Сталь р9 химический состав

Обновлено: 01.05.2024

На данной страничке приведены технические, механические и остальные свойства, а также характеристики стали марки Р9.

Р9 - классификация и применение марки

Классификация материала: Сталь инструментальная быстрорежущая

Применение: для изготовления инструментов простой формы, не требующих большого объема шлифовки, для обработки обычных конструкционных материалов.

Р9 - химический состав материала в процентном соотношении

Р9 - механические свойства при температуре 20°

Р9 - зарубежные аналоги

Р9 - pасшифровка обозначений, сокращений, параметров материала

Механические свойства :
s _в	- Предел кратковременной прочности , [МПа]
s _T	- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d ₅	- Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y	- Относительное сужение , [ % ]
KCU	- Ударная вязкость , [ кДж / м 2 ]
HB	- Твердость по Бринеллю , [МПа]

Физические свойства :
T	- Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E	- Модуль упругости первого рода , [МПа]
a	- Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o - T ) , [1/Град]
l	- Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r	- Плотность материала , [кг/м 3 ]
C	- Удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o - T ), [Дж/(кг·град)]
R	- Удельное электросопротивление, [Ом·м]

Внимание! Вся приведённая информация о Р9 носит ознакомительный характер. Все интересующие Вас характеристики необходимо уточнять у специалистов.

9Х4М3Ф2АГСТ для изготовления инструмента

11Р3АМ3Ф2 для инструмента простой формы при обработке углеродистых и малолегированных сталей с прочностью до 784 МПа.

Р12 для всех видов режущего инструмента при обработке углеродистых легированных конструкционных сталей

Р10Ф5К5 для изготовления получистовых и черновых инструментов при различных труднообрабатываемых материалов

11М5Ф для изготовления инструмента

Р12Ф3 для чистовых инструментов при обработке вязкой аустенитной стали и материалов, обладающих абразивными свойствами.

Р14Ф4 для изготовления инструментов простой формы, не требующих больших объемов шлифовальных операций при обработке материалов с повышенными абразивными свойствами- чистовых инструментов простой формы при обработке легированных сталей и сплавов

Р18К5Ф2 для черновых и получистовых инструментов при обработке высокопрочных, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов.

Р18Ф2 для изготовления чистовых и получистовых режущих инструментов при обработке среднелегированных конструкционных сталей

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.

Р18Ф2К5 для изготовления получистовых и черновых инструментов при обработке углеродистых и легированных конструкционных сталей на повышенных режимах резания

Р2АМ9К5 для режущих инструментов при обработке улучшенных легированных, а также нержавеющих сталей.

Р2М5 для изготовления инструмента

Р6АМ5 для изготовления всех видов режущего инструмента, используемого при обработке углеродистых легированных конструкционных сталей- резьбонарезного инструмента- инструмента, работающего с ударными нагрузками.

Р6АМ5Ф3 для чистовых и получистовых инструментов при обработке нелегированных и легированных конструкционных сталей

Р6М3 для изготовления чистовых и получистовых инструментов небольших размеров при обработке конструкционных сталей

Р6М5 для всех видов режущего инструмента при обработке углеродистых легированных конструкционных сталей- предпочтительно для изготовления резьбонарезного инструмента, а также инструмента, работающего с ударными нагрузками

Р6М5К5 для чернового и получистового инструмента при обработке улучшенных легированных и нержавеющих сталей в условиях повышенного разогрева режущей кромки.

Р6М5Ф3 для чистовых и получистовых инструментов при обработке нелегированных и легированных конструкционных сталей.

Р9К10 для изготовления получистовых и черновых инструментов при обработке углеродистых и легированных конструкционных сталей на повышенных режимах резания

Р9К5 для обработки нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов, а также сталей повышенной тветрдости.

Р9Ф5 для изготовления инструментов простой формы, не требующих больших объемов шлифовальных операций при обработке материалов с повышенными абразивными свойствами- чистовых инструментов простой формы при обработке легированных сталей и сплавов

Р9М4К8 для изготовления инструмента, используемого при обработке высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей, сплавов и улучшенных легированных сталей в условиях повышенного разогрева режущей кромки (зуборезного инструмента, фрез, фасонных резцов, зенкеров, метчиков).для обработки высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущей кромки: зуборезный инструмент, фрезы, фасонные резцы, зенкеры, метчики.

