Справочные данные по деталям машин

 

 

Главная

 

Классификация и характеристика групп инструментальных сталей в США

 

1. Классификация инструментальных сталей

Инструментальные стали разделяются на следующие основные группы:

а) Быстрорежущие стали

б) Инструментальные стали для горячих работ

в) Инструментальные стали для холодных работ

г) Стали высокой ударной вязкости

д) Стали для пресс-форм

е) Инструментальные стали для специальных работ

ж) Инструментальные стали, закаливаемые в воде

 

2. Характеристика групп инструментальных сталей

 

Быстрорежущие стали

Основные свойства быстрорежущих сталей:

  - сопротивление размягчению при повышенных температурах;

  - высокая твердость, сохраняющаяся на достаточной глубине от поверхности;

  - прекрасная абразивная стойкость.

 

1. Молибденовые стали

AISI M1. Эта сталь разработана как заменитель классической стали Т1 с целью эко­номии дорогостоящего вольфрама. Основное применение: сверла, метчики, фрезы, развертки, токарный инструмент для легких нагрузок, вырубные штампы.

A1SI M2. Одна из быстрорежущих сталей общего назначения, сочетающая эконо­мичность молибденовых сталей с легкостью закалки, высокой износостойкостью и повышенной вязкостью. Это предпочтительная сталь для изготовления токар­ного инструмента общего назначения, для большинства типов многолезвийного режущего инструмента: фрезы, метчики, плашки, развертки, формообразующий инструмент для токарных работ.

AISI M3. Быстрорежущая сталь с повышенным содержание ванадия для улучшения износостойкости. Предпочтительна для режущего инструмента с повышенными требованиями к износостойкости: протяжки, формообразующий инструмент, фрезы, развертки, резьбовые гребенки.

AISI M7. Химический состав этой стали подобен стали M1, увеличено содержание углерода и ванадия для повышения эффективности резания. Применение: вы­рубные и обрезные штампы, лезвия для резки, токарный инструмент, накатные плашки.

AISI M10. Повышенная стойкость к ломкости. Типичное применение: токарные резцы, фасонные резцы, протяжки, строгальные резцы, пуансоны, вырубные штам­пы, ножи для резки.

AISI M42. Сталь с увеличенным содержанием кобальта; сохраняет высокую твердость при повышенных температурах. Применение: вставные резцы, фор­мообразующий инструмент, инструмент для шевингования зубчатых колес, летучие фрезы, резьбонакатный инструмент. Хорошо работает при обработке труднообрабатываемых сплавов.

 

2. Вольфрамовые стали

AISI T1. Эта сталь известна также как сталь типа 18-4-1. Это лучшая быстрорежу­щая сталь общего назначения, сочетающая высокие режущие свойства с хорошей вязкостью. Применяется для всех типов многолезвийного режущего инструмента: сверла, развертки, фрезы, метчики и плашки; применяется также для токарных резцов при легких и средних нагрузках, для пуансонов и матриц, для машинных ножей. Также используется для изготовления конструктивных элементов, работаю­щих при повышенных температурах, например, для токарных центров и некоторых типов антифрикционных подшипников.

AISI T2. Эта сталь подобна стали T1, но содержит большее количество углерода и ванадия для повышения износостойкости. Применение подобно стали T1, но из-за повышенной износостойкости сталь Т2 предпочтительна для инструмента для тонкой обработки, где важно сохранение формы и размеров инструмента, например, для формообразующих и финишных инструментов.

AISI T5. Содержит повышенное количество кобальта и ванадия, обладает высокой красной твердостью и превосходной износостойкостью. Используется для из­готовления однолезвийного режущего инструмента и вставок, хорошо подходит для работы при высоких скоростях и подачах, для резания твердых материалов и материалов с прерывистой стружкой, для обработки цветных металлов и для работ с большим объемом срезаемого материала.

AISI T15. По своим характеристикам эта сталь превосходит все другие марки быстрорежущих сталей. Высокое содержание углерода и ванадия обеспечивает превосходные режущие свойства и износоустойчивость, а высокое содержание кобальта улучшает горячую твердость. Поэтому инструмент из стали T15 обеспе­чивает скорости резания, намного выше, чем инструмент из других марок стали. Эта сталь используется для высокоскоростного резания и для обработки твердых металлов. Применяется для изготовления токарных резцов, фасонных резцов, сплошных и составных фрез. Прекрасные результаты дает использование этой стали для пуансонов и матриц в холодных штампах. Вследствие низкой вязкости сталь T15 не применяется при ударных нагрузках и при неожиданных пульсациях нагрузок.

