Сталь р6м5к5 твердость по роквеллу

Обновлено: 16.05.2024

Сплав железа, углерода и других дополнительных компонентов называют сталью. Полученный сплав получается прочнее и тверже других соединений. Сталь Р6М5 относится к классу инструментальных. Материал высокопрочный и устойчив к износу.

Такими характеристиками обладают не все инструментальные сплавы. Элементы из этого материала характеризуются долгим сроком службы, даже при больших нагрузках при использовании. Иногда сплав Р6М5 называют вольфрамо-молибденовым. Инструменты из нее поддерживают свою твердость даже после термического воздействия.

Состав и расшифровка

Сплав Р6М5 появился во времена британской промышленной революции. При обработке дерева и цветных металлов достаточно было инструментов из обычной стали. Но с развитием промышленности появилась потребность в обработке твердых металлов, имеющиеся инструменты деформировались и быстро выходили из строя из-за длительного и непрерывного использования на высоких скоростях. В 1858 году ученые-сталевары создали сплав, одним из элементов которого стал вольфрам, самый тугоплавкий элемент из таблицы Менделеева. Это стало первым вариантом стали Р6М5. Состав сплава Р6М5 схож со сталью Р18.

Американские ученые сформировали окончательную современную рецептуру сплава. Создание этого сплава в значительной степени ускорило производительность и развитие металлообработки.

В формуле быстрореза Р6М5 молибден и вольфрам выступают легирующими элементами. Маркировку сплава можно расшифровать по буквам и цифрам. Первое число указывает на долю вольфрама, а последующие буквы и цифры на другие легирующие компоненты и их процентное содержание. Значение буквы Р – быстрорежущий сплав. Так, маркировка Р6М5 показывает, что сталь содержит 6% вольфрама и 5% молибдена. Присутствие иных индексов в названии инструментального сплава указывает на дополнительные компоненты. Например, К – кобальт, Т – титан и так далее. Современные технологии производства сплава предполагают использование азота в качестве дополнительного легирующего компонента. Такой сплав носит марку Р6АМ5.

Химический состав стали согласно ГОСТу:

  • вольфрам;
  • молибден;
  • хром;
  • стронций;
  • ванадий;
  • и менее 1% составляют примеси других металлов и элементов (медь, хром и другие).

Свойства стали обусловлены входящими в нее металлами. Главным является сопротивление накаливанию в условиях длительного использования при повышенной температуре. Материал не теряет своей твердости, лезвия из него долго сохраняют остроту режущей поверхности даже при вибрационных нагрузках. Сплав способен выдержать нагрев до +600 градусов Цельсия и сохранить свои свойства. Хром в сплаве необходим для увеличения термической стойкости, ванадий уменьшает хрупкость после накаливания.

Каждый компонент важен для технических характеристик стали.




Плюсы и минусы

Благодаря индивидуальным параметрам стали Р6М5 в область ее использования входит обработка твердых металлов. Сплав увеличивает скорость обработки деталей, их шлифовку, резку и сверление. Особенно это важно для инструментов для динамического и вибрационного воздействия. Из положительных качеств материала можно отметить:

  • устойчивость к повышению температуры при использовании, продолжительность работы без снижения качества;
  • твердость и хорошее сопротивление накаливанию;
  • долгое сохранение остроты режущей поверхности;
  • ударная вязкость;
  • восприятие долгой и систематической механической, ударной и динамической нагрузки.

Ножи из такой стали долго сохраняют остроту и не требуют специального ухода. Они стойки к воздействию химических веществ и других микроэлементов. Например, лезвие не затупляется после соприкосновения с лимонной кислотой или щелочной средой. Клинки подходят для работы в условиях низкой влажности воздуха. Лезвие терпит недолгое воздействие открытого огня. Опалину можно удалить обычной тряпкой или смыть проточной водой.

Основной недостаток деталей из стали самокала – низкое содержание хрома, вследствие чего ускоряется процесс коррозии, особенно под постоянным воздействием высоких температур.