Сталь Р9 - расшифровка, характеристики и область применения

Современные технологии, которые используют во всех отраслях промышленности, предъявляют особые требования, как к материалам, так и к инструментам для их обработки. На производствах связанных с обработкой металлов, востребованы высокопрочные стали для изготовления резцов, свёрл, фрез, и других обрабатывающих инструментов. Материал этих изделий должен выдерживать большие нагрузки. При подробном изучении характеристики стали Р9, можно сделать вывод о возможности её использования для изготовления обрабатывающих инструментов.

Немного истории

Уже давно в истории человечества, железо прочно вошло в жизнь и быт людей. Тогда, как и сейчас металл обрабатывался металлом. Хотя это и была всего лишь кувалда кузнеца. После изобретения металлообрабатывающих станков появилась возможность холодной обработки металлических изделий.

В начале скорость обработки была не значительной. Но в 1858 году шотландец Мюшет добавил в тигель марганец и вольфрам. Сталь с содержанием этих элементов позволила увеличить скорость обработки. Этот материал был прототипом современных быстрорежущих сталей, Р9, в том числе.

Химический состав

По своему происхождению сталь Р9 легированная. Основной принцип легирования металлов заключается в следующем. Для сохранения твёрдости при нагреве, необходимо в металл ввести элементы затрудняющие коагуляцию карбидов. Поэтому инструментальные стали легируются карбидами вольфрама, молибдена, ванадия, хрома. Особенно влияет на режущие свойства стали, кобальт.

В состав быстрореза марки Р9 входят, в %:

Эти элементы определяют характеристики Р9.

Основные свойства

Технические характеристики металлов основываются на их физических и механических свойствах.

Основные физические свойства марки Р9 при температуре 20 ºС.

Удельное сопротивление R=380×109(Ом/м).
Плотность р=8300кг/м3.
Коэффициент теплопроводности =23 Вт( мС )

Из механических свойств, можно отметить твёрдость, красностойкость, прочность.

Твёрдость стали Р9 сохраняется неизменной при температуре до 580 ºС.При этой температуре, в течение 4 часов твёрдость остаётся равной 63 по Роквеллу. Углеродистые стали уже при температуре 200 ºС, твёрдость начинают терять.

Во время эксплуатации инструменты из стали подвергаются различным нагрузкам. Поэтому чем больше прочность, тем надёжней и долговечней инструмент. Сталь Р9 имеет предел прочности:

на растяжение 850 МПа
при изгибе 3630 МПа
при сжатии 2500 МПа

Маркировка

В марочниках действительных в России, быстрорезы, обозначаются по-особому. Они начинаются с буквы Р от английского слова rapid, то есть быстрый. Цифры, которые идут после этой буквы обозначают содержание вольфрама в процентах.

Таким образом расшифровка маркировки стали Р9 означает: быстрорежущая сталь с содержанием вольфрама от общей массы, в среднем 9%.

Область применения и аналоги

Марку Р9 применяют в основном при изготовлении инструментов для обработки металлов. Свёрл, различных фрез, зенкеров, токарных резцов. Из аналогов можно указать очень похожую по характеристикам сталь Р18. Существуют также и зарубежные аналоги.

Сталь марки Р18: характеристики и применение

Обработка металла включает в себя не только точение или фрезерование. К резанию относят и обработку отверстий, и нарезание наружной и внутренней резьбы. Для обработки конструкционных или легированных сталей необходим инструмент, изготовленный из металла, который превосходит их по твердости и прочностным характеристикам. К таким материалам можно смело отнести сталь Р18.

Химический состав и основные эксплуатационные свойства

Марку Р18 относят инструментальным быстрорежущим сталям.

В состав входят следующие химические элементы:

C 0,73 - 0,83;
Si до 0,5;
Mn до 0,5;
Ni до 0,4;
S до 0,03;
P до 0,03;
Cr 3,8 - 4,4;
Mo до 1;
W 17 - 18,5;
V 1 - 1,4;
Co до 0,5;
Fe ~73.

