Химический состав и свойства новых быстрорежущих сталей

Алюминий подобно кобальту не образует карбидов, растворяется в железной основе стали и повышает критические точки a«g перехода. Поэтому введение алюминия (~ 1%) в сталь повышает ее красностойкость и особенно твердость при нагреве до 600–650 °С.

По-видимому процесс совершенствования свойств быстрорежущих сталей за счет изменения их химического состава практически исчерпан. Введение в сталь повышенных содержаний кобальта или добавки сильных карбидообразователей, таких как цирконий или гафний ведет к резкому повышению стоимости стали. Поэтому более прогрессивным является направление совершенствование технологий их производства.

Многими работами показано и производственным опытом доказано, что быстрорежущие стали, изготовленные методами порошковой металлургии, имеют более высокие свойства по сравнению с литыми сталями. Внедрение порошковых сталей в производство сдерживается их высокой стоимостью. Но следует считать, что эта причина временная. Развитие вакуумной техники, способов производства порошковых материалом и экономичных (малоотходных) технологий получения заготовок со временем выровняет их конкурентоспособность с литыми сталями при учете сравнительной их долговечности.

Рис. 114. Зависимость изменения относительного удлинения от температуры и скорости деформироваия

В ТулГУ выполнен ряд исследований в области производства заготовок инструментов, изготавливаемых из стали 10Р6М5 – МП методами сверхпластичности [17]. На рис. 114 показаны результаты исследований. Максимальный эффект сверхпластичности проявляется при температуре 825…835 ºС, что на 3…5 ºС ниже критической точки фазового перехода a®g для исследуемой стали. В этом случае относительное удлинение составляет более 100%. Второй интервал сверхпластичности соответствует температуре начала рекристаллизации 760…780 ºС, где относительное удлинение достигает 90 %.

Исследования структуры стали 10Р6М5–МП после деформации в условиях сверхпластичности показали, что при таком методе деформирования уменьшается средний размер зерна и карбидных частиц, что, несомненно, ведет к повышению режущих свойств и долговечности инструмента.

Подобные исследования были проведены при других схемах деформировании: кручении, сжатии и экструзии. В этих случаях были так же получены подобные результаты.

Получение заготовок методами сверхпластической деформации открывает новые перспективы повышения свойств инструментов, экономии энергии и снижении расхода дорогостоящих сталей при изготовлении инструментов сложной конструкции.

Л 24. Штамповые стали.

Стали для холодного деформирования.

Стали для горячего деформирования.

Сталь У7 доэвтектоидная углеродистая. В закаленном состоянии имеет структуру мартенсита. Применяется для изготовления мелких неответственных штампов, клейм, ударного и режущего инструментов, работающих в холодном состоянии в основном при ручной обработке.

Стали У10 и У12 используют для изготовления как штампового, так и режущего инструмента, работающего при небольших скоростях резания, например, для метчиков и плашек диаметром до 10 мм для ручной работы. Стали обладают низкой теплостойкостью. Поэтому при обработке на станках требуют интенсивного охлаждения СОЖ.

Для повышения прокаливаемости и износостойкости в инструментальные стали добавляют легирующие элементы. Хром и марганец слабо влияют на повышение износостойкости, но совместно интенсивно повышают прокаливаемость. Вольфрам и ванадий, образуя мелкодисперсные карбиды повышают износостойкость и слабо влияют на прокаливаемость. Поэтому сочетание (Сr, Mn)

и (W, V) дают оптимальный комплекс свойств для инструментальных сталей, не требующих высокой теплостойкости. Кремний слабо влияет на твёрдость и износостойкость инструментальных сталей. Но он сдвигает интервал температур отпускной первого рода хрупкости в область бóльших значений и тем самым расширяет диапазон температур отпуска.

Таблица 25