Из других недостатков стоит отметить:

  • сложность заточки режущих поверхностей из стали Р6М5 (особенно касается ножей и сверл);
  • относительно высокая стоимость материала;
  • тонкая режущая поверхность может нанести травмы при неосторожном использовании;
  • ножи не годятся для нарезки мягких фруктов и овощей без упругой кожицы;
  • острота заточки теряется при быстром охлаждении (заморозке) и прекращении использования инструмента на долгий период;
  • без должного ухода лезвие начинает ржаветь;
  • инструмент затупляется быстрее при эксплуатации при низких (минусовых) температурах и высокой влажности.

Для сохранения заточки и режущих качеств лезвия лучше хранить в сухом месте, после использования удалить загрязнения и протереть насухо. При чрезмерном нагреве охлаждать естественным способом без резких перепадов температур.

Характеристики

Отечественные производители обязаны строго соблюдать нормативы ГОСТа или ТУ, описывающие химическую формулу, механические свойства и основные требования. Импортируемая сталь также должна отвечать условиям ГОСТа или ТУ. Сталь быстрорез обладает редкими характеристиками и техническими нормативами:

  • твердость по Роквеллу 62-65 HRC;
  • плотность 7750 кг/м3;
  • предел прочности на изгиб 2900-3400 МПа;
  • температура плавления составляет 1320 градусов Цельсия;
  • высокая износостойкость и механическая выносливость;
  • повышенная вязкость.

Среди особенностей сплава выделяют предрасположенность к обезуглероживанию. А также самокал неплохо шлифуется и применяется для сварки. Продукция из материала не покрывается ржавчиной при постоянном использовании.



Аналоги

Отечественный материал имеет зарубежные варианты (шведский, американский, французский, японский и немецкий). Все аналоги имеют маркировку HSS, которая расшифровывается High Speed Steel и переводится «высокоскоростная сталь».

Отечественными вариантами сплава Р6М5 являются Р12, Р10К5Ф5, Р18 и еще несколько вариантов. Их применяют при черновой переработке металла (сверление и фрезерование). Но в них процент вольфрама выше, что увеличивает их стоимость и редкость на рынке. Сталь Р6М5 благодаря особенностям закалки и отжига показывает более высокие показатели плотности и твердости. Материал опережает альтернативные варианты по уровню ударной вязкости и пластичности.

Применение

Ценные показатели материала определили сферу его потребления. Прежде всего это выпуск разнообразных металлообрабатывающих элементов. Материал также применяют для изготовления лезвий для клинков (как в промышленных масштабах, так и самодельных ножей). Лезвия для домашнего пользования из легированного сплава Р6М5 долговечны и долго остаются острыми. Они легко справятся как с нарезкой овощей и фруктов, так и с разделкой туш крупного рогатого скота. Нож с легкостью разрезает хрящи и мелкие кости. Походные варианты ножей пользуются популярностью у рыбаков, туристов и охотников. Лезвия могут даже перерезать мягкий металл. Но заточить вручную их не получится, они требуют профессионального токарного оборудования.

Нередко сталь применяют в производстве бытовых электроинструментов: различные сверла, развертки, плашки (лерки), полотна для ручных и механических ножовок, долбежные резцы и прочее. Детали широко применяются в быту. Инструменты из этого материала легкие и просты в эксплуатации. Их применяют для разного рода ремонтных и строительных работ:

  • простые сверла для бытового использования;
  • сверла в форме короны, используемые для кафеля;
  • бор с наконечником в форме копья;
  • дрель по металлу.

А также материал используют для изготовления резьбонарезных инструментов благодаря высокой степени износостойкости и способности к непрерывному использованию при постоянном нагревании.

Скорость эксплуатации изделий из сплава Р6М5 намного превышает продуктивность работы инструментов из других материалов. Особенно это касается абразивных и сверлильных приборов.



Обработка

Сталь Р6М5 является самозакаливающейся, но термообработка согласно технологическим процедурам улучшает показатели. Во время процесса важно соблюдать порядок всех пунктов закалки, которые продлят долговечность сплава и инструментов из него на 20-25%. Термообработка сплава протекает в серию этапов. Она занимает в несколько раз больше времени, чем для других аналогичных сплавов, но полученный результат этого стоит:

  • сталь разогревают до 500 градусов в соленой ванне и удерживают ее 15-20 минут, процедуру повторяют при 800 градусов;
  • сталь нагревают до температуры 1280 градусов, время нагрева зависит от толщины листа, во время нагрева периодически делают отпуск от нескольких минут до часа;
  • затем сплав оставляют на 3 часа при 580 градусов (отпуск).

