Сталь р18 закалка отпуск
Обновлено: 03.05.2024
Закалка с 1010-1070 °C в масле или на воздухе и последующий низкий отпуск при 150-370 °C.
При контроле закаливаемости рекомендуется температура закалки 1050°C и 150-200 °C для стали 95X18. Для полного смягчения стали (~220 HB) рекомендуется отжиг при 880-920 °C с замедленным охлаждением (скорость охлаждения 25 °C/ч), для улучшения обрабатываемости при точении рекомендуется отжиг при 730-760 °C. Следует избегать отпуска при 450-600 °C, а также нагрева при закалке выше 1065 °C, вызывающего рост зерна, так как в обоих случаях наблюдается снижение ударной вязкости. [1]
Влияние температуры закалки на свойства стали 95X18
| tзак, °C | Остаточный аустенит γ, % | Твердость HRC | Диаметр аустенитного зерна, мкм | Содержание хрома в твердом растворе, % |
| 900 | >1 | 47 | 18 | 9,5 |
| 1000 | — | 55 | 16 | — |
| 1050 | 17 | 58 | 40 | 11,0 |
| 1100 | 32 | 55 | — | 12,2 |
| 1150 | 76 | 40 | 35 | — |
| 1200 | — | 33 | 42 | — |
| 1250 | 93 | 26 | 63 | 16,4 |
Влияние продолжительности отпуска при 200 °C на твердость сортовой стали 95X18 после закалки с 1040-1060 °C [6]
| Продолжительность отпуска, ч | Твердость HRC |
| 0 | 57,5 |
| 1 | 55,5 |
| 1,5 | 55 |
| 2 | 54 |
| 3 | 53 |
Влияние температуры отпуска на свойства стали 95X18 (закалка с 1040 °C) [1]
| tзак, °C | Остаточный аустенит γ, % | Твердость HRC |
| 140 | 15 | 56 |
| 300 | 12 | 51 |
Механические свойства прутков стали 95X18 после различных режимов отжига и закалки [1]
| Режим термической обработки | Твердость HB | σв, Н/мм 2 | σ0.2, Н/мм 2 | δ5 % | ψ, % |
| Закалка с 1010-1065 °C в масле, охлаждение на воздухе | 60-62 HRC | — | — | — | — |
| Закалка и отпуск при 150-379 °C | 55-60 HRC | — | — | — | — |
| Неполный отжиг при 730-790 °C, 2-6 ч | 22-27 HRC | ≥880 | ≥770 | ≥12 | — |
| Полный отжиг при 885-920 °C, 1-2 ч | 215-240 | ≥770 | ≥420 | ≥12 | ≥30 |
Механические свойства
| Состояние поставки | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см 2 | Твердость HRCэ |
| не менее | ||||||
| Закалка с 1000-1050 °C в масле; отпуск при 200-300 °C, охл. на воздухе или в масле | — | — | — | — | — | Св. 56 |
| Пруток. Полный отжиг при 885-920 °C, 1-2 ч | 420 | 770 | 15 | 30 | — | — |
| Пруток. Неполный отжиг при 730-790 °C, 2-6 ч | 770 | 880 | 12 | 25 | — | 24-29 |
| Подогрев 850-860 °C; закалка с 1000-1070 °C в масле или на воздухе; обработка холодом при 70-80 °C; отпуск при 150-160 °C, охл. на воздухе | — | 1980-2300 | — | — | 63 | Св. 5 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска [3]
Механические свойства при повышенных температурах [3]
ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 1050 °C в масле; обработка холодом при -70 °C; отпуск при 400 °C.
Предел выносливости [5]
| Термообработка | σ-1, МПа |
| Закалка с 1050 °C в масле; отпуск при 150 °C; твердость HRCэ 61 | 960 |
Механические свойства по ТУ [5]
| Вид полуфабриката | ТУ | Состояние полуфабриката или контрольных образцов | НВ dотпмм не менее |
| Прутки горячекатаные | ТУ 14-1-377-72 | Отпущенные или отожженные | 3,7 |
Механические свойства при комнатной температуре [5]
| Вид полуфабриката | Состояние | σ0,2 | σв | δ | ψ | HRC |
| кгс/мм 2 | % | |||||
| Прутки | Термически обработанные по режиму: закалка с 1010-11б5 °C в масле или на воздухе | — | — | — | — | 60-62 |
| Термически обработанные по режиму: закалка с 1010-1065 °C и отпуск при 150-370 °C | 190 | 200 | 2 | 10 | 55-60 | |
ПРИМЕЧАНИЕ. После отпуска в интервале температур 450-600 °C сталь обладает наименьшим сопротивлением удару. Нагрев под закалку выше 1060°C вызывает рост зерна и снижает вязкость стали.
