной теплостойкости. Первая группа включает такие марки, как Р18, Р6М5. Твердость их достигает 63 HRC. Основное их предназначение – обработка чугунов, медных, алюминиевых сплавов. Более высокой теплостойкостью обладают вольфрамовые стали.

Их применяют для изготовления сверл, фрез, резцов. Сталь Р6М5, которая содержит молибден, немного уступает в режущих свойствах, однако она существенно дешевле. К тому же пластичность ее несколько выше, а склонность к образованию трещин не столь высока. Более теплостойкие стали имеют в составе ванадий и кобальт (10Р6М5, Р9Ф5).

Их твердость досягает 66 HRC. Используются они для обработки более прочных конструкционных сталей, жаропрочных сплавов, при изготовлении чистового инструмента. Характерно, что данные марки имеют более высокую износостойкость (благодаря наличию в составе ванадия). В последнее время все чаще применяется метод порошковой металлургии.

Такие инструменты имеют более высокие режущие свойства.

Источник: https://www.syl.ru/article/208876/new_byistrorejuschaya-stal-gost-sostav-tverdost-termicheskaya-obrabotka

Сталь р18 характеристики: продажа, цена в Минске. круглый прокат от “ООО “Хаммерсмит”” – 18863685

Быстрорежущая сталь Р18 относится к быстрорежущим сталям нормальной производительности. Эта сталь, содержащая 18% вольфрама, долгое время была наиболее распространенной.

Инструменты, изготовленные из этой стали, после термической обработки имеют твердость HRC 62-65, красностойкость 600о С и достаточно высокую прочность. Сталь Р18 сравнительно хорошо шлифуется.

Существенным недостатком этой стали является большая карбидная неоднородность, особенно значительная в прутках большого сечения.

При увеличении карбидной неоднородности прочность стали снижается и при работе наблюдается выкрашивание режущих кромок инструмента и снижение его стойкости.

Большое количество избыточной карбидной фазы делает сталь Р18 более мелкозернистой, менее чувствительной к перегреву при закалке, более износостойкой.

Из стали Р18 могут изготовляться всевозможные инструменты, в том числе такие сложные как шеверы, долбяки, протяжки и др.

Сталь Р18 относится к быстрорежущим сталям нормальной теплостойкости. Быстрорежущие стали наиболее характерны для режущих инструментов.

Они сочетают высокую теплостойкость (500-650°С) в зависимости от состава и обработки) с высокими твердостью (до HRC 68-70), износостойкостью при повышенных температурах и повышенным сопротивлением пластической деформации.

Быстрорежущие стали позволяют повысить скорость резания в 2 – 4 раза по сравнению со скоростями, применяемыми при обработке инструментами из углеродистых и легированных инструментальных сталей. Быстрорежущие стали широко применяют для режущих инструментов, работающих в условиях значительного нагружения и нагрева рабочих кромок.

Инструмент из быстрорежущих сталей обладает достаточно высокой стабильностью свойств, что особенно важно в условиях гибкого автоматизированного производства.

Высокие режущие свойства быстрорежущих сталей обеспечиваются легированием сильными карбидообразующими элементами (вольфрамом, молибденом, ванадием), элементами, повышающими температуру ( ' )-превращения (кобальтом, алюминием), и применением специальной термической обработки, заключающейся в закалке с высоких температур (1200 – 1300 °С) и отпуске, вызывающем дисперсионное твердение. Для стали Р18 основным является карбид М6С (Fe3W3C). Для получения высоких теплостойкости и твердости достаточно большая доля распадающегося карбида должна быть переведена при закалке в твердый раствор (аустенит, мартенсит), что насыщает его углеродом, вольфрамом, молибденом, ванадием, хромом. Последующий отпуск при температурах 550-560 °C повышает твердость до максимальных значений вследствие выделения дисперсных, карбидов и распада остаточного аустенита.

В зависимости от химического состава, а следовательно, и уровня основных свойств быстрорежущие стали подразделяют на стали нормальной и повышенной теплостойкости (производительности). Если содержание ванадия не превышает 2%, их относят к быстрорежущим сталям нормальной теплостойкости (производительности). Это стали Р18Р9 , Р6М5 .

Читайте также:  Характеристика мягкого припоя пос 61

Быстрорежущие стали с более высоким содержанием ванадия, а также дополнительно легированные кобальтом относят к сталям повышенной теплостойкости (Р12ФЗР6М5ФЗ , Р18К5Ф2 , Р9К5 , Р6М5К5 , Р9М4К8 и др.).
К группе быстрорежущих сталей повышенной производительности следует отнести и быстрорежущие дисперсионно-твердеющие сплавы с интерметаллидным упрочнением. Их высокая теплостойкость и режущие свойства обеспечиваются высокими температурами ( ' )-превращения и упрочнением вследствие выделения при отпуске интерметаллидов.

 Для инструментов сложной формы, тонколезвийных, а также для инструментов, используемых при прерывистом точении, большее значение приобретают прочность и вязкость быстрорежущей стали. Нагрев под закалку быстрорежущих сталей проводится при температурах и выдержках, обеспечивающих растворение специальных карбидов и легирование аустенита, для получения оптимальной теплостойкости.

При закалке тонколезвийных инструментов небольших размеров (менее 3-5 мм) температура закалки снижается на 10-20 °С (балл зерна 11). Для предупреждения образования трещин и повышенных термических напряжений нагрев под закалку ведут с одним или двумя подогревами. Первый подогрев при 400-500 °С, второй при 800-850 °С.

Выдержку при окончательном нагреве выбирают из расчета 10-15 с на 1 мм диаметра (толщины) для инструмента диаметром 5-30 мм. Пусть толщина фрезы 3-5 мм, следовательно время выдержки при окончательном нагреве 40 c; температура – 1280 °С. Время выдержки при подогреве обычно берут удвоенным по сравнению с выдержкой при окончательном нагреве.

Подогрев и окончательный нагрев под закалку быстрорежущих сталей, как правило, проводят в электродных соляных ваннах. Среда нагрева: при подогреве – смесь 78 % ВаС12 и 22 % NaCl (Тпл = 640 °С), при окончательном нагреве – в расплаве ВаС12 (Tпл = 962 °С). Для предохранения от окисления ванну раскисляют фтористым магнием.

Переохлажденный аустенит быстрорежущих сталей устойчив, вследствие чего они могут охлаждаться в любой среде – воздухе, масле, горячих средах при 500-560 °С. Будем охлаждать изделие в масле. Отпуск быстрорежущих сталей выполняется при температурах 550-570 °С, 2-3 раза по 1 ч. Быстрорежущие стали с большой устойчивостью остаточного аустенита требуют трех- и даже четырехкратного отпуска.

Будем выполнять трехкратный отпуск при температуре 550 °С. При отпуске происходит выделение упрочняющих карбидов и распад остаточного аустенита. В результате быстрорежущая сталь получает высокую твердость, прочность и теплостойкость.

При закалке в аустените растворяется весь хром, 8% W, 1% V и 0,4-0,5% C. После закалки в структуре кроме мартенсита и первичных карбидов содержится 30-40% остаточного аустенита. Остаточный аустенит превращают в мартенсит при отпуске.

Аустенит, обедняясь углеродом и легирующими элементами, становится менее устойчивым и при охлаждении ниже точки MН испытывает мартенситное превращение.

Однократного отпуска недостаточно для превращения всего остаточного аустенита, поэтому применяют многократный отпуск. 

Источник: https://hammersmith.by/p18863685-stal-r18-harakteristiki.html

Быстрорежущие инструментальные стали

Из группы высоколегированных сталей для изготовления режущих инструментов используются быстрорежущие стали с высоким содержанием вольфрама, молибдена, кобальта, ванадия.

Современные быстрорежущие стали можно разделить на три группы.