 

Вольфрамовые быстрорежущие стали. Химический состав и свойства

Марка AISI

Легирующие элементы, %

Температура,

Твердость HRC

C

W

Cr

V

Co

Закалка

Отпуск

Т1

0.75

18

4.0

1.0

…

1260-1300

535-595

60-65

Т2

0.8

18

4.0

2.0

…

1260-1300

535-595

61-66

Т4

0.75

18

4.0

1.0

5.0

1260-1300

535-595

62-66

Т5

0.8

18

4.0

2.0

…

1270-1300

535-595

60-65

Т6

0.8

20

4.5

1.5

…

1270-1300

535-595

60-65

Т8

0.75

14

4.0

2.0

5.0

1260-1300

535-595

60-65

Т15

1.5

12

4.0

5.0

5.0

1205-1260

535-650

63-65

 

Вольфрамовые быстрорежущие стали. Оценка свойств (5 – высшая; 1 - низшая)

Марка AISI

Склонность к

трещинам

Глубина

закалки

Стойкость к

декарбюризации

Стабильность формы при закалке

Обрабаты-

ваемость

Горячая

твердость

Износо-

стойкость

Вязкость

Охлад. среда

Воздух или соль

масло

Т1

3

5

5

3

2

2

4

4

1

Т2

3

5

5

3

2

2

4

4

1

Т4

2

5

4

3

2

2

5

4

1

Т5

2

5

3

3

2

2

5

4

1

Т6

2

5

3

3

2

2/1

5

4

1

Т8

2

5

4

3

2

2

5

4

1

Т15

2

5

4

3

2

2/1

5

5

1

 

Молибденовые быстрорежущие стали. Химический состав и свойства

Марка AISI

Легирующие элементы, %

Температура,

Твердость HRC

C

W

Мо

Cr

V

Co

Закалка

Отпуск

М1

0.8

1.5

8.0

4.0

1.0

…

1177-1218

537-593

60-65

М2

0.85-1.0

6.0

5.0

4.0

2.0

…

1190-1218

537-627

60-65

М3С1.1

1.05

6.0

5.0

4.0

2.4

…

1204-1232

537-593

61-66

М3С1.2

1.2

6.0

5.0

4.0

3.0

…

1204-1232

537-593

61-66

М4

1.3

5.5

4.5

4.0

4.0

…

1204-1232

537-593

61-66

М6

0.8

4.0

5.0

4.0

1.5

12.0

1177-1204

537-593

61-66

М7

1.0

1.75

8.75

4.0

2.0

…

1177-1218

537-593

61-66

М10

0.85-1.0

…

8.0

4.0

2.0

…

1177-1218

537-593

60-65

М30

0.8

2.0

8.0

4.0

1.25

5.0

1204-1232

537-593

60-65

М33

0.9

1.5

9.5

4.0

1.15

8.0

1204-1232

537-593

60-65

М34

0.9

2.0

8.0

4.0

2.0

8.0

1204-1232

537-593

60-65

М36

0.8

6.0

5.0

4.0

2.0

8.0

1218-1246

537-593

60-65

М41

1.1

6.75

3.75

4.25

2.0

5.0

1190-1215

537-593

65-70

М42

1.1

1.5

9.5

3.75

1.15

8.0

1190-1210

510-593

65-70

М43

1.2

2.75

8.0

3.75

1.6

8.25

1190-1215

510-593

65-70

М44

1.15

5.25

6.25

4.25

2.25

12.0

1198-1226

537-627

62-70

М46

1.25

2.0

8.25

4.0

3.2

8.25

1190-1218

527-565

67-69

М47

1.1

1.5

9.5

3.75

1.25

5.0

1177-1204

527-593

65-70

 

Молибденовые быстрорежущие стали. Оценка свойств (5 – высшая; 1 - низшая)