Период закалки рассчитывают, беря во внимание толщины прокатного листа. На каждый миллиметр стали необходимо 10 секунд времени. Довольно сложный технический процесс закалки стали отражается на ее стоимости. Но без него сплав не будет иметь таких уникальных термостойких характеристик.

После термообработки запускается процесс ковки. Ковку начинают при 1160 градусах с последующим понижением до 850 градусов. Для охлаждения пользуются специальными колодцами при температуре 750-780 градусов. При этом используют селитру, масла или просто воздух. Во время отпуска в материал внедряют легирующие добавки, которые улучшают прочность и износостойкость материала.



Перед процедурой тепловой обработки и ковки, материал проходит процесс отжига, что снижает хрупкость материала при заточке. Отжиг производят при предельной температуре 800 градусов с понижением на 500 каждый час. Заготовки проката остужают на воздухе. Количество циклов отжига может составлять до 10 для одного проката. При этом необходимо строго соблюдать температурный режим. Если превысить температуру, то уровень прочности резко снизится, в сплаве образуется повышенный уровень аустенита. А постепенное охлаждение проката рекомендуется проводить в масляных ваннах, так лист избежит трещин и сколов.

При закалке деталь с приваренным острием из стали проходит процедуру закалки в солевом растворе при положении сварного соединения выше уровня жидкости на 15-20 см. Для заточки режущих поверхностей инструментов используют эльбор. Заточка проходит в два шага с абразивами разной зернистости, для лучшего результата. Простые электрокорундовые камни не подходят для заточки таких инструментов. А при применении эльбора структура может изменяться, а частота быть недостаточной. Из-за этого используют два вида абразива, сначала более крупный для придания остроты, а затем мелкий (с 25-16 показателями крупности) для финишной шлифовки.

Сталь Р6М5 инструментальная быстрорежущая

Буква «Р» означает, что сталь является быстрорежущей.
Цифра 6 после буквы «Р» указывает содержание вольфрама в процентах, т.е. для стали Р6М5 содержание вольфрама 6%.
Буква «М» означает, что сталь легирована молибденом, а цифра 5 указывает содержание молибдена в процентах, т.е. молибдена в стали 5%.
Во всех быстрорежущих сталях содержится около 4% Хрома (Cr), но в обозначении марки буквы «Х» не указывается.

По требованию потребителей могут изготавливаться стали марок Р6М5 с легированием азотом (массовая доля азота от 0,05% до 0,10%). В этом случае марка стали будет обозначаться Р6АМ5.

Применение стали Р6М5

Сталь Р6М5 относится к вольфрамолибденовым сталям и применяется для изготовления — режущего инструмента всех видов для обработки при обычной скорости резания деталей из углеродистых и среднелегированных конструкционных сталей с пределами прочности до 90—100 МПа, а также зуборезных инструментов для обработки нержавеющих сталей.

Наиболее широко сталь Р6М5 применяется для изготовления сверл, метчиков, долбяков, протяжек и других инструментов. Прочность 315—325 кгс/мм 2 и вязкость 4—5 кгс*м/см 2 (для проката диаметром 25 мм). Теплостойкость немного ниже (в указанных пределах), чем вольфрамовых и Р8МЗ. Шлифуемость стали хорошая.

Недостатки:
а) повышенное обезуглероживание при нагреве выше 1000 С; ванны нагрева для закалки надо тщательно раскислять MgFa2
б) чувствительность отдельных плавок к перегреву и росту зерна при нагреве для закалки, что затрудняет установление одинаковых температур закалки
для инструментов разных плавок.

Вид поставки

Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 19265—73, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88.
Калиброванный пруток ГОСТ 19265-73, ГОСТ 7417-75.
Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 19265—73, ГОСТ 14955—77.
Поковки и кованые заготовки ГОСТ 19265—73, ГОСТ 1133—71.

Химический состав, % (ГОСТ 19265—73)

Термообработка стали Р6М5

Закалка

Инструменты подогревают при 800-850°С 10-15 мин или при 1050-1100°С 3-5 мин, а крупные инструменты предварительно при 550-600°С 15-20 мин.