Набор этих веществ придает этой стали определенные свойства, которые позволяют применять для производства режущего инструмента для станков токарно - фрезерной группы, резьбообразующих, для получения и обработки отверстий. Этим инструментом обрабатывают детали из легированных, углеродистых и конструкционных сталей с пределом прочности до 1000 МПа. Кроме того, таким инструментом можно обрабатывать цветные металлы.

Во время процессов резания инструмент, произведенный из стали Р18, сохраняет свои эксплуатационные параметры при температурах до 600 ºC.

Производители стали выпускают следующую номенклатуру продукции:

Прокат разного сечения - ГОСТ 1133-71;
Полосы разной формы- ГОСТ 4405-75;
Прутки, в т.ч. калиброванные - ГОСТ 4405-75;
Профиль ТУ 14-11-245-88.

Перечислена только малая часть ассортимента выпускаемых проката из стали.

Аналоги стали Р18

Среди отечественных сталей, предназначенных для производства инструмента, можно подобрать аналог - Р12. За рубежом выпускают следующие марки:

Быстрорежущая сталь с маркировкой Р18, содержащая в своем составе 18% вольфрама, длительное время применялась для производства большинства режущего инструмента. После прохождения термической обработки ее твёрдость составляла 62 - 65 по HRC и обладает хорошей прочностью. Недостатком этого материала по праву считают карбидную неоднородность, особенно это касается прутков большого диаметра.

Особенности использования стали Р18 при резании

Использование стали в механической обработке металла позволило увеличить скорость, например, точения в 2 - 4 раза.

Р18 используют для изготовления режущего инструмента, который работает при значительных силовых нагрузках и нагрева режущей кромки.

Резцы, фрезы и сверла изготовленные из этой инструментальной стали обладают стабильными свойствами - это особенно важно при организации гибких автоматизированных производств.

Качество реза, выполняемого резцом из стали марки Р18 обеспечивает наличие в составе таких легирующих компонентов, как вольфрам, кобальт и некоторые другие.

Для заточки инструмента можно использовать обыкновенные наждаки, но для этого необходимо устранить биение кругов.

Особенности термической обработки

Термическая обработка при температуре порядка 1200 - 1300 ºC, с последующим отпуском, вызывает дисперсионное затвердевание. В процессе закаливания большая часть карбида Fe3W3C разлагается и переходит в твердый раствор аустенитного или мартенситного типа. Это приводит к насыщению сплава углеродом, вольфрамом и другими легирующими элементами. Отпуск, который выполняют при температурах в 550 - 560 ºC приводит к повышению твердости до максимальных параметров. Это происходит в следствии выделении карбидов и разложение остатков аустенита.

Инструмент сложной формы, в т.ч. тонколезвийный или работающий в условиях переменной нагрузки, например, на прерывистом точении должен обладать высокой прочностью и вязкостью.

Нагревание под закаливание сталей типа Р18 выполняют при таких температурах и временных паузах, которые обеспечат разложение карбидов и упрочнение аустенита. Это необходимо для получения необходимой теплостойкости.

Тонколезвийный инструмент, с размерами режущей части от 3 до 5 мм температура закаливания должна быть ниже на 10 - 20 ºC от максимальной (1250 ºC).

Высокие температуры, которые необходимы для проведения термической обработки впоследствии могут привести к появлению трещин и излишних напряжений. Для того, чтобы избежать этих неприятностей, подогрев материала выполняют в два этапа. Первый нагрев выполняют при уровне температуре 400 - 500 ºC, второй при 800 - 850 ºC. По достижении окончательной температуры, а это 1200 - 1300 ºC, время нахождения детали в зоне нагрева ограничивают. Допустимое время рассчитывают из соотношения 10 - 15 секунд на 1 мм толщины (диаметра). То есть сверло диаметром 5 мм может находиться при таком режиме порядка 50 - 75 секунд.

Время нахождения заготовки на подогреве может быть удвоено в сравнении с пиковой нагрузкой. То есть, то же сверло будет находиться на подогреве порядка 100 - 150 секунд.

Предварительный и финишный нагрев выполняют в соляной ванне. Она заполняется смесью из:

78 % ВаСl2 (хлорид бария);
22 % NaCl (натрий хлор).