Марка AISI

Склонность к

трещинам

Глубина

закалки

Стойкость к

декарбюризации

Стабильность формы при закалке

Обрабаты-

ваемость

Горячая

твердость

Износо-

стойкость

Вязкость

Охлад. среда

Воздух или соль

масло

М1

2

5

3

3

2

2

4

4

1

М2

2

5

4

3

2

2

4

4

1

М3С1.1

2

5

4

3

2

2

4

4

1

М3С1.2

2

5

4

3

2

3/2

4

4

1

М4

2

5

4

3

2

2

4

5

1

М6

2

5

3

3

2

2

5

4

1

М7

2

5

3

3

2

2

4

4

1

М10

2

5

3

3

2

2

4

4

1

М30

2

5

3

3

2

2

5

4

1

М33

2

5

3

3

2

2

5

4

1

М34

2

5

3

3

2

2

5

4

1

М36

2

5

3

3

2

2

5

4

1

М41

2

5

3

3

2

2

5

4

1

М42

2

5

3

3

2

2

5

4

1

М43

2

5

3

3

2

2

5

4

1

М44

2

5

3

3

2

2

5

4

1

М46

2

5

3

3

2

2

5

4

1

М47

2

5

3

3

2

2

5

4

1

 

Инструментальные стали для горячих работ

 

1. Хромистые стали

Основные свойства: хорошая закаливаемость, превосходная вязкость и пластич­ность. В некоторые марки сталей добавляется вольфрам и кобальт для увеличения стойкости против размягчения при повышенных температурах.

AISI H11. Эта сталь обладает прекрасной пластичностью, легко обрабатывается и сохраняет прочность при температурах до 540°С. Хорошо сопротивляется удар­ным нагрузкам, износостойкая. Области применения:

а) конструктивные элементы, сохраняющие высокую прочность при повышенных температурах, как, например, компоненты газотурбинных двигателей;

б) инструмент для горячих работ, в особенности при наличии ударных нагрузок и резкого падения температуры, например, экструзионный инструмент, пуансоны для прошивки и вытяжки.

AISI H12. Свойства этой стали сравнимы со сталью Н11, но она обладает повышен­ной абразивной стойкостью и горячей твердостью вследствие добавки вольфрама в количествах, не влияющих на вязкость. Применение: инструмент для горячих работ, стойкий к ударным нагрузкам, как, например, различные пуансоны, обрезные штампы, матрицы для высадки головок болтов, ножи горячей резки. Сталь Н12 также применяется для матриц при экструзии алюминия.

AISI H13. По сравнению с вышеописанными сталями эта сталь обладает более высокой горячей твердостью, абразивной стойкостью и пониженной чувствитель­ностью к теплу вследствие добавки 1% ванадия. Применение: пресс-формы для литья алюминия под давлением, пресс-формы для литья латуни, матрицы для экструзии алюминия, обрезные штампы, ножи для горячей резки, матрицы для горячей высадки.

AISI H19. Эта высоколегированная сталь для горячих работ обладает прекрасной абразивной стойкостью и ударной стойкостью при повышенных температурах. Она применяется в случаях, когда инструмент должен сохранять свою форму и размеры при тяжелых горячих работах, например: матрицы для экструзии латуни, горячая прошивка, матрицы горячей ковки в штампах.

 

2. Вольфрамовые стали

Эта группа сталей разработана для инструмента, который находится в длительном контакте с горячим обрабатываемым материалом. Основное свойство этих сталей: стойкость против размягчения при повышенных температурах, даже за счет не­которого понижения вязкости.

AISI H21. Эта среднелегированная вольфрамовая сталь имеет значительно более высокую абразивную стойкость, чем хромистые стали; по степени вязкости она занимает промежуточное положение между хромистыми и высоколегированными вольфрамовыми сталями. Применяется для инструмента, работающего в условиях непрерывного абразивного износа при ограниченных ударных нагрузках, напри­мер, матрицы для экструзии латуни, пробойники для ковочных машин, вставки для ковочного инструмента, матрицы горячей высадки гаек, матрицы для экструзии автомобильных клапанов.

AISI H24. Сравнительно высокое содержание вольфрама обеспечивает этой стали высокую твердость, высокую прочность на сжатие и прекрасную абразивную стой­кость; однако эта сталь чувствительна к ударным нагрузкам. Основное применение: матрицы для продолжительной экструзии латуни, штампы горячей формовки, пуансоны, подверженные значительному износу и небольшим ударным нагрузкам, ножи горячей резки.

AISI H20. Высокое содержание вольфрама обеспечивает максимальное сопротив­ление размягчению при высоких температурах, превосходную износостойкость и стойкость против вымывания при определенных процессах; однако эта сталь име­ет меньшую стойкость к термошоку, чем хромистые стали. Типичное применение: матрицы для продолжительной экструзии, экструзионные фильтры, работающие без охлаждения, пуансоны горячей прошивки, матрицы горячей ковки. Сталь Н20 также применяется в качестве пружинной стали для высоких температур.

 

3. Молибденовые стали

Эта группа сталей обладает превосходной стойкостью против размягчения при повышенных температурах, но характеризуется пониженной пластичностью.