Выдержка при окончательном нагреве 10—12 с на 1 мм диаметра или наименьшей стороны (для стали В11М7К23 — 30—60 с).

Инструменты простой формы охлаждают в масле, а сложной — в горячих средах (KNO3) при 400—250°С.

Может быть и более высокая температура выдержки — 650°С.

Выдержка в горячих средах 3—5 мин при более высоких температурах и 8—15 мин при более низких.

Инструменты небольшой толщины (прорезные фрезы, пилы и др.) при 600—650°С помещают под пресс, а сверла диаметром 8—20 мм охлаждают под катком или между роликами правильной машины для уменьшения деформации.

Температуры закалки понижают на 10—15°С для инструментов небольшого сечения или сложной формы.

Температура закалки стали Р6М5

Инструменты Температура нагрева стали Р6М5, °С Балл зерна Твердость HRC после отпуска при 560°С и нагрева при 620°С (4 ч)
Крупные сверла и резцы 1220-1240 10-8,5 60-61
Остальные режущие инструменты 1210-1230 10,5-9,5 59-60
Остальные режущие инструменты 1180-1200 12 56-57

Отпуск

После закалки выполняют многократный 2 раза для вольфрамомолибденовых.
Температуры первого отпуска 350—375°С, а второго 550—560°С для вольфрамомолибденовых сталей. Назначают также температуры первого отпуска 550—560°С, но твердость и теплостойкость в этом случае немного меньше.

Для инструментов небольшого сечения (сверл), нагреваемых в автоматизированных агрегатах с точной регулировкой температур, применяют краткосрочный отпуск в течение 20 мин при 580—590°С для вольфрамомолибденовых сталей.

Отпуск после шлифования выполняют при 400—450°С в течение 30—40 мин для снятия напряжений и повышения стойкости инструментов.

Критические точки, °С

Механические свойства (ГОСТ 19265-73)

Режим термообработки HRCz после отпуска σизг, МПа Красностойкость (HRC58), °С
Закалка с 1200-1230 °С, охл. на воздухе, в масле,
в расплаве солей; отпуск при 540-
560 °С, охл. в соляных ваннах		 63-65 320-360 620

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала — 1160, конца — 850.
Обрабатываемость резанием:
В отожженном состоянии при 255 HB
Kv = 0.8 (твердый сплав).
Kv = 0.6 (быстрорежущая сталь).
Для повышения твердости, износостойкости, коррозионной стойкости поверхностного слоя используют цианирование, азотирование, сульфидирование, обработку паром.
Флекеночувствительность — не чувствительна.
Склоность к отпускной хрупкости.
Не применяется для сварных конструкций.

Быстрорежущая сталь Р6М5. Расшифровка, состав и свойства

Быстрорежущая сталь Р6М5 является самозакаливающейся, она принадлежит к инструментальному классу. В качестве легирующих компонентов выступают вольфрам (6%) и молибден (5%), такой же состав имеет американская сталь М2. Иностранные аналоги имеют в своем обозначении номенклатуру HSS (высокоскоростная).

Область применения стали включает обработку твердых металлов, что обусловлено высокой прочностью сплава. Материал позволяет максимально повысить скорость работы оборудования для резки, шлифовки, сверления по сравнению с другими видами инструментальных составов. Особенным преимуществом является долговечность резьбонарезного инструмента, изготовленного из стали Р6М5, при работе с динамическим и вибрационным воздействием.

Расшифровка стали Р6М5

Наименование подразумевает следующие параметры сплава:

  • Р – быстрорежущая сталь (rapid – быстрый);
  • 6 – 6% вольфрама;
  • М5 – 5% молибдена.

В зависимости от состава материала в наименовании могут присутствовать дополнительные индексы. При наличии кобальта – К, ванадия – В, титана – Т, циркония – Ц. Электрошлаковый способ получения обозначается Ш, а современные технологии изготовления предполагают использование названия Р6АМ5. В данном случае речь идет о введении азота в состав быстрорежущей стали Р6М5 в качестве легирующего компонента. Он вводится во время отпуска после закалки. Основная область применения такого типа металла – создание фрезерных кругов.


Химический состав и свойства

В состав материала согласно нормативным документам входят:

  • вольфрам – 6,15±0,35%;
  • молибден – 5,05±0,25%;
  • стронций – 4,1±0,3%;
  • ванадий – 1,9±0,2%;
  • C, Si, Mg, Ni, S, P, Co – менее 1%.


Специальные свойства стали позволяют производить из нее фрезы, метчики, развертки и прочие инструменты. К преимуществам их относится надежность и долговечность. Основные характеристики металла представлены:

  • твердостью стали Р6М5 при повышении температуры, что обусловлено минимальным нагревом при длительной работе без перерыва. Это исключает мягкость сверла или другого инструмента при работе, снижает хрупкость. Максимальная температура нагрева, при которой сохраняются свойства сплава – 600 градусов;
  • сопротивлением накаливанию при продолжительном температурном воздействии;
  • способностью на протяжении длительного времени сохранять остроту режущей кромки;
  • ударной вязкостью;
  • простотой обработки и технологичностью;
  • возможностью воспринимать механическую, в том числе динамическую нагрузку.

Область применения

Сфера применения стали Р6М5 включает изготовление ножей для серийного производства и бытового пользования. Правильно заточенный инструмент способен резать практически любой материал, в том числе мягкий металл.


При достаточно высокой стоимости изделий, они часто встречаются в домашних условиях, у рыбаков и охотников. Единственным недостатком в данном случае является сложность заточки, для чего потребуется специальный станок. Также используется данный материал для изготовления:

  • электрического инструмента и оснастки;
  • односторонних сверл;
  • сверл-коронок для гипсокартона;
  • сверл с хвостовиком в виде копья;
  • сверл по металлу;
  • разверток;
  • полотен ножовок;
  • долбежных резцов;
  • плашек (лерок).

Технические характеристики

Характеристики стали Р6М5 представлены:

твердостью по Роквеллу 62-65;
пределом текучести 637 МПа;
температурой ковки 1250-900 градусов;
плотностью 7750 кг/м 3 ;
температурой плавления 1310-1350 градусов.

Стоимость

Цена стали Р6М5 зависит от типа и формы проката, дальности транспортировки. В среднем стоимость составляет 520 руб. за килограмм.

Сортамент

В качестве основных прокатных элементов выступают:

  • круги со специфическим покрытием;
  • прутья и полосы;
  • прутья с калибровкой;
  • круги кованые, горячекатаные;
  • квадратный профиль;
  • фасонки высокоточные.

Также имеется большой диапазон других видов проката, нормируемых Государственными стандартами.

Нормативные документы

Изготовление материала и всех видов проката осуществляется в соответствии с нормативными документами – ГОСТ и ТУ. В них указывается не только состав, но и сортамент, меры контроля на производстве и при приемке. Для иностранных сталей предусматриваются аналогичные требования.

Основным Госттандартом на быстрорежущую сталь Р6М5 является 19265-73.

Термообработка

Материал называют самозакаливающимся, но важно соблюдать температурные режимы обработки и последовательность проведения операций. Это обеспечит увеличение долговечности изделия на 20-30%.

Закалка происходит в несколько этапов, при этом осуществляется предварительный нагрев соляной ванне – при 500 С и 850 С в течение15-20 секунд. Последний этап предполагает нагрев детали до 1280 градусов, а время выдержки определяется в зависимости от толщины. На каждый миллиметр приходится 10 секунд закалки. Улучшает свойства стали Р6М5 отпуск в течение 3 часов, при котором температура понижается до 580-600 градусов.


Современная машиностроительная отрасль часто использует инструмент для обработки металла с приваренной режущей кромкой. В таком случае производится закалка в солевом растворе при условии расположения сварного шва на 15-20 мм выше жидкости.

Особенности заточки

Заточка режущего инструмента осуществляется с определенной периодичностью. Обычные электрокорундовые круги не применяются для придания режущей кромке остроты, в данном случае оптимальным вариантом считается абразив, в основе которого лежит эльбор.


Заточка и правка осуществляется с помощью плоских и чашечных кругов. При использовании эльбора чистота поверхности остается недостаточной, а структура может изменяться. Чтобы исключить проявление данных недостатков, можно использовать двухступенчатую заточку:

Особенности стали Р6М5

Читайте также: