Углеродистые и легированные инструментальные стали

Химическим элементом, определяющим физико-механические свойства этих групп материалов, является углерод. Он образует карбиды железа, которые участвуют в процессе термообработки, активно участвуют в фазовых превращениях и образовании твердой мартенситной структуры.

Для изготовления режущих инструментов используют углеродистые стали марок от У7А до У13А. Цифрами в обозначении данных сталей указано содержание углерода в десятых долях процента.

Углеродистые стали при термообработке не дают равномерной по объему твердости, она уменьшается от поверхности к сердцевине инструмента. Так на поверхности твердость может быть равна 61...64 , а в сердцевине уменьшиться до 41 .

В процессе термообработки заготовки из этих сталей склонны к поводке и трещинообразованию. Изготовленные режущие инструменты имеют низкую теплостойкость (200…250 ). Поэтому из углеродистых сталей изготавливают малогабаритные инструменты, обрабатывающие материалы с низкими механическими свойствами на малых скоростях резания. Используют такой инструмент в условиях единичного и мелкосерийного производства, а также для изготовления слесарного, кузнечного и деревообрабатывающего инструмента.

Легированные инструментальные стали отличаются от углеродистых наличием в них повышенного содержания кремния и марганца, а также одного или нескольких легирующих элементов: хрома, вольфрама, ванадия и др., которые повышают твердость, прочность и износостойкость инструмента.

Для режущих инструментов используются стали марок 9ХС, 9ХФ, ХВГ, ХВСГ, Х6ВФ, 9Х5ВФ и др. Теплостойкость сталей этой группы на 100…200 превышает теплостойкость инструментальных углеродистых сталей и составляет 350…400 . Легированные стали более технологичны: лучше прокаливаются и закаливаются, меньше склонны к короблению. Эти стали за некоторым исключением применяются для изготовления того же инструмента, что и углеродистые стали. В частности, из этих материалов изготавливают метчики, круглые плашки, резьбонакатной инструмент, матрицы и пуансоны вырубных и просечных штампов т.д.