AISI H43. Эта сталь обладает прекрасной износостойкостью и абразивной стойко­стью при высоких температурах; хорошо сопротивляется развитию температур­ных трещин и имеет вязкость, подходящую для многих целей. Применяется для инструмента, подверженного поверхностному износу при высоких температурах, например: различные пуансоны, работающие при высоких температурах в условиях интенсивного износа, штампы горячей высадки болтов и гаек.

 

Инструментальные стали для холодных работ

 

1. Высокоуглеродистые, высокохромистые стали

            Стали этого типа содержат очень высокое количество хрома и углерода. Основные свойства:

            - превосходная стабильность размеров при закалке;

            - очень высокая износостойкость;

            - хорошая обрабатываемость.

AISI D2. Штамповая сталь, закаливаемая на воздухе. Обладает высокой твердо­стью, стойкостью против абразивного износа, не деформируется и сохраняет ста­бильность размеров при закалке. Для улучшения обрабатываемости и повышения качества финишной обработки некоторые производители добавляют в сталь серу. Применение: пуансоны и матрицы для холодной штамповки, резки, гибки и фор­мовки; инструмент для накатки резьбы; калибры и износостойкие детали; формы для керамики и лекарственных таблеток; инструмент для обработки дерева.

AISI D3. Высокое содержание углерода обеспечивает превосходную износостой­кость и абразивную стойкость, наивысшую прочность на сжатие при равномерном и безударном приложении нагрузок. Сталь D3 при закалке в масле сохраняет ста­бильность размеров и глубоко прокаливается. Применение: пуансоны и матрицы для холодной штамповки, вырубки и обрезки в условиях длительного срока служ­бы, допускающего возможность перешлифовки; инструмент для гибки, формовки и вытяжки; формы для стройматериалов; калибры-пробки и кольца; токарные центры; детали, для которых важна высокая износостойкость.

 

2. Стали, закаливаемые в масле

Это менее дорогие стали, с меньшим количеством легирующих элементов, но с вы­соким содержанием марганца. Обеспечивают глубокую прокаливаемость при закал­ке в масле, но стойкость против коробления понижена. Характеризуются хорошей обрабатываемостью при относительно невысокой износостойкости; предназначены для изделий с коротким сроком службы.

AISI 01. Низколегированная инструментальная сталь, имеющая небольшую склон­ность к усадке и короблению при закалке в масле. Используется для режущего инструмента, который работает при невысоких температурах, например: метчики и плашки; лезвийный инструмент для дерева, кожи, текстиля, пластмасс, бумаги и целлулоида; а также для штампов вырубки, обрезки и формовки с небольшим сроком службы.

AISI 02. Эта сталь хорошо сохраняет форму при закалке, легко обрабатывается, имеет хорошую износостойкость. Низкая температура закалки уменьшает вероят­ность трещин. Имеет широкий диапазон применения: режущий инструмент для низких и средних скоростей резания, формовочный инструмент, инструмент для накатки резьбы, формы для пластмасс, детали типа втулок. Инструмент из этой стали хорошо подходит для малообъемного производства.

AISI 06. Эта сталь относится к графитизированным сталям, обладает очень хоро­шей обрабатываемостью. При эксплуатации деталей, изготовленных из этой стали, графит действует как смазка, уменьшая износ. Сталь хорошо закаливается и об­ладает высокой прокаливаемостью, сохраняя стабильность формы. Основное при­менение: конструктивные детали типа оправок и втулок, корпуса и держатели для режущих вставок в составном инструменте, прижимы, детали машин, калибры-пробки и кольца, калибры-скобы. Также применяется для пуансонов и матриц при вы­рубке, формовке и обрезке, в случаях, когда стабильность материала инструмента важнее, чем высокая износостойкость.

 

3. Среднелегированные стали, закаливаемые с охлаждением на воздухе

AISI A2. Пониженное содержание хрома делает эту сталь более дешевой, чем вы­сокохромистые сорта, без ухудшения стабильности формы. Некоторое снижение износостойкости компенсируется повышением вязкости, делая эту сталь подхо­дящей для штамповых работ, в случаях, когда для техпроцесса необходим инстру­мент с высокой вязкостью. Обрабатываемость улучшена добавкой серы. Основное применение: пуансоны для вырубки и формовки, матрицы для холодной и горячей обрезки, инструмент для накатки резьбы, формы для пластмасс.