Для предохранения заготовок от окисления раствор раскисляют с помощью фтористого магния.

Отпуск стали проводят также в несколько этапов. Заготовки выдерживают при температуре 550- 570 ºC, причём необходимо провести два - три сеанса длительностью один час каждый

Особенности производства режущего инструмента

Готовый инструмент, например, сверла, в соответствии с требованиями ГОСТ 2034-80 должны обладать твёрдостью на хвостовике 63 - 65 по HRC, а режущая часть должна иметь твердость 63 - 68 HRC.

После того как заготовки, прошли все процедуры термообработки, их отправляют на шлифование. Для этого применяют особо точные шлифовальные специализированные станки, способные обеспечить следующие допуски на сверла повышенной точности (А1, В1) - по h8, для свёрл класса В - h9.

Сталь марки Р9

Расшифровка марки стали Р9: буква Р говорит о том, что перед нами инструментальная быстрорежущая сталь, в которой присутствует вольфрам в количестве около 9%.

Инструмент из стали Р9 и его термообработка: для изготовления резцов, работающих на высоких и средних скоростях резания, применяется быстрорежущая сталь марок Р9 и Р18. Резцы из быстрорежущей стали, как правило, изготовляются комбинированными с приваренными пластинками, державки из углеродистой, а пластинки из быстрорежущей стали. Для державок отрезных и расточных резцов применяют Ст6 и Ст7, а для остальных сталь 45 или сталь 50.

Нагрев резцов из быстрорежущей стали под закалку производят в основном в электродносоляных печах, заполненных хлоробариевой солью, а при отсутствии таковых - в газовых и нефтяных печах и как исключение - в кузнечных горнах.

Практикой установлено, что нормальные резцы с приваренными пластинками из быстрорежущей стали можно нагревать сразу до высокой температуры, не опасаясь возникновения трещин.

Отсчёт времени ведут по секундомеру или песочным часам. Охлаждение резцов производят в масле, так как охлаждение на воздухе уменьшает стойкость резца в работе и поэтому может быть рекомендовано только для тонких специальных резцов в целях уменьшения деформации. При охлаждении на воздухе не следует класть инструмент для охлаждения на пол или на плиты, лучше подвешивать его или же ставить в специально заготовленные гнёзда, в ящики с песком и т. п.

Твёрдость после закалки должна быть не ниже R_c = 61. После выборочного испытания на твёрдость вся партия подвергается отпуску. Отпуск производят в печах ПН31 и ПН32 с принудительной циркуляцией воздуха. При отсутствии таковых для отпуска можно использовать электропечи Н15 или Н3О, а также печи с обогревом газом или нефтью. При отпуске рекомендуется класть резцы не на под, а на специальную подставку. Этим устраняется опасность перегрева резцов, если под имеет более высокую температуру, чем требуется для отпуска. После отпуска резцы для охлаждения кладут на пол. Отпуск следует производить один раз с выдержкой 2-й часа при температуре 540-580°, или же двукратный с выдержкой по 1 часу. После отпуска твёрдость должна остаться та же или увеличиться на 1 -2 единицы.

Приступая к закалке одной или нескольких партий резцов, необходимо предварительно закалить и отпустить несколько резцов. При получении хороших результатов по выбранному режиму необходимо обработать все остальные резцы. Качество готовых резцов проверяется тарированным напильником, а 2-3% от партии - на приборе РВ после предварительной обработки на точиле параллельных сторон.

Забракованные резцы, подлежащие перекалке, следует обязательно отжечь, в противном случае в быстрорежущей стали получится так называемый нафталинный излом (неустранимый при дальнейшей обработке), резко снижающий стойкость и увеличивающий хрупкость инструмента. Требуемая твёрдость резцов R_c = 62-65.

Круглые резцы изготовляются из быстрорежущей стали, углеродистых сталей У10А и У12А, легированных сталей 9ХС, ХВГ и др.

Круглые фасонные резцы часто из-за сложности профиля после закалки не шлифуют, а только полируют. Поэтому следует принять все меры для предотвращения обезуглероживания и образования окалины на резцах.

Круглые резцы, изготовленные из быстрорежущей стали, перед окончательным нагревом необходимо подогревать в отдельной печи или же прерывистым погружением в расплавленную соль. Окончательный нагрев следует вести в хорошо раскислённой соляной печи. Охлаждение производить в расплавленной селитре при температуре 450-500° в течение 5-8 мин. с последующим охлаждением на воздухе или же в масле до температуры 150-250°, а затем на воздухе.

Если окончательный нагрев под закалку ведётся в камерной печи с обогревом газом, нефтью или электричеством, необходимо подогретый до температуры 800° резец обкатать в прокалённой и мелко истолченной буре. Порошок буры, приняв температуру резца, расплавится, покроет его равномерным слоем и тем самым предохранит от обгара поверхности. Отпуск производят двукратной выдержкой по 1 часу при температуре 540-580°. Требуемая твёрдость R_c= 62-65°.

Краткие обозначения:
σ_в	- временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа	ε	- относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ_0,05	- предел упругости, МПа	J_к	- предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ_0,2	- предел текучести условный, МПа	σ_изг	- 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
σ_сж0,05 и σ_сж	- 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	p_n и r	- плотность кг/м 3
HRC_э	- 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

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Сталь Р9: характеристики, расшифровка, химический состав

Поставляется – в виде сортового проката, в том числе фасонного, калиброванного и шлифованного прутка, толстых и тонких листов, ленты и полосы, поковок, слябов и кованых заготовок.

Маркировка любой стали-быстрореза начинается с буквы «Р». Это обусловлено её созданием в Англии, в которой такие стали называли «rapid steel» - «быстрая» сталь. Цифра 9 означает содержание в сплаве вольфрама.

Химический состав Р9

Массовая доля элементов стали Р9 по ГОСТ 19265-73

C (Углерод)	Si (Кремний)	Mn (Марганец)	P (Фосфор)	S (Сера)	Cr (Хром)	Mo (Молибден)	Ni (Никель)	V (Ванадий)	W (Вольфрам)	Co (Кобальт)	Fe (Железо)
0,85 - 0,95	o С
Термообработка	Предел прочности, МПа	Предел текучести, Мпа	Относительное удлинение, %	Относительное сужение	Ударная вязкость , кДж / м 2
Состояние поставки	840	490	10	29	260

Физические свойства Р9

Плотность: 8,81 г/см3

Технологические свойства марки Р9

Технологические способы производства Р9 и обработка

При изготовлении инструментов из быстрорежущей стали Р9 применяют два технологических метода:

классический метод - разливка расплавленного металла для формования слитков, которые впоследствии подвергают ковке;
порошковая металлургия - расплавленный металл распыляют, используя струю азота.

Это даёт возможность подвергнуть изделие предварительному отжигу с последующей закалкой. Важно, что такая технология производства предупреждает «нафталиновый излом» (получение крупнозернистой структуры), который может привести к проблемам готового изделия – инструмент с подобным изломом, характеризуется повышенной хрупкостью, легко ломается и крошится.

Закалку готовых инструментов из Р9 выполняют при температурах, которые не увеличивают зернистость структуры.

А чтобы снизить количество аустенита в сплаве до возможного минимума, применяют такие технологические процессы:

несколько циклов нагревания изделия, при выдержках определенного температурного режима, последующее охлаждение с многократным отпуском;
а до отпуска, изделие подвергают охлаждению до -800 ˚С.

Способы улучшения свойств изделий из Р9

Высокие режущие свойства быстрорежущих сталей повышают, используя специальную термическую обработку – закалка при 1200-1300 °С, и отпуск, создающий дисперсионное твердение.

Для повышения таких свойств инструментов из Р9, как высокая твёрдость, стойкость к коррозии, износостойкость, их подвергают обработке определёнными методами.

Азотирование - насыщение слоя поверхности инструмента азотом. Использование газовой среды с азотом и аммиаком способствует созданию менее хрупкого поверхностного слоя.
Цианирование - насыщение поверхностного слоя изделия цинком.
Сульфидирование - проводят в жидких расплавах сульфидов с добавлением соединений серы.
Обработка паром.

Нужно учитывать, что все процессы выполняют для инструментов из Р9 после заточки, шлифовки, термической обработки их режущих участков.

Читайте также: