Стали умеренной теплостойкости

Наиболее существенными характеристиками, определяющими работоспособность инструмента из быстрорежущей стали при резании, являются твердость, получаемая в результате термической обработки, и теплостойкость. Чем выше эти параметры, тем, как правило, лучше режущие свойства при сохранении достаточной прочности и вязкости режущего материала. Поэтому быстрорежущие стали можно разделить на следующие группы: умеренной, повышенной и пониженной теплостойкости.

Стали умеренной теплостойкости. К этой группе относятся стали: Р9, Р18, Р12, Р6М5, Р8М3 (табл. 4).

Многолетний опыт промышленного применения показывает, что стали Р9 и Р18 мало различаются по режущим свойствам. Несмотря на отличия в химическом составе, красностойкость сталей обеих марок одинакова (620 °C), так как состав твердого раствора этих сталей почти одинаков. Тем не менее, нельзя считать их равноценными.

На свойства стали оказывают влияние не только химический состав твердого раствора закаленной стали, но и количество, состав и свойства избыточных карбидов. Эта особенность вносит различие в технологические и эксплуатационные свойства сталей Р9 и Р18.

Недостаток стали Р18 – большая карбидная неоднородность в прокате большого сечения ввиду повышенного содержания в ней карбидной фазы, что ведет к резкому снижению прочности. Однако большое количество карбидной фазы делает сталь Р18 более мелкозернистой и менее чувствительной к перегреву при закалке. Увеличение избыточной карбидной фазы повышает износоустойчивость стали. Поэтому в условиях резания, при которых от инструмента помимо красностойкости требуется повышенная износоустойчивость, более высокую стойкость имеет инструмент из стали Р18. Сталь Р9, содержащая повышенное количество карбидов типа МоС, плохо шлифуется. С другой стороны, меньшее количество карбидов в стали Р9 облегчает ее деформируемость в горячем состоянии. Это особенно важно для инструмента, получаемого различными методами пластической деформации. Кроме того, сталь Р9 можно закаливать с более низких температур, что облегчает применение индукционного нагрева.

Сталь Р12 равноценна по режущим свойствам сталям Р18 и Р9, в 1,5 раза дешевле стали Р18, обладает хорошей шлифуемостью, достаточно широким интервалом закалочных температур, высокими красностойкостью и прочностью.

Сталь Р12 можно использовать вместо стали Р18 и Р9 для изготовления большинства фасонных инструментов (протяжек, метчиков, фрез, разверток, сверл).

Таблица 4

Марка

стали

Содержание элементов (среднее), %

C

W

Мо

Cr

V

Р18

0,70… 0,80

17,0… 18,5

0,3

3,8… 4,4

1,0… 1,4

Р12

0,80… 0,90

12,0… 13,0

04

3,1…34

14… 1,9

Р9

0,85… 0,95

8,5… 10,0

1,0

3,8…4,4

2,0… 24

Р6М5

0,80… 0,88

5,5… 6,5

5,0… 54

1,7…2,1

Р6М3

0,85… 05

3,0… 34

3,0… 34

2,0… 24

Наличие в стали Р12 меньшего количества карбидной фазы повышает ее пластичность в 1,5 раза при 900…1200° С по сравнению со сталью Р18. Шлифуемость стали Р12 такая же, как и стали Р18, но значительно лучше, чем стали Р9.