AISI A6. Состав этой стали позволяет выполнять воздушную закалку при отно­сительно низких температурах, обеспечивая стабильность при термообработке, что позволяет уменьшить тенденцию к короблению при закалке. Применение: штамповый инструмент, инструмент для формовки и калибры, в случаях, когда не требуется очень высокая износостойкость.

Стали высокой ударной вязкости

 

Стали высокой ударной вязкости характеризуются низким содержанием углерода для повышения вязкости, износостойкость невысокая.

AISI S1. Эта хром-вольфрамовая сталь сочетает высокую вязкость с высокой твер­достью и прочностью в закаленном состоянии. Характеризуется также абразивной стойкостью и глубокой прокаливаемостью. Для повышения износостойкости может подвергаться цементации, при этом сохраняется ударная стойкость. Основное при­менение: плющильный инструмент, ручные и пневматические зубила, пробойники для листовой стали. Сталь  S1 сохраняет горячую твердость при температурах до 565°С и используется также как инструментальная сталь для горячих работ с удар­ными нагрузками: штампы для высадки, прошивки, формовочный инструмент, вставки штампов горячей ковки, тяжелонагруженные ножи для резки.

AISI S2. Эта сталь используется в основном для ручных зубил и пневматического инструмента. Имеет ограниченное применение для горячих работ.

            AISI S5. Эта сталь характеризуется высоким пределом упругости и хорошей пластичностью, что обеспечивает высокую ударную стойкость при обычных темпера­турах. Используется для пневматического инструмента, работающего в тяжелых условиях, например, зубила для снятия окалины с отливок; для тяжелонагруженных прошивок, гибочных роликов, ножей для резки. Также используется для кон­структивных деталей типа хвостовиков для карбидного инструмента и для деталей машин, подверженных ударам.

 

Стали для пресс-форм

 

Эти стали характеризуются очень низким содержанием углерода и для получения высокой поверхностной твердости подвергаются цементации. Особое свойство этих сталей – способность приобретать окончательную форму с помощью мастер-пуансонов, вместо обычной обработки. Эти стали имеют высокую стойкость к декарбюризации во время закалки и высокую стабильность размеров, что позволяет избежать шлифовки после закалки. Эти стали приобретают прекрасную блестящую поверхность после финишных операций.

AISI P3 и Р4. Эти стали имеют высокую прочность сердцевины, высокую износо­стойкость, блестящую поверхность после финишных операций. Перед закалкой они цементируются и имеют хорошую размерную стабильность. Хорошо воспри­нимают образование различных полостей и поверхностей путем запрессовывания мастер-пуансонов. Сталь Р4 обеспечивает более высокую сердцевинную твердость и применяется в случаях, когда требуется высокая прочность при повышенных температурах.

AISI P6. Эта сталь обеспечивает исключительно высокую сердцевинную проч­ность, внутренние полости изготавливаются машинной обработкой, а не мастер-пуансонами. Особенность стали Р6 – способность приобретать высококаче­ственную блестящую поверхность после полировки, что чрезвычайно важно при производстве пресс-форм.

AISI P20. Сталь общего назначения для пресс-форм. Подходит для сквозной за­калки и для цементации. При сквозной закалке в масле получают относительно невысокую, но глубоко проникающую твердость, что необходимо в пресс-формах для цинкового литья и в пресс-формах для литья пластмасс методом инжекции. При закалке с цементацией получают очень твердую поверхность и сравнительно твердую сердцевину, что необходимо в пресс-формах для пластмасс плунжерного типа и пресс-формах сжатия. После полировки изделия приобретают блестящую поверхность.

 

Инструментальные стали для специальных работ

 

Эти стали включают в себя ряд низколегированных сталей, сочетающих такие противоречащие свойства, как износостойкость, вязкость и достаточная прокаливаемость; эти стали являются менее дорогими, чем высоколегированные инстру­ментальные стали.

AISI L6. Низколегированная инструментальная сталь. Особый химический состав обеспечивает ей хорошие закалочные свойства: стойкость к трещинообразованию и удовлетворительную стойкость против коробления в сочетании с хорошей вяз­костью, превосходящей большинство других сталей, закаливаемых в масле. При­меняется в случаях, когда требования к вязкости выше, чем требования к абразив­ному износу: формовочные ролики, штампы для формовки и обрезки, требующие сочетания ударной стойкости и износостойкости. Сталь L6 применяется также для деталей машин, требующих высокой износостойкости и стойкости к ударным на­грузкам, например: элементы муфт, собачки, шпиндели, шарнирные пальцы.