К сталям нормальной теплостойкости относятся вольфрамовые Р18, Р12, Р9 и вольфрамомолибденовые Р6М5, Р6М3, Р8М3. Эти стали имеют твердость в закаленном состоянии 63…

66 HRC, предел прочности при изгибе 2900…3400 МПа, ударную вязкость 2,7… 4,8 Дж/м2 и теплостойкость 600…650 °С.

Указанные марки сталей получили наиболее широкое распространение при изготовлении режущих инструментов.

Они используются при обработке конструкционных сталей, чугунов, цветных металлов, пластмасс. Иногда применяются быстрорежущие стали, дополнительно легированные азотом (Р6АМ5, Р18А и др.). Легирование азотом повышает режущие свойства инструмента на 20…30 %, твердость – на 1- 2 единицы HRC.

Стали повышенной теплостойкости характеризуются повышенным содержанием углерода — 10Р8МЗ, 10Р6М5; ванадия — Р12ФЗ, Р2МЗФ8, Р9Ф5; кобальта — Р18Ф2К5, Р6М5К5, Р9К5, Р9К10, Р9М4К8Ф и др.

Твердость сталей в закаленном состоянии достигает 66…70 HRC, они имеют более высокую теплостойкость (до 620…670 °С).

Это дает возможность использовать их для обработки жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов, а также конструкционных сталей повышенной прочности и закаленных. Период стойкости инструментов из таких сталей в 3—5 раз выше, чем из сталей Р18, Р6М5.

Стали высокой теплостойкости характеризуются пониженным содержанием углерода, но весьма большим количеством легирующих элементов — В11М7К.23, В14М7К25, ЗВ20К20Х4Ф. Они имеют твердость 69…70 HRC, и теплостойкость 700….720 °С.

Наиболее рациональная область их использования — резание труднообрабатываемых материалов и титановых сплавов. В последнем случае период стойкости инструментов в 30 – 80 раз выше, чем из стали Р18, и в 8 – 15 раз выше, чем из твердого сплава ВК8. При резании конструкционных сталей и чугунов период стойкости возрастает менее значительно (в 3 – 8 раз).

ОСНОВНОЙ НЕДОСТАТОК всех быстрорежущих сталей – высокая стоимость легирующих компонентов. Поэтому, в последнее время, быстрорежущие стали применяются очень ограниченно!!!

ПРИМЕЧАНИЕ:

Молибден является химическим аналогм вольфрама, действующим более эффективно. Замена вольфрама на молибден несколько снижает теплостойкость стали, но значительно увеличивает прочность на изгиб (sи). Сохранение теплостойкости возможно при условии замены вольфрама на молибден в соотношении 1:1,5.

С увеличением содержания молибдена в стали до 3 % и более резко увеличивается её теплопроводность. За счёт этого, тепло из зоны резания отводится хорошо и температура лезвий инструмента не увеличивается. Следовательно, повышается теплостойкость стали.

Высокая прочность на изгиб (sи) и способность хорошо отводить тепло из зоны резания обусловили широкое применение сталей Р6М5 для изготовления осевого инструмента (свёрла, зенкеры, развёртки).

Источник: http://osntm.ru/brs.html

Сталь Р18 купить по цене 1 172 рублей за кг на сайте «Атис Сталь»

Всё об инструментальной марке стали Р18: расшифровка, свойства, цены, аналоги. Вне зависимости от объемов стали, доставка производится в кратчайшие сроки.

Сталь Р18 нормальной производительности относится к быстрорежущим сталям. Долгое время представленная марка стали была наиболее распространенной. Она содержит 18% вольфрама.

Инструменты, выпущенные с ее применением, после термообработки приобретают твердость в HRC 62-65, достаточно высокую прочность и красностойкость 600 оС. Сталь марки Р18 относительно хорошо шлифуется.

Серьезным ее недостатком является большая карбидная неоднородность, она особенно значима в прутках крупного сечения.

При повышении карбидной неоднородности прочность стали уменьшается и при эксплуатации у инструмента наблюдается выкрашивание режущих кромок, а также снижение стойкости.

Большой объем избыточной карбидной фазы делает марку стали Р18 более износостойкой, при закалке менее чувствительной к перегреву и более мелкозернистой.