Жаростойкость [5]
Сталь устойчива против окисления в воздушной среде при температурах до 800°C.
Коэффициент термического линейного расширения [5]
| Температура °C | αx10 6 1/град |
| 20-100 | 11,8 |
| 20-200 | 12,3 |
| 20-300 | 12,7 |
| 20-400 | 13,1 |
| 20-500 | 13,4 |
| Температура °C | αx10 6 1/град * |
| 100-200 | 12,8 |
| 200-300 | 13,6 |
| 300-400 | 14,4 |
| 400-500 | 14,6 |
* После термической обработки по режиму: закалка с 1050°C (выдержка 45 мин) в масле, отпуск при 425°C (выдержка 1 час), охлаждение на воздухе.
Сталь Р18
Назначение стали Р18: резцы, сверла, фрезы, резьбовые фрезы, долбяки, развертки, зенкеры, метчики, протяжки для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600 °С.
Технологические свойства
- Температура начала ковки 1200°С, Т. конца ковки 900°С. Охлаждение в колодцах при 750–800°С.
- Свариваемость — хорошая при стыковой сварке со сталями 45 и 40Х.
- Красностойкость при температуре 620°С 4 часа — 59 HRC
- Заменитель — сталь Р12. Сталь марки Р18 является заменителем стали Р9.
Виды поставки стали Р18 и складское наличие стали на наших складах
На складах компании ЗАО "Промет-М" размещено более 50 тонн стали марки Р18. Весь прокат свежий, сетифицирован, не Китай. Перейти на склад стали Р18
Мы заботимся о наших клиентах и предлагаем следующий комплекс услуг:
- производим отгрузку малотоннажными партиями;
- производим комплектацию сборных вагонов (до 50 наименований);
- осуществляем отгрузку на экспорт;
- ответхранение
Сталь р18 в марочнике под редакцией Сорокина В.Г.
Температура критических точек, °С
Химический состав, % (ГОСТ 19265-73)
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Mo | W | V | Co | Fe |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,73 - 0,83 | до 0,5 | до 0,5 | до 0,4 | до 0,03 | до 0,03 | 3,8 - 4,4 | до 1 | 17 - 18,5 | 1 - 1,4 | до 0,5 | ~73 |
Механические свойства стали в термоообработанном состоянии (ГСССД 9-79)
| σ0,05 (МПа) | σв(МПа) | σсж0,2 (МПа) | σсж (МПа) | Τк (МПа) | σизг (МПа) | KCU (Дж / см2) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2480 (70) | 2150 (110) | 3060 (90) | 3820 (120) | 1880 (100) | 3000 (200) | 30 (3) |
Механические свойства стали в термоообработанном состоянии при повышенных температурах (ГСССД 9-79)
| Температура испытания, °С | σизг (МПа) | HV | HRC∂ |
|---|---|---|---|
| 200 400 500 550 600 650 | 3570 (180) 3730 (180) 3290 (160) 3060 (150) 2430 (120) 2180 (110) | 815 (10) 755 (10) 712 (10) 661 (10) 615 (10) 504 (10) | 64 62 60 58 56 51 |
Механические свойства стали после обжига при 20°С (ГСССД 9-79)
| σ0,05 (МПа) | σ0,2 (МПа) | σв(МПа) | δ5 (%) | ψ % | σсж0,2 (МПа) | σсж (МПа) | ε (%) | Τк (МПа) | γ (%) | KCU (Дж / см2) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 210 (5) | 510 (20) | 840 (30) | 8 (1) | 10 (1) | 520 (13) | 2600 (80) | 50 (1,5) | 560 (17) | 50 (0,7) | 19 (1) |
Характеристики стали р18
Механические свойства при Т=20°С р18 стали
Общие сведения
Высокие режущие свойства быстрорежущих сталей обеспечиваются легированием сильными карбидообразующими элементами (вольфрамом, молибденом, ванадием), элементами, повышающими температуру ( ' )-превращения (кобальтом, алюминием), и применением специальной термической обработки, заключающейся в закалке с высоких температур (1200 - 1300 °С) и отпуске, вызывающем дисперсионное твердение. Для стали Р18 основным является карбид М6С (Fe3W3C).