AISI F2. Эта вольфрамовая сталь является одной из наиболее стойких к абразив­ному износу из всех инструментальных сталей, закаливаемых в воде. Сталь F2 при закалке сохраняет вязкую сердцевину. Однако она чувствительна к температуре и склонна к короблению при закалке, поэтому сталь F2 применяется для инструментов с простой формой, чтобы избежать трещин при закалке.

 

 

Инструментальные стали для холодных работ

Химический состав и свойства

AISI

Группы

Высокоуглеродистые, высокохромистые марки

Среднелегированные марки, закаливаемые на воздухе

Стали, закаливаемые в масле

Марка

D2

D3

D4

D5

D7

A2

A3

A4

A6

A7

A8

A9

A10

01

02

06

07

Содержание элементов, %

C

1.5

2.25

2.25

1.5

2.35

1.0

1.25

1.0

0.7

2.25

0.55

0.5

1.35

0.9

0.9

1.45

1.2

Mn

…

…

…

…

…

…

…

2.0

2.0

…

…

…

1.8

1.0

1.6

…

…

Si

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

1.25

…

…

1.0

…

W

…

…

…

…

…

…

…

…

…

1.0

1.25

…

…

0.5

…

…

1.75

Mo

1.0

…

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

1.25

1.0

1.25

1.4

1.5

…

…

0.25

…

Cr

12.0

12.0

12.0

12.0

12.0

5.0

5.0

1.0

1.0

5.25

5.0

5.0

…

0.5

…

…

0.75

V

1.0

…

…

…

4.0

…

1.0

…

…

4.75

…

1.0

…

…

…

…

…

Co

…

…

…

3.0

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

Ni

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

1.5

1.8

…

…

…

…

Температура закалки, 0С

980-1020

925-980

970-1010

980-1020

1010-1060

925-980

955-1010

815-870

830-870

955-980

980-1010

980-1020

790-815

790-815

760-800

790-815

790-830

Закалочная среда

Воздух

Масло

Воздух

Воздух

Воздух

Воздух

Воздух

Воздух

Воздух

Воздух

Воздух

Воздух

Воздух

Масло

Масло

Масло

Масло

Температура отпуска, 0С

205-540

205-540

205-540

205-540

150-540

175-540

175-540

175-425

150-425

150-540

175-595

175-620

175-425

175-260

175-260

175-315

175-290

Твердость HRC

54-61

54-61

54-61

54-61

58-65

57-62

57-65

54-62

54-60

57-67

50-60

35-56

55-62

57-62

57-62

58-63

58-64

Относительная оценка свойств (5 – высшая, 1 - низшая)

Склонность к трещинам

5

3

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

4

4

4

4

Глубина закалки

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

4

4

4

4

Стойкость к декарбюризации

4

4

4

4

4

4

4

4/5

4/5

4

4

4

4/5

5

5

5

5

Стабильн. формы при закалке

5

4

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

4

4

4

4

Обрабатываемость

1

1

1

1

1

2

2

2/1

2/1

1

2

2

3/2

3

3

4

3

Горячая твердость

3

3

3

3

3

3

3

2

2

3

3

3

2

1

1

1

1

Стойкость к воде

4/3

4

4

4/3

5

3

4

3/2

3/2

5

3/2

3/2

3

2

2

2

2

Вязкость

1

1

1

1

1

2

2

2

2

1

3

3

2

2

2

2

3

Инструментальные стали для горячих работ

Химический состав и свойства

AISI

Группы

Хромистые

Вольфрамовые

Молибденовые

Марка

H10

H11

H12

H13

H14

H19

H21

H22

H23

H24

H25

H26

H41

H42

H43

Содержание элементов, %

C

0.4

0.35

0.35

0.35

0.4

0.4

0.35

0.35

0.35

0.45

0.25

0.5

0.65

0.6

0.55

W

…

…

1.5

…

5.0

4.25

9.0

11.0

12.0

15.0

15.0

18.0

1.5

6.0

…

Mo

2.5

1.5

1.5

1.5

…

…

…

…

…

…

…

…

8.0

5.0

8.0

Cr

3.25

5.0

5.0

5.0

5.0

4.25

3.5

2.0

2.0

3.0

4.0

4.0

4.0

4.0

4.0

V

0.4

0.4

0.4

1.0

…

2.0

…

…

…

…

…

…

1.0

2.0

2.0

Co

…

…

…

…

…

4.25

…

…

…

…

…

…

…

…

…

Температура закалки, 0С

1010-1035

1000-1020

1000-1020

1000-1035

1010-1060

1090-1200

1090-1200

1090-1200

1060-1260

1060-1230

1150-1260

1175-1260

1090-1190

1120-1230

1095-1190

Температура отпуска, 0С

540-650

540-650

540-650

540-650

590-650

540-705

590-670

590-670

650-815

565-650

565-670

565-670

565-650

565-650

565-650

Твердость HRC

39-56

28-54

38-55

38-53

40-47

40-59

36-54

39-52

30-47

45-55

35-44

43-58

50-60

50-60

45-58

Относительная оценка свойств (5 – высшая, 1 - низшая)

