Быстрорежущие стали

Быстрорежущие стали от ранее рассмотренных материалов отличаются высоким содержанием легирующих элементов – вольфрама, хрома, молибдена, ванадия, кобальта.

Вольфрам и молибден повышают износостойкость и теплостойкость сталей до 600…635 . Стойкость инструментов из быстрорежущих сталей в 4…8 раз выше, чем из углеродистых сталей, а при равной стойкости инструменты из быстрорежущих сталей обеспечивают повышение скорости резание в 2…3 раза по сравнению с инструментами из углеродистых сталей.

Быстрорежущие стали условно можно разделить на две группы: общего назначения (нормальной производительности) и повышенной производительности.

К быстрорежущим сталям нормальной производительности относятся вольфрамовые стали марок Р9, Р12, Р18 и вольфрамомолибденовые стали марок Р6МЗ, Р6М5, Р9М4, Р12МЗ. Содержание легирующих элементов в них определяется в процентах числом, стоящим после буквенного обозначения.

Рассмотренные стали содержат от 6 до 18% вольфрама (число после буквы Р). Их твердость после термообработки составляет 63…66 , теплостойкость не превышает 620 , предел прочности на изгиб 3000...4000 МПа.

Из этих сталей изготавливают все типы металлорежущих инструментов, в том числе сложного профиля. Введение в состав сталей 3…5% молибдена позволило повысить ударную вязкость и пластичность.

К быстрорежущим сталям повышенной производительности относятся стали, имеющие в своем составе увеличенное содержание по сравнению с обычными быстрорежущими сталями углерода (это стали 10Р8М5 и 10Р8МЗ), ванадия (Р12ФЗ, Р14Ф4, Р18Ф2) и кобальта (Р9К5, Р9К10, Р9Ф2К10, Р18Ф2К5).

Повышенное содержание углерода (на 0,1...0,2%) увеличивает вторичную твердость сталей до 67…67,5 и теплостойкость до 635 , улучшает износостойкость за счет увеличения количества карбидов. Стойкость инструмента при этом увеличивается до 75% при той же скорости резания.

Наличие в быстрорежущих сталях ванадия в количестве от 1 до 1,4% также обеспечивает повышение их твердости до 67...68 при теплостойкости порядка 635°С. Вместе с тем следует отметить, что главным недостатком быстрорежущих сталей, содержащих ванадий, является их плохая обрабатываемость шлифованием.

Введение в состав быстрорежущих сталей кобальта повышает их теплопроводность и теплостойкость (~650°С) и одновременно твердость до 66...70 .

Некоторые марки быстрорежущих сталей приведены в табл. 1. В маркировке этих сталей цифра перед буквой Р обозначает содержание углерода в десятых долях процента, цифры за буквами Р, М, Ф, К и А обозначают, соответственно, процентное содержание вольфрама, молибдена, ванадия, кобальта и азота.

Таблица 1