Для получения высоких теплостойкости и твердости достаточно большая доля распадающегося карбида должна быть переведена при закалке в твердый раствор (аустенит, мартенсит), что насыщает его углеродом, вольфрамом, молибденом, ванадием, хромом. Последующий отпуск при температурах 550-560 °C повышает твердость до максимальных значений вследствие выделения дисперсных, карбидов и распада остаточного аустенита.
К группе быстрорежущих сталей повышенной производительности следует отнести и быстрорежущие дисперсионно-твердеющие сплавы с интерметаллидным упрочнением. Их высокая теплостойкость и режущие свойства обеспечиваются высокими температурами ( ' )-превращения и упрочнением вследствие выделения при отпуске интерметаллидов.
Термообработка Р18
Закалка производится при температуре 1280°С в масле. Во избежание обезуглероживания и окисления нагрев лучше проводить в соляных печах-ваннах. Продолжительность выдержки в таких ваннах при закалочной температуре должна быть минимально необходимой. Ориентировочно она устанавливается из расчета 8—9 с на 1 мм наименьшей толщины или диаметра инструмента.
Термообработка стали Р18
| tисп, 0 С | σВ, Мпа | KCU, Дж/м2 | HRCэ |
|---|---|---|---|
| Закалка 1280 °С, масло. Отпуск трехкратный по 1 ч. | |||
| 400 | 1370 | 23 | 61 |
| 500 | 1470 | 19 | 63 |
| 550 | 2350 | 17 | 66 |
| 600 | 2210 | 65 | |
Твёрдость быстрореза Р18 после термообработки
| Твердость | Температура, °С | |||
|---|---|---|---|---|
| после отжига | после закалки с отпуском HRC3 (HRC), не менее | закалки | отпуска | |
| НВ, неболее | диаметр отпечатка, мм, не менее | |||
| 255 | 3,8 | 63(62) | 1270 | 560 |
Быстрорежущую сталь применяют для разнообразных инструментов, работающих при высоких скоростях резания (резцов, сверл, фрез и др.). Основное преимущество быстрорежущей стали заключается в том, что она обладает красностойкостью, т. е. не теряет твердость при больших скоростях резания, когда режущая кромка инструмента разогревается до 600 °С. При этом в темноте становится заметным ее свечение темно-карсным цветом. Наибольшее распространение на заводах получили три марки быстрорежущей стали: Р9, Р12 и Р18. Наряду с ними применяют стали, в которых дорогостоящий вольфрам частично заменен молибденом, кобальтом и др.: Р9Ф5, Р9К5, Р6М5 и др. Буква Р в обозначении марки стали взята из слова rapid (рапид), что в переводе с английского означает быстрый.
Стали Р9 и Р18 по красностойкости примерно равноценны. Сталь Р18 дороже, так как она содержит 18% W, в то время как в стали Р9 содержание его вдвое меньше. Однако сталь Р9 сложнее в обработке, или, как говорят, менее технологична: она склонна к обезуглероживанию, перегреву и хуже шлифуется.
Сталь Р12 при одинаковой по сравнению со сталью Р18 теплостойкости и шлифуемости в то же время обладает меньшей карбидной неоднородностью и более высокой пластичностью. К тому же она обеспечивает значительную экономию вольфрама (30%).
В связи с высокой стоимостью быстрорежущей стали инструмент с размером более 10 мм в сечении экономически более выгодно изготовлять сварным: режущую часть — из быстрорежущей стали, а хвостовую, т. е. державку, — из углеродистой стали 40—45 или низколегированной 40Х. Обе части соединяются с помощью стыковой сварки.
Быстрорежущая сталь относится к высоколегированным сталям, и потому после прокатки или ковки охлаждение ее даже на спокойном воздухе вызывает повышение твердости. Это затрудняет обработку резанием при изготовлении инструментов. Для снижения твердости и подготовки структуры к закалке проводят отжиг. Хорошие результаты дает изотермический отжиг, который по сравнению с обычным требует меньше времени и в то же время позволяет получить более однородную структуру.
Температура закалки стали Р9 составляет 1220— 1240°С, а стали Р18 — 1270— 1290°С. При закалке инструментов сравнительно простой формы, таких как резцы, устанавливают температуру ближе к верхнему пределу, а при закалке фасонного инструмента — ближе к нижнему. Хотя указанная температура значительно выше критических точек для данных сталей, однако такой высокий нагрев необходим для более полного растворения карбидов в аустените. Благодаря этому аустенит насыщается легирующими элементами, без чего не могут быть получены необходимые свойства после закалки.
