Марки быстрорежущей стали и таблица физических свойств

В настоящее время отечественная промышленность использует достаточно большое количество марок быстрорежущих сталей для высокопроизводительной обработки резанием. Поэтому необходимо дифференцированно подходить при назначении их для конкретного инструмента. Особенно это следует учитывать в условиях массового и автоматизированного производства, где каждая операция и позиция инструмента остаются длительный период неизменными и должны быть отлажены на максимальные стабильность и надежность.

Основные свойства быстрорежущей стали оказывают значительное влияние на работу режущего инструмента. Так, например, красностойкость быстрорежущей стали определяет допустимые скорости резания, а высокая вторичная твердость и износостойкость – возможность обработки труднообрабатываемых материалов. Благодаря высокому пределу прочности при изгибе и ударной вязкости можно вести механическую обработку с большими сечениями среза и ударными нагрузками.

Высокая абразивная износостойкость позволяет изготовлять метчики, фасонные резцы, дисковые фрезы с малыми задними углами; хорошая шлифуемость быстрорежущей стали особенно важна при изготовлении инструмента сложных профилей. Малая карбидная неоднородность повышает качество инструмента, особенно крупногабаритного.

Деление быстрорежущих сталей на стали умеренной и повышенной теплостойкости (производительности) весьма приближенно. Нельзя рекомендовать использование быстрорежущей стали повышенной производительности главным образом для обработки труднообрабатываемых и жаропрочных материалов или для работы на повышенных скоростях без учета конкретного вида инструмента.

Инструмент из стали повышенной производительности с высоким содержанием кобальта и ванадия, например, наиболее эффективен при работе на повышенных скоростях на новом и жестком оборудовании. При режимах резания, характерных для сталей умеренной производительности (типа Р18), стойкость инструмента из высоколегированных быстрорежущих сталей повышается незначительно, а в некоторых случаях (при прерывистом резании или изношенном оборудовании) она из-за повышенной хрупкости может быть даже ниже стойкости инструмента из стали Р18 или Р6М5.

При выборе марки стали прежде всего необходимо учитывать ее основные физико-механические свойства (табл. 8). Например, ударная вязкость сталей Р9К10 и Р10Ф5К5 в 2… 3 раза меньше, чем ударная вязкость стали Р18. Это не позволяет рекомендовать их при ударном характере нагружения инструмента. Применение сталей Р9К10 и Р9М4К8 для червячных фрез эффективно только при условии высоких точности и жесткости зубофрезерных станков. Сталь Р6М5 имеет на 30…50 % более высокую ударную вязкость, чем сталь Р18, а также значительно меньшую карбидную неоднородность, поэтому эта марка стали является наиболее целесообразной для инструментов, отличающихся пониженной прочностью (например, для метчиков и сверл) или работающих на станках с недостаточно жесткой системой СПИД. Однако для фасонных протяжек сталь марки Р6М5 оказалась непригодной.

Марка стали Твердость после закалки и отпуска HRC Предел прочности, МПа Ударная вязкость (при 20 °С) после термообработки, кДж*м-2 Красностойкость (при HRC 5 8), °С
при растяжении при сжатии при изгибе

Р18

63… 64

2370

3450

3000

3,00… 4,00

620

Р9

2000

4450

3200

4,80 …5,00

Р12

64 …65

1870

3960

3250

3,50… 4,20

Р6М3

63… 65

2060

3990

3800

4,30

Р6М5

64… 65

2120

4050

5,20

Р9К5

65… 66

2700

2,60

635

Р9К10

66

2090

4660

2250

1,60

640

Р6М5К5

65… 66

3000

2,75

630

Р9М4К8

66

2350

1,60… 2,10

640

Р10Ф5К5

66…67

1990

4160

3500

1,00

10Р6М5

64 …66

4,80

620

Р10М4Ф3К10

67

2500

2,30

640