Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Быстрорежущие стали

До появления быстрорежущих инструментальных сталей для обтачивания деревянных деталей и изделий из цветных металлов использовались обычные стальные резцы. Но при обработке подобным инструментом деталей из твердых материалов возникала проблема. Резец очень быстро изнашивался, нагревался, им было невозможно обтачивать изделие с высокой скоростью.

Проблему удалось решить в 1858 году, после получения сплава, где в качестве легирующих элементов использовались вольфрам и марганец. В течение нескольких последующих десятилетий в результате экспериментов было получено еще несколько видов сверхпрочных сплавов, способных эксплуатироваться при высоких температурах. Это позволило многократно увеличить скорость обработки деталей и повысить производительность металлорежущих станков.

В конце прошлого века вольфрамовые соединения стали заменяться на самозакаливающиеся, а в настоящее время успешно используются безвольфрамовые составы.

Характеристика и применение инструментальной стали

Инструментальная сталь, материал, содержащий более 0,7 % углерода. Благодаря своим характеристикам она применяется для изготовления деталей, работающих в условиях повышенных нагрузок. К вредным примесям относятся сера и фосфор. В зависимости от их количества сталь бывает качественная и высококачественная.

Свойства материала

Благодаря своему качеству инструментальная сталь обладает следующими характеристиками:

1. Высоким уровнем твёрдости, прочности и износостойкости.
2. Достаточной степенью вязкости, что позволяет ей выдерживать ударные нагрузки.
3. Устойчивостью к перегреву. Это исключает прилипание её при высокой температуре к другому металлу.
4. Сопротивлением к образованию трещин.
5. Поддаётся обработке резанием.
6. Шлифуется до высокой чистоты поверхности.

Инструментальная сталь, работающая в условиях холодной деформации, должна обладать высоким пределом текучести.

Разделение на категории

В зависимости от присутствия легирующих добавок инструментальные стали делятся на три категории:

1. Углеродистые. В их состав входит значительное количество углерода. Обладают достаточной прочностью и высокой сопротивляемостью ударным нагрузкам. С течением времени не поддаются коррозии. Однако не могут работать в условиях температур, превышающих 200°. Имеют невысокий показатель свариваемости.
2. Легированные. Стали включают легирующие добавки в виде хрома или вольфрама. Их содержание может колебаться от 1 до 20%. Кроме них присутствуют дополнительные элементы: медь, марганец, азот, никель, алюминий, кобальт, кремний, бор. Они увеличивают пластичность материала и его прочность.
3. Быстрорежущие. Это тоже легированные сплавы, в которых добавлен вольфрам, хром, молибден и кобальт. Благодаря их присутствию материал хорошо выдерживает ударные нагрузки и может работать в условиях повышенных температур. Наличие этих качеств даёт возможность изготавливать из таких сталей режущий инструмент.

Читайте так же:
Как измерить скорость ветра самому

Каждая категория материала нашла применение в определенных отраслях промышленности.

Маркировка стали

Маркировка инструментальной стали идёт с учётом содержания в ней углерода и добавок. Это выражается в следующем:

1. У7. О том, что сталь углеродистая свидетельствует буква «У».
2. У8Г. Буква «Г» указывает на увеличенное содержание в стали марганца.
3. У8ГА. Буква «А» говорит о том, что сталь высококачественная.
4. 9ХС. Легированная сталь, состоящая из 0,9 % углерода, 1 % хрома и кремния.
5. Буквы «М», «Ф», «Н», означают присутствие в сплаве молибдена, ванадия и никеля.

Что такое хирургическая сталь?

Что такое хирургическая сталь?

Как следует из названия, хирургическая сталь означает, что она тесно связана с биомедицинскими приложениями. Хирургическая сталь может быть разновидностью нержавеющей стали, которая специально используется для хирургических операций.

Хирургическая сталь, иногда упоминаемая как хирургическая нержавеющая сталь, не имеет официального определения этого металла. В зависимости от химического состава доступно несколько различных типов хромистой стали.

Тем не менее, разновидности хромистой стали с лучшими уровнями коррозионной стойкости предназначены для биомедицинского использования.

Некоторые общепринятые типы хирургической стали включают аустенитную нержавеющую сталь 316 и мартенситную нержавеющую сталь 440 и 420. Большинство металлических хирургических сталей состоят примерно на 2-3% из молибдена. Это часто помогает в обеспечении устойчивости к коррозии. Хирургическая сталь может использоваться как на производстве, так и в хирургии.

Аустенитная хромовая сталь является наиболее свариваемой. Он составляет самую важную долю хромистой стали на рынке стали. Мартенситная сталь — это еще один вид хромистой стали, в которой около 20% хрома. Было бы полезно рассмотреть хирургическую сталь, потому что она является наиболее устойчивой к коррозии разновидностью хромистой стали.

Основные характеристики штамповых сталей

Изделия из штамповой стали

Стали для изготовления штампового инструмента делятся на две разновидности. Первая разновидность используется для получения инструментов, участвующих в холодной деформации металлических заготовок. Вторая разновидность идёт на создание устройств, позволяющих деформировать металлическую заготовку в разогретом состоянии.

Читайте так же:
Аварийный аккумуляторный светильник на светодиодах

Сплавы инструментального типа для холодного штампования должны обладать высоким коэффициентом твёрдости. Таким образом, изделия из такой стали будут защищены от преждевременного истирания. Впрочем, для таких устройств как пуансоны большую роль играет коэффициент вязкости инструментального сплава.

Что касается стали, которая идёт на создание технических устройств для горячей штамповки, то она должна быть, прежде всего, жароустойчивой. Только в этом случае инструмент не будет перегреваться и плавиться в процессе обработки металлической заготовки. Кстати, сплавы, предназначенные для производства большеразмерных штампов, должны быть готовы выдержать высокую степень нагрева. И, конечно, сплавы, из которых создают формально сложные пуансоны и штампы, не должны быть подвержены значительномудеформированию.

Стали для изготовления штампов делятся также на следующие подкатегории:

  • средней теплоустойчивости с высоким показателем ударной вязкости;
  • повышенной теплоустойчивости с высокой ударной вязкостью;
  • высокой теплоустойчивости.

Главным общим признаком всех сталей, рассчитанных на горячее деформирование, является низкий процент содержания углерода – не выше 0,6 %. Именно этот фактор обуславливает их высокую ударную вязкость.

Сферы использования штамповой стали

Сплавы под марками У10, У11,У12 – это стали для штампов и пресс-форм. Рабочая среда для этих инструментов должна быть облегчённой. Для производства устройств с более сложной структурой используются легированные стали, прошедшие закалку в масле. Пример такого сплава – ШХ15.

Из сплавов с хромовой присадкой (1-2%) производят валки холоднопрокатных станов. Жаропрочные и вязкие сплавы с высоким уровнем прокаливаемости используются в производстве горячих штампов. В лёгких рабочих условиях применяются штампы из углеродистых сталей марок У7, У8, У9. Если речь идёт о тяжёлых рабочих условиях, то штамповочный инструмент производится из легированных сталей. Это, к примеру, такая популярная сталь как 5ХНМ, а также ряд её заменителей.

Читайте так же:
Как подключить электроплиту напрямую

Всем, кому необходима инструментальная штампованная сталь и произведённые на её основе инструменты, могут в любое время обращаться в компанию МСК!

При отправке заявки незабудьте потребовать свежий прайс. Мы свяжемся с Вами в ближайшее время!

Для чего нужен хром и ванадий

Как мы уже сказали ранее, хром добавляют в расплав для придания стали таких свойств, как прочность и износостойкость. Стойкость к коррозии сталь приобретает, только при содержании хрома от 12 до 20%, но это уже нержавеющая сталь и для производства инструмента она не применяется. Ванадий добавляют для увеличения вязкостной и усталостной прочности, что в последствии позволяет инструменту не разрушаться под действием циклических нагрузок.

Хром / Chromium (Cr), 24
На фото: Хром / Chromium (Cr), 24
2hrv-600.jpg
На фото: Ванадий / Vanadium (V), 23

Цементуемые стали

Конструкционные стали общего назначения

Конструкционные легированные стали

Углеродистые конструкционные качественные стали

маркируют двузначными числами 08, 10, 15, 20, 25, 30, …85, которые обозначают среднее содержание углерода в сотых долях процента, например, сталь 08 содержит 0,08% С, сталь 10 – 0,1% С.

бывают качественные и высококачественные. Маркировка буквенно-цифровая. Число в начале марки – содержание углерода в сотых долях процента, буквы обозначают легирующий элемент (Табл.4), число после буквы – среднее содержание легирующего элемента в процентах, если числа нет – легирующего элемента около 1%.

Обозначения основных легирующих элементов в маркировке сталей

НазваниесимволОбозначениеНазваниесимволОбозначение
ХромCrХТитанTiТ
НикельNiНАлюминийAlЮ
МарганецMnГМедьCuД
КремнийSiСНиобийNbБ
МолибденMoМБорBР
ВольфрамWВКобальтCoК
ВанадийVФАзотNА*

* Буква «А» в середине марки стали означает сталь, легированную азотом. Например, сталь 16Г2АФ содержит 0,16% С, 2% Mn, 0,2%V и 0,02%N.

Буква «А» в начале марки стали указывает на автоматную сталь, например, А40Г. Буква «А» в конце марки стали – на высокое качество стали, например, 18Х2Н4ВА – 0,18%С, 2%Cr, 4%Ni,

Читайте так же:
110 Ампер сколько киловатт

1%W, А – высококачественная.

8.2.4. Инструментальные стали:

Углеродистые стали качественные маркируют У7, У8…У13 и высококачественные – У7А, У8А…У13А. “У”- углеродистые. Цифра указывает на среднее содержание углерода в десятых долях процента, например, сталь У8 содержит 0,8%С, У13 – 1,3%С.

Легированные стали имеют буквенно-цифровую маркировку: первая цифра показывает содержание углерода в десятых долях процента, если цифры нет, то содержание углерода 1% или более. Далее буквы, обозначающие легирующие элементы (табл. 4) и цифры, показывающие содержание легирующих элементов в процентах. Например, 9ХС содержит 0,9% С, 1% Cr и 1% Si.

Конструкционные стали общего назначения в зависимости от вида окончательной термообработки делят на:

– низкоуглеродистые, содержат 0,1…0,3%С. Применяются для деталей, от поверхности которых требуется высокая твердость и износостойкость, а от сердцевины повышенная вязкость.

Термообработка: цементация+закалка+низкий отпуск. Структура на поверхности: МОТП+ЦII+АОСТ, твердость поверхности 58…64 HRC. Структура сердцевины зависит от химического состава стали.

Углеродистые стали

: 15, 20, 25. Структура сердцевины П+Ф; Применяются для ненагруженных деталей — шестерен, крепежа, кулачков и др.

Низколегированные хромистые стали: 15Х, 20Х, 15ХФ, 20ХМ. Структура сердцевины — нижний бейнит. Применение — поршневые пальцы, распределительные валы, крестовины карданного вала и др.

Легированные

Cr-Ni- и Cr-Mn-стали: 12ХН3А, 18Х2Н4ВА, 25ХГМ, 18ХГТ. Структура сердцевины – низкоуглеродистый мартенсит. Применяют их для высоконагруженных деталей, работающих в условиях износа, ударных и циклических нагрузок: шестерни ведущих мостов и главных передач грузовых автомобилей, валы коробок передач, полуоси и др.

8.3.2. Улучшаемые стали – среднеуглеродистые,

содержат 0,3…0,5% С. Применяются для деталей, работающих при ударных и циклических нагрузках: коленчатые и карданные валы, валы редукторов, оси, шатуны, шестерни и др.

Основная термообработка: улучшение (закалка + высокий отпуск). Структура: зернистый сорбит, который оптимально сочетает высокую прочность с высокой ударной вязкостью и выносливостью. Для малонагруженных деталей вместо улучшения проводится нормализация. Для деталей, работающих в условиях повышенного износа, после улучшения или нормализации проводят поверхностную закалку ТВЧ или азотирование.

Углеродистые стали

30, 35, 40, 45, 50. Термообработка: улучшение (нормализация), структура сорбит отпуска зернистый (сорбит пластинчатый+феррит). Обладают малой прокаливаемостью, применяются для осей шестерен, фланцев, крепежных деталей.

Читайте так же:
Как обозначить разрез на чертеже

Легированные стали

Хромистые: 30Х, 40Х, 40ХФА. Термообработка: улучшение + закалка ТВЧ + низкий отпуск. Структура: на поверхности — МОТП+АОСТ, в сердцевине – СОТП. Применяются для шатунов, валов коробки передач, шатунных болтов, креплений маховика, крепежа и т.д.

Хромомарганцевые 40ХГ, 40ХГТР, хромоникелевые 45ХН, 40ХН2МА. Термообработка: улучшение, структура сорбит отпуска зернистый. Применение: валы, штоки, поршни, шаровые пальцы, шатуны, коленчатые валы.

Хромомарганцевокремниевые (хромансилы): 30ХГС, 35ХГСНА. Термообработка: изотермическая закалка или улучшение. Структура, соответственно, – нижний бейнит или сорбит зернистый. Применяются для шаровых пальцев, рычагов рулевого управления, шатунных болтов, креплений маховика и.т.д.

Хромоалюминиевые (нитраллои): 38Х2МЮА. Термообработка: улучшение+азотирование. Структура: на поверхности – карбонитриды легирующих элементов, в сердцевине – СОТП. Применяются для гильз цилиндров мощных двигателей, плунжеров топливной аппаратуры, игл форсунок.

Особенности сваривания специальных видов стали.

Стоит отметить, что со всеми видами специальных сталей во время их сваривания возникают некоторые трудности. Их мы и перечислим:

  1. Специальные примеси во время сварки часто выгорают, что влияет на свойство сварного соединения.
  2. Специальные стали обычно имеют невысокую теплопроводность, что чревато усадочным напряжение и образованием трещин.
  3. Механические свойства шва ухудшаются вследствие того, чтоб во время сваривания металлоизделий из специальных сталей могут выделяться карбиды. Это же обстоятельство ведет к неоднородной структуре соединения.
  4. Сварочный процесс сопровождается самозакаливаемостью переходной зоны и наплавленного металла.

Решаются эти трудности во время свариванием подборкой специальных материалов. Так, для сварки специальных сталей обычно используют флюсы, легированные проволоки и пр. Также стоит помнить, что присадочный материал для сварки специальных сталей выбирают с таким же составом, что и у металла. Только одно «но» – углерода в присадочной смеси должно быть меньше.

Специальные виды стали используются повсеместно, главное при работе с ними учитывать их особенности и использовать только соответствующие режимы сварки и материалы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector