Краткая характеристика инструментальной стали ХВГ

Инструментальная сталь XBГ применяется для изготовления измерительного и режущего инструмента, калибров резьбовых, протяжек, метчиков длинных, разверток длинных и других видов специального инструмента, холодновысадочные матрицы и пуансоны, технологическая оснастка. Режущая часть таких инструментов при работе подвергается истиранию, тепловым воздействиям и силовым нагрузкам, осуществляя непрерывное деформирование срезаемого слоя. Эти очень тяжелые условия работы определяют требования к материалам режущей части. Пригодность подобных материалов определяется их твердостью, теплостойкостью, механической прочностью, износостойкостью, технологичностью и стоимостью. Понятно, что внедрение одного материалу (клина) в другой (заготовку) возможно лишь при преобладающей твердости первого. Алмаз и кубический нитрид бора имеют наиболее высокую твердость, а твердые сплавы и минералокерамика значительно тверже закаленных инструментальных сталей. Твердость большинства конструкционных материалов ниже твердости соответствующего инструмента. Однако под воздействием высокой температуры при резании твердость многих материалов снижается и, в частности, твердость инструмента может оказаться недостаточной для осуществления резания. Свойство материала сохранять необходимую твердость при высокой температуре называется теплостойкостью, которая характеризуется критической температурой. Инструмент с температурой выше критической эффективно работать не будет. Очевидно, что эта температура определяет допустимую скорость резания.

Легирующие элементы вводятся для увеличения закаливаемости, прокаливаемости, уменьшения деформаций и опасности растрескивания инструментов. Хром - постоянный элемент низколегированных сталей. Для улучшения свойств в них дополнительно вводят марганец (1 - 2 %), кремний (1 - 1.5%), вольфрам (1 - 5%). В настоящее время применяются следующие стали: Х, 9ХС, ХВГ, ХВСГ.

Сталь ХВГ, характеризуется малой деформацией при закалке и применяется для длинных стержневых инструментов (свёрла, развёртки, протяжки и т. п.). В соответствии с ГОСТ 5950-73 («Прутки и полосы из инструментальной легированной стали. Технические условия.») низколегированная сталь ХВГ подвергается следующей термической обработке:

1. Отжиг при t = 770 - 790 C с печью со скоростью 30 С/ч

2. Закалка при t = 830 С, масло

3. Отпуск при t = 180 C, воздух.

Для данной стали такие механической свойства, как условный предел текучести, предел прочности, относительное удлинение и относительное сужение не определяются.

По структуре ХВГ - заэвтектоидная сталь перлитного класса. Она подвергается неполной закалке от температуры несколько выше точки А, и низкому отпуску. Структура мартенсита и избыточных карбидов (легированный цементит) обеспечивает ей твёрдость (HRC 62 - 69) и высокую износостойкость. Однако из-за низкой теплостойкости низколегированные стали имеют практически одинаковые с углеродистыми сталями эксплуатационные свойства. В отличие от углеродистых они меньше склонны к перегреву и позволяют изготовлять инструменты больших размеров и более сложной формы, однако применяются для инструментов, работающих при небольших скоростях резания, не вызывающих нагрева свыше 200 - 260 С. Деформация при закалке у стали ХВГ мала. В состав данной стали входят такие легирующие элементы, как марганец, кремний и вольфрам. Марганец (1-2%) обеспечивает минимальное изменение размеров инструмента при закалке. Интенсивно снижая интервал температур мартенситного превращения, он способствует сохранению в структуре повышенного количества остаточного аустенита (15-20%), который частично или полностью компенсирует увеличение объёма в результате образования мартенсита. Кремний (1-1.5%) несколько повышает сопротивление отпуску и способствует образованию легко отделяющейся окалины. Вольфрам (1-5%) повышает износостойкость.