ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Быстрорежущие стали из "Металловедение Издание 4 1966 " Прежде чем изучать свойства и термическую обработку быстрорежущих сталей, ознакомимся с условиями работы этой стали как материала, из которого сделан инструмент. Возьмем наиболее простой инструмент — резец (хотя наши рассуждения в общих чертах справедливы и для других видов режущих инструментов). На отделение стружки от обрабатываемой детали затрачивается определенная механическая работа, которая в процессе резания превращается в тепло. Это тепло нагревает обра-башваемый предмет, стружку, резец и частично рассеивается в атмосфере. [c.314] При обработке резанием тело обрабатываемого изделия истирает заднюю поверхность резца, а стружка — переднюю, сбегая по ней (рис. 279). Истирание задней поверхности при обработке стали незначительно, на передней поверхности стружка интенсивно вырабатывает лунку. В определенный момент перемычка между задней и передней поверхностями резца не выдерживает давления стружки — происходит разрушение режущей кромки и мгновенная посадка резца. [c.314] Продолжительность работы резца зависит от того, насколько быстро вырабатывается лунка, а это зависит от износостойкости быстрорелгущей стали в нагретом состоянии и от степени нагрева резца. [c.314] Температура разогрева инструмента зависит от условий резания. Чем производительнее работает инструмент, чем больше стружки он снимает в единицу времени, чем выше сопротивление материала отделению струлгки, тем сильнее разогревается его режущая часть. В наиболее нагретой части резца температура достигает 600—700° С. Если под действием этой температуры сталь инструмента не размягчается, инструмент долгое время сохраняет износостойкость и режущие свойства. [c.314] В первом приближении можно принять, что износостойкость резца характеризуется твердостью в нагретом состоянии. Следовательно, сталь для режущего инструмента должна иметь высокую твердость при повышенных температурах. [c.314] На рис. 280 приведены кривые, показывающие твердость трех различных сплавов при разных температурах. Твердость углеродистой стали после нагрева до 200° С начинает быстро падать следовательно, для этой стали недопустим режим резания, при котором инструмент нагрелся бы выше 200° С. У быстрорежущей стали высокая твердость сохраняется ири нагреве до 500—600° С. Значит инструмент из быстрорежущей стали будет более производителен, чем инструмент из углеродистой стали. Еще более производительным будет инструмент из твердого сплава, так как нагрев до 800° С мало влияет на его твердость. [c.314] Если же при нагреве происходят структурные изменения, сопровождающиеся уменьшением твердости (вертикаль со стрелкой на рис. 281. а или кривая на рис. 281, б), то после возвращения к исходной температуре твердость будет ниже исходной. Сопротивление металла этим необратимым структурным изменениям носит название красностойкости. [c.315] Высокая твердость мартенсита объясняется растворением углерода в а-железе. Как мы знаем, при отпуске из мартепсита в углеродистой стали выделяются мельчайшие частицы карбида. Пока выделившиеся карбиды еще находятся в мельчайшем дисперсном рассеянии (т. е. на первой стадии выделения при отпуске до 200° С), твердость заметно не снижается. Но если температуру отоуска поднять выше 200° С, происходит рост карбидных выделений и твердость быстро падает. [c.315] Чтобы сталь устойчиво сохраняла твердость при нагреве, нужно ее легировать такими элементами, которые затрудняли бы этот процесс коагуляции карбидов. [c.316] Если ввести в сталь какой-нибудь карбидообразующий элемент в таком количестве, что он образует специальный карбид, то красностойкость скачкообразнй возрастает. Дело в том, что специальный карбид выделяется из мартенсита и коагулирует при гораздо более высоких температурах, чем карбид железа. Практически заметная коагуляция специальных карбидов хрома, вольфрама, молибдена или других элементов происходит при температурах выше 500° С. [c.316] Таким образом, красностойкость создается легированием стали карбидообразующими элеменггШми (W, Мо, Сг, F) в таком количестве, при котором она связывают почти весь углерод в специальные карбиды. [c.316] Наиболее распространенной быстрорежущей сталью является сталь Р18, содержащая 0,7% С 18% W 4% Сг и 1% V, а такжё сталь Р9 (0,8% С 9% W 4%Сг 2% V). [c.316] Все быстрорежущие стали обозначают буквой Р (рапид — скорость), цифры после этой буквы показывают содержание основного легирующего элемента вольфрама. При высоком содержании ванадия среднее содержание его также отмечается в марочном обозначений цифрой после буквы Ф, а содержание кобальта буквой К и соответствующими цифрами. Хрома во всех сталях содержится около 4%, а углерода — в соответствии с содержанием ванадия (чем больше ванадия, тем бол1.иге углерода). [c.316] Сталь Р18 — наиболее распространенная, универсальная марка быстрорежущей стали. Аналогична до назначению и близка по режущим свойствам сталь Р9. Сталь Р9 труднее подвергается термической обработке, так как требует более точного соблюдения режима закалки, и плохо шлифуется, сталь Р18 дороже и обладает худшими механическими свойствами. Ю. А. Геллер предложили сталь Р12 (с 12% W), не имеющую этих недостатков. Остальные — высокопроизводительные быстрорежуище стали применяются при обработке труднообрабатываемых сплавов или в случаях, когда их более высокая стоимость окупается более высокими режущими свойствами. [c.316] Природа всех быстрорежущих сталей одинакова, они различаются лишь ио (Скорости процессов превращений и по температурной устойчивости, поэтому вполне возможно разобраться в природе этих сталей, взяв за пример обычную сталь Р18. [c.317] Если охлаждение было недостаточно медленньш (обычный случай), то перитектическое превращение + б 7 не успевает произойти и при комнатной температуре сохраняется так называемый б-феррит. Это темные, округлой формы кристаллы, которые видны на фотографии микроструктуры литой быстрорежущей стали (рис. 283, а). [c.318] Нагрев быстрорежущей стали до критической точки Ас (800—850° С) не сопровождается структурными изменениями. При переходе через критическую точку происходит превращение эвтектоида в аустенит. Дальнейший нагрев ведет к растворению в аустените вторичных карбидов и к насыщению его углеродом и легирующими элементами. [c.318] Вернуться к основной статье