Склонность к трещинам

5

5

5

5

5

4

4

4

4

4

4

4

3

3

3

Глубина закалки

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

Стойкость к декарбюризации

4

4

4

4

4

4

4

4

4

4

4

4

3

4

3

Стабильность формы

Воздух соль

4

4

4

4

3

3

3

3

…

3

3

3

3

3

3

Масло

…

…

…

…

…

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

Обрабатываемость

3/2

3/2

3/2

3/2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

Горячая твердость

2

2

2

2

2

3/2

3/2

3/2

3/2

3

2

3

3

3

3

Вязкость

3

4

4

4

3

3

3

3

2

2

3

2

2

2

2

Инструментальные стали для пресс-форм и специальных работ, стали высокой ударной вязкости

Химический состав и свойства

AISI

Группы

Стали высокой ударной вязкости

Стали для пресс-форм

Стали для специальных работ

Марка

S1

S2

S5

S7

P2

P3

P4

P5

P6

P20

P21

L2

L3

L6

F1

F2

Содержание элементов, %

C

0.5

0.5

0.5

0.5

0.07

0.1

0.07

0.1

0.1

0.35

0.2

0.5/1.1

1.0

0.7

1.0

1.25

Mn

…

…

0.8

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

Si

…

1.0

2.0

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

W

2.5

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

1.25

3.5

Mo

…

0.5

0.4

1.4

0.2

…

0.75

…

…

0.4

…

…

…

0.25

…

…

Cr

1.5

…

…

3.25

2.0

0.6

5.0

2.25

1.5

1.25

…

1.0

1.5

0.75

…

…

V

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

0.2

0.2

…

…

…

Ni

…

…

…

…

0.5

1.2

…

…

3.5

…

4.0

…

…

1.5

…

…

Температура закалки, 0С

895-955

845-895

870-925

925-955

840-845

800-840

970-1000

845-870

790-815

815-870

 

845-925

815-870

790-845

790-870

790-870

Температура отпуска, 0С

205-650

175-425

175-425

205-620

175-260

175-260

175-480

175-260

175-230

480-595

 

175-535

175-315

175-535

175-260

175-260

Твердость HRC

40-58

50-60

50-60

45-57

58-64

58-64

58-64

58-64

58-61

28-37

30-40

45-63

56-63

45-62

60-64

62-65

Относительная оценка свойств (5 – высшая, 1 - низшая)

Склонность к трещинам

3

1

3

4/3

3

3

3

3

3

3

5

2

2

3

1

1

Глубина закалки

4

4

4

5

4/1

4/1

4/1

4/1

5/1

4

5

4

4

4

3

3

Стойкость к декарбюризации

4

3

3

4

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

Стабильность формы

при закалке

Воздух

…

…

…

5

…

…

4

…

4

3

5

…

…

…

…

…

Масло

2

…

2

3

3

3

…

3

3

…

5

2

2

3

…

…

Вода

…

1

…

…

…

…

…

1

…

…

…

1

1

…

1

1

Обрабатываемость

2

3/2

3/2

2

3/2

3/2

2/1

2

2

3/2

2

3

3

2

3

2

Горячая твердость

2

1

1

3

1

1

2

1

1

1

2

1

1

1

1

1

Износостойкость

2/1

2/1

2/1

2/1

2

2

3

2

2

2/1

2

2/1

2

2

2

4/3

Вязкость

4

5

5

4

3

3

3

3

3

3

2

4

2

4

1

1

Инструментальные стали, закаливаемые в воде

 

В системе AISI этот класс сталей обозначается буквой W с последующим цифро­вым индексом. Стали этого класса содержат минимальное количество легирую­щих элементов и для закалки требуют жесткого охлаждения в воде или солевом растворе. Количество углерода варьируется в пределах от 0.60% до 1.40% , что позволяет менять свойства стали для различных применений. В зависимости от содержания углерода эти стали делятся на четыре группы: 0.70-0.90; 0.90-1.10; 1.05-1.20; 1.20-1.30%.

Стали этого класса имеют четыре степени качества (в порядке убывания):

            - special;

            - extra;

            - standard;

            - commercial.

Качество сталей характеризуется степенью очистки от примесей и консистен­цией.

Группы с более высоким содержанием углерода более чувствительны к дефектам закалки и обычно используются для более ответственных изделий, поэтому они имеют более высокую степень качества; низкие степени качества подходят для групп сталей с меньшим содержанием углерода. Стали этого класса являются наи­менее дорогими инструментальными сталями и широко используются, хотя имеют ряд недостатков. Такими ограничительными свойствами являются тенденция к ко­роблению при закалке, посредственная вязкость, малая глубина твердости после закалки, инструмент, изготовленный из этих сталей, чувствителен к теплу во время использования. Однако слабая прокаливаемость может являться положительным свойством для изделий, требующих высокой поверхностной твердости при мягкой сердцевине, например, для матриц холодной высадки.

Рекомендуемые применения для стали типа W1:

Group 1 (0.70-0.90% С). Эти стали относительно вязкие и поэтому предпочти­тельны для инструмента, подверженного ударам. Применение: ручной инструмент, зубила, стамески, отвертки, пробойники, прижимы, губки тисков, наковальни, губки патронов.

Group 2 (0.90-1.10% С). Эти стали сочетают более высокую твердость с удо­влетворительной вязкостью, имеют повышенные режущие свойства и посред­ственную способность выдерживать ударные нагрузки. Применение: ручной инструмент, ножи, кернеры, пневматические зубила, развертки, ручные метчики и плашки, буравы для дерева, детали штампов, матрицы для высадки и вытяжки, обрезные ножи, прижимные детали, кондукторные втулки, токарные центры, цанги.

Group 3 (1.05-1.20% С). Более высокое содержание углерода обеспечивает при закалке распространение твердости на увеличенную глубину, однако уменьшает вязкость и стойкость к ударным нагрузкам. Предпочтительно использование в слу­чаях, когда определяющими являются износостойкость и режущие свойства. При­менение: ручной инструмент, стамески, ножи для бумаги, режущий инструмент для низких скоростей резания, фрезы, развертки, строгальные резцы, резьбовые резцы, центровые сверла, детали штампов, штампы холодной вырубки, чеканки и гибки.

Group 4 (1.2-1.3% С). Высокое содержание углерода обеспечивает закалку на значительную глубину и высокую износостойкость, однако увеличивается чувстви­тельность к ударам и концентрации напряжений. Предпочтительно использование в случаях, когда необходима стойкость против абразивного износа и требуется со­хранить остроту режущих кромок инструмента. Применение: режущий инструмент для финишных работ, режущий инструмент для отливок из отбеленного чугуна, режущий инструмент для цветных металлов, обкатный, выглаживающий и фор­мообразующий инструмент.

Добавка небольшого количества легирующих элементов в стали типа W2 и W5 позволяет улучшить свойства этих сталей. Добавка ванадия в стали типа W2 со­храняет мелкозернистую структуру стали после закалки. Добавка хрома в стали типа W5 увеличивает глубину закаливаемости, что важно для деталей больших размеров, а также увеличивает стойкость острых кромок инструмента против за­тупления, что важно для протяжек, разверток, резьбовых метчиков и плашек.

 

Инструментальные стали, закаливаемые в воде

Химический состав и свойства

Марка AISI

W1

W2

W5

Содержание элементов, %

С

0.6-1.4

0.6-1.4

1.1

V

…

0.25

…

Cr

 

Содержание элементов регулируется в

зависимости от требований закалки

0.5

Mn

 

Si

Термообработка

Температура закалки 0С, в

зависимости от

содержания углерода

0.6-0.8%

790-815

0.85-1.05%

770-845

1.1-1.4%

760-825

Закалочная среда

Вода или солевой раствор

Температура отпуска, 0С

175-340

Твердость HRC

50-64

Относительная оценка свойств (5 – высшая, 1 - низшая)

Стойкость к трещинообразованию

2

Глубина закалки

3

Стойкость к декарбюризации

5

Стабильность формы при закалке

1

Обрабатываемость

5

Горячая твердость

1

Износостойкость

2/1

Вязкость

3/2

 

email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

 

Теоретическая механика   Сопротивление материалов

Строительная механика  Детали машин  Теория машин и механизмов

 

 

 

00:00:00

 

Top.Mail.Ru