Быстрорежущая сталь имеет низкую теплопроводность, поэтому во избежание трещин инструмент сравнительно небольших размеров и несложной формы, как, например, резцы, плашки и др., вначале подогревают в одной печи до 800 °С, а затем переносят в другую печь, где происходит окончательный нагрев до закалочной температуры. Инструмент сложной формы с размерами сечения более 30 мм следует подогревать 2 раза; первый — до температуры 400—600°С, а второй — до 800 °С.
Во избежание обезуглероживания и окисления нагрев лучше проводить в соляных печах-ваннах. Продолжительность выдержки в таких ваннах при закалочной температуре должна быть минимально необходимой. Ориентировочно она устанавливается из расчета 8—9 с на 1 мм наименьшей толщины или диаметра инструмента.
Для закалки инструментов из быстрорежущей стали применяют следующие способы:
1) охлаждение в масле до 150—200 °С и дальнейшее охлаждение на спокойном воздухе; во избежание трещин можно перед погружением инструмента в масло подстуживать его на воздухе до 900—1000 °С; этому соответствует оранжевый цвет излучения;
2) охлаждение в струе вентиляторного воздуха; применяется для мелкого инструмента;
3) охлаждение в селитряной ванне с температурой 450—500 °С и последующее охлаждение на воздухе; применяется для инструмента сложной формы (фрез, протяжек), при этом уменьшается коробление.
Действенным средством по предупреждению трещин и уменьшению коробления является так называемая высокоступенчатая закалка. Она представляет собой ступенчатую закалку в ванне с температурой, повышенной по сравнению с обычной (600—675 °С). Выдержка в такой ванне дается до 30 мин.
Для удаления с поверхности инструмента соли и масла, остающихся после закалки, проводится промывка в водном растворе каустической соды, а для предотвращения ржавления после такой промывки — пассивирование путем обработки в горячем растворе нитрита натрия с добавкой кальцинированной соды.
После закалки в быстрорежущей стали получается много остаточного аустенита: в стали Р9 — 30—35%, а в стали Р18 — 25—30%. Для превращения остаточного аустенита в мартенсит и повышения твердости стали применяют трехкратный отпуск. Продолжительность каждого отпуска 45—60 мин, температура 550—570°С. После закалки твердость получается в пределах HRC 61—63, а после отпуска — HRC 63—65.
Температура нагрева под закалку должна быть выдержана с максимально возможной точностью. Если был допущен незначительный перегрев, то образуется повышенное количество остаточного аустенита, и твердость окажется пониженной. Для получения нормальной твердости можно осторожно повысить температуру отпуска. Если же был допущен недогрев, то это выявится в повышенной твердости после закалки. Если после отпуска твердость будет понижаться, то это подтверждает недогрев, и инструмент надо перезакалить. Перед повторной закалкой обязательно следует проводить отжиг. Этим ни в коем случае нельзя пренебрегать, иначе инструмент после окончательной термической обработки будет хрупким, а стойкость его снизится в несколько раз.
Термическая обработка стали Р6М5 имеет некоторые особенности. Продолжительность нагрева под закалку (1230°С) должна быть на 25% больше, чем для стали Р18, при этом необходимо принимать меры по защите от обезуглероживания путем раскисления ванн бурой или фтористым магнием. Режим отпуска: 1-й — при 350 °С, 2-й и 3-й — при 560—570 °С по 1 ч. Для инструментов, работающих без ударной нагрузки, с целью повышения твердости и теплостойкости рекомендуется 2—3-кратный отпуск при 540—550 °С.
Термическую обработку сварного инструмента необходимо проводить с таким расчетом, чтобы при переходе от рабочей части к месту стыка с хвостовиком твердость плавно снижалась до HRC 50—55. Это нужно для уменьшения хрупкости в месте сварки. С этой целью инструмент загружают в ванну так, чтобы место сварки не доходило до зеркала ванны на 15—20 мм. Рабочую часть и хвостовик закаливают раздельно.
Для повышения стойкости и антикоррозионных свойств инструмента проводят дополнительно цианирование и обработку паром. Цианирование проводят низкотемпературное жидкостное или газовое на слой глубиной 0,01—0,03 мм. Стойкость цианированного инструмента повышается в 1,5—2 раза.
Обработка паром создает на поверхности инструмента тонкую (2—5 мкм) пленку окиси железа Fe3O4. В результате этого предотвращается приваривание стружки к поверхности инструмента, повышается стойкость его на 25—30% и улучшается внешний вид: поверхность приобретает красивый темно-синий цвет.