Из Р18 могут выпускаться простые и сложные инструменты, такие как долбяки, шеверы, протяжки и другие.

Свойства и характеристики стали

Марка стали Р18 является быстрорежущей сталью нормальной теплостойкости.

Она, исходя из обработки и состава, сочетает в себе хорошую теплостойкость (от 500 до 650°С) с высокими показателями твердости (HRC 68-70), повышенную сопротивляемость пластической деформации и износостойкость при высоких температурах.

Быстрорежущие стали эксплуатируются при высоких скоростях резания, скорости могут быть увеличены в 2 – 4 раза по сравнению с теми, что применяются при обработке инструментами из легированных или углеродистых инструментальных сталей.

Быстрорежущие стали очень широко используются для режущих инструментов, работа которых проходит в условиях значительного нагрева и нагружения рабочих кромок. Инструмент из быстрорежущих материалов обладает высокой стабильностью свойств, что очень важно в условиях автоматизированного гибкого производства.

Такие хорошие режущие свойства быстрорежущих сталей объясняются легированием карбидообразующими элементами, такими как ванадий, молибден и вольфрам, а также элементами, которые повышают температуру превращения (алюминием, кобальтом), и применением специальной термообработки, которая основывается на закалке при высоких температурах (1200 – 1300 °С) с последующим отпуском, вызывающем дисперсионное твердение.

Сортамент продукции из инструментальной стали р18

Источник: http://www.atissteel.ru/instrumentalnie-stali/bistrorezhushhaja-instrumentalnaja-stal/stal-r18

Сталь Р18

Сталь маркировки Р18 относится к типу быстрорежущих сталей. Быстрорежущими называют легированные стали, из которых в последствие изготавливают металлорежущие инструменты, направленные на работу при высоких скоростях.

Такой эффект достигается за счет присутствия в стали таких элементов, как W (вольфрам), Cr (хром) и V (ванадий), данные элементы при термической обработке, как раз таки и дают быстрорежущей стали ее уникальные свойства.

Скорость резки такой сталью увеличивается в три, четыре раза, если сравнивать с углеродистыми и легированными инструментальными сталями. Из Р18 производят сверла, метчики, фрезы и т.д. Данный вид стали имеет пониженную склонность к перегреву при закалке.

Давайте рассмотрим, саму маркировку стали и ее состав. Чаще стали маркируют, отталкиваясь от химического состава, но также существует группа сталей специального назначения, куда относятся такие типы сталей, как шарикоподшипниковые, магнитно-твердые, автоматные и т.д.

Данные стали в зависимости от их назначения маркируют по первой букве, так, в исследуемой нами стали буква «Р» в маркировке означает режущая (быстрорежущая), а цифра 18 обозначает, что восемнадцать процентов в составе данной стали занимает вольфрам.

Стоит также отметить, что инструменты, изготовленные из такой стали, после термической обработки получают уровень твердости HRC 62-65, что говорит о сравнительно высокой прочности.

Сталь относится к красностойким, максимальная температура, при которой не происходит каких либо изменений и деформаций ровняется 600 о С.

Однако стоит обратить внимание, на наличие одного недостатка стали, это довольно большая карбидная неоднородность. Напомним, что при увеличении карбидной неоднородности снижается прочность стали, а при работе инструментов из такой стали, можно наблюдать выкрашивание кромок инструмента.

Данная сталь является востребованной на рынке металлургии, ведь быстрорежущие инструменты широко применяются в различных отраслях промышленности.

Данный тип стали имеет хорошую стойкость к износу, что позволяет использовать инструменты при экстремальных нагрузках достаточно долгое время. Также среди свойств такой стали. Часто выделяют, ее хорошую шлифуемость. Для ковки из такой стали, начальную температуру устанавливают в 1200 о С, постепенно сбавляя, так что бы под конец она составляла порядка 900 о С

Виды и особенности отвалов Т 170Стоит ли покупать измельчитель отходов на кухню?Промышленное строительствоСчетчик газа и его преимуществаПроектирование вентиляцииКак выбрать надувную лодку для рыбалки?Бульдозер Т-170 и его особенностиДвигатель Д-180 и его ремонтГидромоторы, особенности и преимуществаСтроительство многоэтажных домовПряжа для рабочих перчатокЗапчасти для экскаваторовТрубоукладчики тр и тг – универсальные модели в строительствеДоставка цветов ЧелябинскЧасто задаваемые вопросы по ходовой системе трактора т-170Недвижимость в ЧелябинскеНатяжные потолки и окна в ЧелябинскеДоставка цветов в Челябинске

Источник: http://www.pt-ural.ru/articles/article53.html

Быстрорежущие инструментальные стали для изготовления высокопрочного инструмента

Под быстрорежущими сталями понимают легированные стали, которые производятся в большинстве случаев исключительно для выпуска инструмента для резки металлов, который может функционировать на высоких скоростях. Основное их отличие от углеродистых инструментальных сталей заключается именно в том, что они способны обеспечивать резание твердых изделий в высокоскоростном режиме.

Читайте также:  Изготовление и использование сварочного флюса

Сталь быстрорежущая инструментальная обладает следующими основными характеристиками:

  • Горячая твердость. При работе инструмент для резки выделяет тепло, причем весьма интенсивно. Часть этой тепловой энергии (иногда до 80 процентов) идет на его разогрев, что вызывает отпуск материала и существенное уменьшение его твердости. Из-за этого явления инструмент, сделанный из обычных углеродистых сталей, теряет свою твердость. Быстрорежущая же сталь сохраняет твердость при температурах до 600 °C, что обуславливает большую производительность изделий из нее. Заметим – при нормальных температурах резки (не более 200 °C) твердость быстрорежущей стали является даже ниже обычной углеродистой.
  • Красностойкость. Величина, определяющая временной промежуток, в течение которого инструмент способен выдерживать без потери своих рабочих свойств высокую температуру. Все марки быстрорежущих сталей имеют высокий показатель красностойкости. По этому показателю им на данный момент нет равных.
  • Сопротивление разрушению. Высокие механические характеристики не менее важны для производительности режущего инструмента. Быстрорежущие стали описываются высокой прочностью, гарантирующей возможность изготовления инструмента с большой глубиной и подачей резания.

Сталь для производства быстрорежущего инструмента была изобретена в Британии. По-английски ее название звучит как “rapid steel” (рапид в переводе означает скорость).

По этой причине быстрорежущие стали имеют такие марки, которые начинаются с заглавной литеры Р. После нее числом указывается (в процентах), сколько содержится вольфрама в сплаве.

Далее идут буквы Ф, М и К с числами, определяющими, соответственно, процент ванадия, молибдена и кобальта.

В зависимости от содержания тех или иных химических элементов в сплаве можно поделить на три группы все быстрорежущие стали, маркировка четко показывает, к какому виду относится конкретная сталь. Она может быть с содержанием:

  • кобальта до 10 % и вольфрама до 22 % (стали Р6М5Ф2К8, Р10М4Ф3К10 и другие);
  • кобальта не более 5 % и вольфрама до 18 % (Р9К5, Р10Ф5К5, Р18Ф2К5);
  • без кобальта с вольфрамом не более 16 % (Р65М, Р12, Р18, Р9).

Режущие возможности быстрорежущих сплавов зависят, прежде всего, от содержания в них вольфрама.

Стоит знать, что при высоком содержании этого элемента, а также кобальта и ванадия отмечается карбидная неоднородность стали, способная привести к тому, что режущие кромки инструмента при эксплуатации будут раскрашиваться. Содержащие же молибден составы практически по всей длине пореза имеют стабильные показатели твердости.

Для производства высокоточных инструментов с повышенными требованиями к их технологическим возможностям обычно применяется сталь Р18. Она характеризуется отличной износостойкостью за счет мелкозернистой структуры.

Закалка стали Р18 проходит без явления перегревания, что может наблюдаться при закаливании иных марок быстрорежущих сплавов. Но себестоимость ее выпуска достаточно высока, поэтому зачастую ее заменяют сталью Р9.

Р9 примерно аналогична по режущим свойствам Р18. Причем в отожженном состоянии она очень легко поддается деформации (пластической).

Недостатком Р18 можно считать то, что шлифование металла с таким составом затрудняется, а значит, сталь нельзя применять для высокоточного инструмента.

А вот Р12 характеризуется хорошей прочностью, пластичностью в горячем состоянии и вязкостью. По основным параметрам она также похожа на Р18.

Сейчас применяются две технологии изготовления быстрорежущей стали:

  • распыление азотом струи жидкого металла (порошковая методика);
  • разливка в слитки, прокатка и дальнейшая проковка (классический метод).

Чаще используется классическая методика, которая предполагает учет ряда особенностей обработки сталей, относимых к группе быстрорежущих.

Во-первых, необходимо избежать карбидной ликвации в готовом сплаве, вызываемой недостаточной проковкой металла. Во-вторых, закалка быстрорежущей стали в обязательном порядке предваряется отжигом.

Если не придерживаться данного требования, готовые изделия будут хрупкими из-за так называемого “нафталинового излома”.

Непосредственно закалка осуществляется при температурах, которые не становятся причиной роста зерна в α-железе, и при этом гарантируют наибольшую растворимость в нем легирующих добавок. Закаленная сталь имеет в своей структуре до 30 процентов аустенита, который понижает показатели теплопроводности материала и твердости инструмента. “Убрать” лишний аустенит можно двумя способами:

  • многократным отпуском: несколько подряд идущих процедур нагрева, выдержки и охлаждения;
  • холодом: перед отпуском металл охлаждается до – 80 °C.

Указанные процедуры не дают возможности полностью удалить аустенит из стали, но обеспечивают значительное уменьшение его количества.

Она необходима для дополнительного увеличения износостойкости, твердости и коррозионной стойкости инструментов для резания. Сейчас существует несколько видов их поверхностной обработки:

  • Азотирование. Бывает газовым (смесь 80 % азота и 20 аммиака) и аммиачным (осуществляется в атмосфере аммиака в течение 10–40 минут) при температуре около 660 °С (минимум 550). Меньшая хрупкость поверхностного слоя достигается при использовании первой методики азотирования.
  • Цианирование. Может быть газовым (комбинация науглероживающего газа и аммиака) – длится от 1,5 до 3 часов, жидким (расплавы KOH, Na2CO3 либо NaCN) – от 5 до 30 минут при температуре около 560 °С.
  • Сульфидирование. Применяются жидкие расплавы (K4Fe(CN)6 – 3–4 %, BaCl2 – около 25 %, NaCl – до 17 %) с внесением дополнительно соединений серы (KCNS, FeS). Длительность процедуры – 45–180 минут, температура – от 450 до 560 градусов по Цельсию.

Также нередко инструменты из быстрорежущей стали обрабатывают паром в специальных печах (они являются полностью герметичными). Сначала сеанс продолжается около 25 минут, при этом изделия подвергаются воздействию давления от 1 до 3 Мпа при температуре 300–350 °С.

На втором этапе инструмент выдерживают до одного часа, затем охлаждают до 300 градусов в атмосфере пара, прекращают его подачу, и охлаждают на открытом воздухе (реже – непосредственно в печи).

Финалом такой процедуры является промывка инструмента в веретенной горячей жидкости (в масле).

Все описанные виды обработки допускается производить после шлифования, термической обработки и заточки инструмента.

Источник: http://tutmet.ru/bystrorezhushhie-instrumentalnye-stali-zakalka-markirovka.html

Сталь инструментальная быстрорежущая

Применяется для всех видов режущего инструмента при обработке углеродистых легированных конструкционных сталей; предпочтительно для изготовления резьбонарезного инструмента, а также инструмента, работающего с ударными нагрузками.

Химический состав в % материалаCSiMnNiSPCrMoWVCo
0.82 – 0.9 до 0.5 до 0.5 до 0.4 до 0.025 до 0.03 3.8 – 4.4 4.8 – 5.3 5.5 – 6.5 1.7 – 2.1 до 0.5

Температура критических точек материала Р6М5: Ac 1 = 815 , Ar 1 = 730

Твердость материала Р6М5 после отжига: HB = 255

Заменитель – сталь Р18.

Применяется для изготовления инструментов простой формы, не требующих большого объема шлифовки, для обработки обычных конструкционных материалов.

Химический состав в % материалаWVCoSiMoMnNiPCrS
8.50 – 9.50 2.30 – 2.70 до 0.5 до 0.5 до 1.0 до 0.50 до 0.40 до 0.03 3.80 – 4.40 до 0.03

Механические свойства в зависимости от температуры отпускаt отпуска, °Сs B , МПаKCU, Дж/м 2HRC э
Закалка 1230 °С, масло. Отпуск трехкратный по 1 ч.
200 1030 10
300 1080 52
400 1270 49
500 1470 39
540 66
580 64
600 1960 26
620 61
660 54

Температура критических точекКритическая точка°С
Ac1 820
Ac3 870
Ar3 780
Ar1 740
Mn 180

Физические свойства
Температура испытания, °С 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа 220
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа 83
Плотность, pn, кг/см3 8300
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) 23 25 26 28 30 31
Уд. электросопротивление (p, НОм · м) 380 417 505 600 695 790 900 1020 1160 1170

Красностойкость
Температура, °С Время, ч Твердость, HRC э
580 4 63
620 4 59

Технологические свойства

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

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

Обрабатываемость резанием: при НВ 205-255 K u тв.спл. = 0.8, K u б.ст. = 0.6.

Шлифуемость: пониженная (ГОСТ 19265-73)

Применяется для всех видов режущего инструмента при обработке углеродистых легированных конструкционных сталей.

Химический состав в % материалаCSiMnNiSPCrMoWVCo
0.8 – 0.9 до 0.5 до 0.5 до 0.4 до 0.03 до 0.03 3.1 – 3.6 до 1 12 – 13 1.5 – 1.9 до 0.5

Температура критических точек материала: Ac 1 = 820 , Ac 3 (Ac m ) = 850 , Ar 1 = 720

Твердость материала после отжига: HB = 255

Заменитель – сталь Р12.

Применяется для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600 °С.

Химический состав в % материалаWVCoSiMoMnNiPCrS
17.0-18.5 1 – 1.4 до 0.5 до 0.5 до 1.0 до 0.50 до 0.40 до 0.03 3.80 – 4.40 до 0.03

Механические свойства в зависимости от температуры отпускаt отпуска, °Сs B , МПаKCU, Дж/м 2HRC э
Закалка 1280 °С, масло. Отпуск трехкратный по 1 ч.
400 1370 23 61
500 1470 19 63
550 2350 17 66
600 2210 65

Температура критических точекКритическая точка°С
Ac1 820
Ac3 860
Ar3 770
Ar1 725

Физические свойства
Температура испытания, °С 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 ·°С) 26 27 28 29 28 27 27
Уд. электросопротивление (p, НОм · м) 419 472 544 627 718 815 922 1037 1152 1173

Красностойкость
Температура, °С Время, ч Твердость, HRC э
620 4 59

Технологические свойства

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

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

Обрабатываемость резанием: при НВ 205-255 K u тв.спл. = 0.8, K u б.ст. = 0.6.

Шлифуемость: повышенная (ГОСТ 19265-73)

Применяется для обработки высокопрочных, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов.

Химический состав в % материалаCSiMnNiSPCrMoWVCo
0.8 – 1 до 0.5 до 0.5 до 0.4 до 0.03 до 0.03 3.8 – 4.4 до 1 9 – 10 2.3 – 2.7 5 – 6

Температура критических точек материала: Ac 1 = 815 , Ar 1 = 725

Твердость материала после отжига: HB = 269

Применяется для обработки высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущей кромки.

Химический состав в % материалаWVCoSiMoMnNiPCrS
5.7-6.7 1.7 – 2.1 4.70-5.20 до 0.5

Источник: http://www.inpo.ru/library/reference/steel/fastcut

Ссылка на основную публикацию