Обработка паром может быть проведена в герметически закрывающейся шахтной печи типа цементационной. Ее можно совместить с отпуском. При отпуске в атмосфере пара очищенный сухой инструмент в корзинах загружают в печь с температурой 350—370 °С и выдерживают в течение примерно 1 ч до полного прогрева садки. После этого для вытеснения воздуха в печь подается сухой пар, перегретый до 300—400 °С. Спустя 20— 30 мин, температуру печи повышают до рабочей (550— 570 °С) и дают обычную при таком отпуске выдержку (45—60 мин). Давление пара поддерживается избыточное (в пределах 0,1—0,3 ат). Это предотвращает подсос воздуха в печь.
Для получения стабильных высоких свойств при термической обработке режущего инструмента, а также для обеспечения высокой производительности на отечественных заводах внедряются полуавтоматические и полностью автоматизированные агрегаты непрерывного действия.
Сталь Р18 инструментальная быстрорежущая
Буква «Р» означает, что сталь является быстрорежущей.
Цифра 18 после буквы «Р» указывает среднее содержание вольфрама в процентах, т.е. для стали Р18 содержание вольфрама 18%.
Вид поставки
Характеристики и описание
Быстрорежущая сталь Р18 появилась на рубеже XIX-XX веков (изобретатели Ф. Тейлор и А. Уайт). Сталь Р18 характеризуется следующими свойствами:
- Вязкость — хорошая,
- Сопротивление износу — хорошее,
- Шлифуемость — повышенная
- Красностойкость 59HRCэ при отпуске в течении 4ч, °C — 620
Кроме того сталь Р18 характеризуется пониженной склонностью к перегреву при закалке.
В отожженном виде структура стали Р18 состоит из &alfa;-твердого раствора и карбидов. Все легирующие элементы (Cr, W, Mo, V). Основными карбидами в быстрорежущей стали являются карбиды М6С, МС, М23С6 и М3С приблизительно одинакового для всех сталей состава (смотри таблицу ниже).
В зависимости от состава стали, в первую очередь соотношение (W + Mo)/V меняется и соотношение М6С/МС. В стали Р18 почти нет карбида МС. Кроме этих
карбидов в отдельных случаях могут присутствовать в небольшом количестве карбиды M23C6, М3С, карбид М2С выделяется при отпуске.
B связи с дефицитом вольфрама в 70-х годах прошлого века сталь Р18 начали заменять на сталь марки Р6М5.
Назначение и применение
Быстрорежущая сталь Р18 применяется при изготовлении деталей и всех видов режущего инструмента для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600 °С, например:
- резцы,
- сверла,
- фрезы,
- резьбовые фрезы,
- долбяки,
- развертки,
- венкеры,
- метчики,
- протяжки
Химический состав (ГОСТ 19265-73)
| Марка стали | Массовая доля элемента, % | |||||||||||||
| углерода | марганца | кремния | хрома | вольфрама | ванадия | кобальта | молибдена | никеля | меди | серы | фосфора | азота | ниобия | |
| не более | ||||||||||||||
| Р18 | 0,73-0,83 | 0,20-0,50 | 0,20-0,50 | 3,80-4,40 | 17,00-18,50 | 1,00-1,40 | Не более 0,50 | Не более 1,00 | 0,6 | 0,25 | 0,030 | 0,030 | — | — |
Термообработка (закалка)
Для придания быстрорежущей стали наилучших режущих свойств необходимо перевести наибольшее количество легирующих элементов из карбидов в металлическую основу, в твердый раствор. Это осуществляется при нагреве под закалку.
Перлитно-аустенитное превращение при нагреве стали Р18 происходит при 780-820°С. Так как в перлите содержится 0,1-0,2% углерода, то закалка после такого нагрева приводит к получению малоуглеродистого мартенсита с низкой твердостью: HRC 45-50.
Рекомендуется следующий режим закалки стали Р18:
- скорость нагрева vср = 50-100 °C/c (индукционный нагрев);
- температура нагрева 1280-1320 °C
- охлаждение в масле или на воздухе
Температурные режимы термической обработки инструмента из стали Р18
| Закалка | ||
| температура, °C | Твердость HRC | количество аустенита, % |
| 1270-1290 | 62-64 | 25 |
| Отпуск | ||
| температура, °C | число отпусков | Твердость HRC |
| 560 | 3 | 63-65 |
Твердость стали Р18 (ГОСТ 19265-73)
Твердость стали Р18 в отожженном состоянии, твердость образцов после закалки и отпуска, температура закалки и отпуска должны соответствовать значениям, указанным в таблице ниже.
| Марка стали | Твердость | Температура, °C | |||
| после отжига | после закалки с отпуском HRC3 (HRC), не менее | закалки | отпуска | ||
| НВ, не более | диаметр отпечатка, мм, не менее | ||||
| Р18 | 255 | 3,8 | 63(62) | 1270 | 560 |
Механические свойства стали в состоянии поставки (после отжига) при 20 °С (ГСССД 9-79)
Механические свойства стали в термообработанном состоянии (ГСССД 9-79)
| σ0,05, МПа | σв, МПа | σсж0,2, МПа | σсж, МПа | τк, МПа | σизг, МПа | КСU, Дж/см 2 |
| 2480(70) | 2150(110) | 3060(90) | 3820(120) | 1880(100) | 3000(200) | 30(3) |
Механические свойства стали в состоянии поставки (после отжига) при повышенных температурах (ГСССД 9-79)
| tисп, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ % | σсж, МПа | τк, МПа | KCU, Дж/см 2 | Твердость НВ |
| 200 | 450(50) | 830(80) | 13(2) | 22(4) | 1050(50) | 520(30) | — | 227(6) |
| 400 | 420(40) | 700(70) | 15(2) | 22(4) | 850(50) | 450(30) | — | 210(6) |
| 600 | 300(40) | 480(50) | 31(3) | 55(6) | 620(20) | 300(20) | — | 140(6) |
| 800 | 110(20) | 200(20) | 60(5) | 70(6) | 100(20) | 100(20) | — | 30(4) |
| 1000 | 90(20) | 100(20) | 42(4) | 55(6) | 50(10) | 50(10) | 100(10) | 24(4) |
| 1100 | — | — | — | — | — | — | 130(15) | — |
| 1200 | 30(10) | 30(10) | 12(3) | 25(5) | 40(10) | 40(10) | 45(5) | 4(1) |
Механические свойства стали в термообработанном состоянии при повышенных температурах (ГСССД 9-79)
| tисп °С | σизг, МПа | Твердость | tисп °С | σизг, МПа | Твердость | ||
| HV | HRCэ | HV | HRCэ | ||||
| 200 | 3570(180) | 815(10) | 64 | 550 | 3060(150) | 661(10) | 58 |
| 400 | 3730(180) | 755(10) | 62 | 600 | 2430(120) | 615(10) | 56 |
| 500 | 3290(160) | 712(10) | 60 | 650 | 2180(110) | 504(10) | 51 |
Механические свойства в зависимости от температуры отпуска
| tотп, °С | σв, МПа | KCU, Дж/см 2 | Твердость HRCэ |
| 400 | 1370 | 23 | 61 |
| 500 | 1470 | 19 | 63 |
| 550 | 2350 | 17 | 66 |
| 600 | 2210 | — | 65 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 1280 °С в масле; отпуск трехкратный по 1 ч.
Технологические свойства
Температура ковки, °С: начала 1200, конца 900. Охлаждение в колодцах при 750-800 °С.
Свариваемость — хорошая при стыковой электросварке со сталями 45 и 40Х.
Обрабатываемость — Kv тв.спл = 0,6 и Kv б.ст = 0,3 резанием при НВ 212-228.
Сталь марки Р18
Расшифровка марки стали Р18: буква Р говорит о том, что перед нами инструментальная быстрорежущая сталь, в которой присутствует вольфрам в количестве около 18%.
Применение стали Р18 и термообработка изделий: свёрла изготовляют из быстрорежущей стали Р18, легированных сталей и углеродистых.
Свёрла из быстрорежущей стали нагревают с промежуточным подогревом. При подогреве в камерной печи свёрла рекомендуется устанавливать в вертикальное положение хвостовиком в специальные отверстия, высверленные в огнеупорном кирпиче. Этот способ подогрева обеспечивает равномерный нагрев и наименьшую поводку при закалке. При подогреве свёрл в горизонтальном положении необходимо пользоваться подставками из огнеупорного кирпича со специальными углублениями (см. рисунок справа).
При отсутствии возможности закалки в горячих средах и вследствие трудности правки свёрла больших диаметров охлаждают на воздухе в клещах в подвешенном состоянии. Отпускают двукратно при температуре 540-580° по 1 часу. Проверяют на твёрдость тарированным напильником. Твёрдость Rc = 62-65, а для свёрл до 5 мм Rc = 60-64. Свёрла диаметром свыше 6 мм с коническим хвостовиком и 8 мм с цилиндрическим хвостовиком согласно ГОСТ 2034-80 изготовляют с приваренными хвостовиками из Ст5, Ст6 и из сталей 45 и 50. Цилиндрические хвостовики закалке не подвергаются. В конических хвостовиках калят лапку путём нагрева её в свинцовой ванне до температуры 830-850° и охлаждения в масле. Требуемая твёрдость лапки Rc=30-45.
Развёртки и зенкеры изготоеляют из углеродистой, легированных 9ХС, X, ХВГ, ШХ12 и быстрорежущей сталей. Из быстрорежущей стали в основном изготовляют развёртки и зенкеры, работающие на высоких скоростях резания и обрабатывающие твёрдые стали. Из легированных и углеродистых сталей изготовляют машинные развёртки и зенкеры, работающие с умеренной скоростью резания, а также ручные.
При изготовлении развёрток со вставными ножами корпус изготовляют из сталей 45, 50 или из стали 40Х, а ножи - из быстрорежущей или легированной. В сварных развёртках для хвостовиков применяют Ст6 и стали 45, 50.
Нагрев развёрток и зенкеров из быстрорежущей стали под закалку должен производиться с подогревом. Окончательный нагрев для всех марок стали производят в соляной печи. Развёртки из быстрорежущей стали надо охлаждать в селитре при температуре 450-500° или же в масле до температуры 150-200° с последующим остыванием на воздухе. Длинные развёртки охлаждают на воздухе в подвешенном состоянии для уменьшения коробления. Развёртки из легированной стали охлаждают в горячем масле, а из углеродистой - в воде с переносом в масло. Развёртки из углеродистой стали малых диаметров (до 6-8 мм) охлаждают в масле. Специальные развёртки с двумя и более переходами следует изготовлять из стали, принимающей закалку в масле или на воздухе.
Отпуск развёрток из быстрорежущей стали производят двукратно, с выдержкой по 1 часу по достижении температуры 540-580°. Развёртки из углеродистых и легированных сталей отпускают в масляной ванне при температуре 150- 180° с выдержкой от 1 до 2 час. Контроль на твёрдость зубьев развёрток и зенкеров производится тарированным напильником, а торцов развёрток алмазным конусом. Твёрдость режущей части: для развёрток из быстрорежущей стали до диаметра 6 мм Rc = 61-63, а свыше 6 мм Rc = 62-65; для развёрток из легированной и углеродистой сталей Rc = = 59-64.
Хвостовые развёртки из быстрорежущей стали диаметром свыше 10 мм изготовляют сварными. Хвостовики изготовляют из сталей 45 , 50 и Ст. 6. Цилиндрические хвостовики развёрток закалке не подвергают. Квадраты и лапки хвостовиков закаливают на твёрдость Rc = 30-45. Корпуса развёрток со вставными ножами закаливают на твёрдость Rc = = 30-40. В развёртках из углеродистой и легированной сталей вначале калят квадраты и лапки, а затем режущую часть. Продолжительность нагрева развёрток под закалку приведена в табл. 18.
Из быстрорежущей стали Р18 (и некоторых других) изготавливают также разнообразный инструмент: протяжки, метчики и т.д.
Технологический процесс изготовления протяжек из быстрорежущей стали:
1) ковка (при отсутствии мерного материала);
2) изотермический отжиг для поковок;
3) предварительная механическая обработка;
4) первая термическая обработка: а) нагрев до температуры закалки с промежуточным подогревом, б) охлаждение в масле, в) отжиг при температуре 770 - 790° и г) правка;
5) чистовая механическая обработка;
6) вторая термическая обработка: а) подогрев до температуры 800-850° и обкатка в буре при нагреве в камерной печи, б) окончательный нагрев, в) охлаждение до температуры 300-400°, г) правка при температуре 300-400°, д) охлаждение на воздухе в подвешенном состоянии, е) отпуск двукратный по 1 часу после достижения 540-580° и ж) правка при охлаждении от температуры отпуска;
7) очистка на пескоструйном аппарате или травлением;
8) нормализация хвостовой части в свинцовой ванне при температуре 800-850° (для протяжек, нагреваемых полностью);
10) отпуск в масляной ванне при температуре 200-250° для снятия внутренних напряжений, возникших при шлифовании. Твёрдость режущей части Rc = 62-65.
Протяжки из быстрорежущей стали изготовляются сварными. Материалом для хвостовиков служит сталь 40Х, допускается и сталь 50. Твёрдость передней хвостовой части Rc = 35 - 45. Если при нормализации не получают требуемой твёрдости, то следует произвести закалку передней части хвостовика путём нагрева в свинцовой ванне до температуры 840-850° и охлаждения в масле. Отпуск хвостовика производить в селитре.
Метчики из быстрорежущей стали нагревают под закалку с подогревом. Окончательный нагрев производят в соляной ванне. Охлаждают в селитре с температурой 450-500° или в масле до температуры 150-200° с последующим охлаждением на воздухе. Длинные метчики охлаждают на воздухе в подвешенном состоянии. Отпускают двукратно с выдержкой по 1 часу после достижения температуры 540-580°.
Метчики из быстрорежущей стали диаметром свыше 12 мм изготовляют сварными. Хвостовики изготовляют из сталей 45 и 50. Закалку квадратов хвостовиков метчиков из углеродистых и легированных сталей производят до закалки режущей части, а в метчиках из быстрорежущей стали после закалки режущей части. Твёрдость квадрата хвостовика Rс= 30 - 45. Метчики диаметром до 4 мм можно калить полностью с одинаковой твёрдостью режущей части и хвостовика.
Зубила для насечки напильников изготовляют из быстрорежущей стали Р18 или Р9. Закаливают рубящую часть (лезвие) на длине 20-30 мм с последующим двукратным отпуском при температуре 540-580°. При закалке нельзя допускать перегрева, так как перегретое зубило выкрашивается, требует частой переточки и этим значительно снижает производительность труда рабочего.
Тангенциальные плашки также изготовляют из быстрорежущей стали. Нагрев плашек под закалку производят в соляной ванне с предварительным подогревом. В случае окончательного нагрева в камерной печи, при подогреве до температуры 800° плашки покрывают слоем буры. Охлаждать плашки можно в селитре при температуре 450 -500° или в масле до температуры 150-200°, а затем на воздухе. Отпускают двукратно по 1 часу при температуре 540-580°. Контролируют твёрдость на приборе РВ. Требуемая твёрдость Rc = 62 -65.
Для цилиндрических фрез из быстрорежущей стали следует применять предварительный подогрев. Окончательный нагрев лучше всего вести в соляной печи. При нагреве в камерной печи нагретую фрезу перед окончательным нагревом следует обкатывать в буре.
Продолжительность нагрева цилиндрических фрез из быстрорежущей стали под закалку приведена в таблице:
Охлаждение производится в селитре при температуре 450 - 500° в течение 5-10 мин., а потом на воздухе или же в масле до температуры 150-200° и затем на воздухе. Время пребывания в масле устанавливается опытным путём для каждого размера фрезы. При нагреве фрез большого диаметра в соляных ваннах следует выключать ток во избежание прикосновения к электродам и пригара фрезы. Отпуск производится двукратный с выдержкой по 1 часу при температуре 540-580°. Твёрдость Rc = 62-65. Твёрдость замеряют на торце возле зуба. Контроль сплошной.
Фрезы дисковые тонких сечений во избежание деформации охлаждают зажатыми между закалочными металлическими плитами до полного охлаждения.
Электрошлаковая наплавка стали Р18: сталь Р18 склонна к образованию закалочных трещин, поэтому заготовку необходимо предварительно подогревать до температуры 550° С. После наплавки изделие загружают в печь при температуре 600° С, выдерживают при этой температуре 1,5 ч и затем охлаждают на воздухе. После этого необходимо подвергнуть изделие двукратному отпуску при температуре 560-580°С (выдержка 1,5 ч). Твердость наплавленного слоя после полной термообработки составляет HRC 63-64.
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | - относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | - предел упругости, МПа | Jк | - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | - предел текучести условный, МПа | σизг | - предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | - относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | - предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | - относительный сдвиг, % | n | - количество циклов нагружения | |
| s в | - предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | - удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | - относительное сужение, % | E | - модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 | T | - температура, при которой получены свойства, Град | |
| s T | - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | - твердость по Бринеллю | C | - удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | - твердость по Виккерсу | pn и r | - плотность кг/м 3 | |
| HRCэ | - твердость по Роквеллу, шкала С | а | - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ), 1/°С | |
| HRB | - твердость по Роквеллу, шкала В | σ t Т | - предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | - твердость по Шору | G | - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Читайте также: