Электрификация

Справочник домашнего мастера

Ножи из р6м5

Сталь Р6М5 применяется для изготовления ножей, с тонким клинком, предназначенных для быстрой резки или нарезки твёрдого материала. При правильной заточке, ножи из данного сплава могут разрезать металлическую пластину 1-3 мм толщиной, в зависимости от твёрдости металла. Основная особенность – снижение содержания углерода во время закаливания – высокая прочность при низкой массе, быстрое охлаждение. Сталь р6м5 – сочетание прочности, твёрдости, жаростойкости в ущерб вязкости и коррозионным свойствам. При изготовлении ножей, важно придерживаться 5-этапной процедуры закаливания.

Расшифровка маркировки, характеристики

Р – быстрорежущая. Под термином подразумевается способность разрезать материалы неоднородной плотности, вязкости без увеличения энергетических затрат.

Цифра «6» – сплав содержит 6% вольфрама: увеличение пластичности, сохранение свойств стали при высоких температурах.

М5 – 5% молибдена: высокая прочность, равномерность распределения атомов в сплаве при достижении температуры плавления, замедление окисления железа, упрощение обработки.

В зависимости от температуры и времени закаливания, твёрдость – 61-68 Hcr. Вязкость – 0,25 мДж м2.

Кроме основных элементов в состав также входят:

  1. Углерод (0,8-0,9%) – твёрдость, снижение теплопроводности.
  2. Кремний (0,2-0,5%) – способность выдерживать высокие температуры стойкость к агрессивным химическим соединениям.
  3. Никель (0,25) – замедление окисление железа.
  4. Хром (3-4%) – повышение вязкости, замедление окисления железа под воздействием влаги.
  5. Марганец (0,2-0,5%) – удаляет атомы кислорода из сплава во время прокаливания, увеличивает вязкость, повышает износостойкость.

Если в сплав включены другие соединения, в маркировке присутствуют дополнительные обозначения.

Плюсы

Сталь р5м5 для ножей обладает следующими достоинствами:

  • Возможность нарезать твёрдые и неоднородные материалы – разрезание костной и хрящевой ткани.
  • На качество заточки не влияет скорость нарезки – сочетание вольфрама и углерода – подходит для тонкой нарезки твёрдых фруктов, овощей (редька, айва).
  • Ножи из стали р6м5 практически не затупляются при нарезке лука, лимона, чего нельзя сказать о других сплавах. после работы с данными продуктами незамедлительно ополоснуть под проточной водой и вытереть насухо.
  • Нож не соскакивает при нарезке привядших продуктов, сухожилий.
  • Долговечность – высокое содержание молибдена.
  • Сохранение остроты клинка при температуре более 300°C.
  • Повышенная стойкость к одномоментным механическим воздействиям, в том числе вибрации.
  • Простота в уходе – для очистки лезвия нет необходимости использовать специальные средства.
  • Быстрота заточки на токарном оборудовании. Возможность приступать к эксплуатации, не дожидаясь полного охлаждения сплава.
  • Высокое содержание кремния снижает к минимуму риск разрушения клинка при кислотном или щелочном воздействии в среде с низкой влажностью воздуха – возможность использования для нарезки стройматериалов.
  • Высокая огнестойкость – выдерживает кратковременный контакт с открытым пламенем – окалину смывать после охлаждения в естественных условиях.
  • Отсутствие диффузионных свойств – частицы обрабатываемого материала не проникают в структуру клинка, легко смываются проточной водой (молибден. идеальный вариант для разделки туш крупного рогатого скота.).
  • Лёгкая дезинфекция продуктов питания при их нарезке, разделывании – марганец.
  • Малая масса сплава позволяет быстро менять направления воздействия, повышение точности нарезки.
  • Стойкость кристаллической решётки – возможность использования для работы в среде электрического и электромагнитного поля низкой напряжённости.
  • Сохранение качества заточки при значительных одномоментных повышениях температуры.

Минусы

Основной недостаток – из-за низкого содержания хрома сплав подвержен коррозии. Чем выше температура, тем быстрее проходят деструктивные процессы.

Другие минусы:

  • Тонкая острая режущая кромка, даже при незначительном надавливании, приводит к повреждению мягких тканей – высокая вероятность причинения травм, не подходит для тропических фруктов с нетвёрдой кожицей, твёрдой костью (манго, авокадо – риск попадания сколов кости в мякоть).
  • Качество заточки снижается при частом одномоментном охлаждении – резкое высвобождении энергии вольфрама воздействует на атомы других элементов кристаллической решётки.
  • Потеря качества заточки при прекращении эксплуатации на длительный срок.
  • Потеря свойств при длительных воздействиях отрицательных температур в среде с высокой влажностью. сокращение срока эксплуатации при обледенении разморозки. если такое случилось – постепенно размораживать в маслянистом некислотном растворе. аккуратно очистить от налёта. во время первой, после избавления от наледи, эксплуатации, нагревать постепенно.
  • Сложность ручной обработки – без токарного оборудования затруднительно самостоятельно заточить клинок.
  • При ручной заточке не рекомендуется резать песочное тесто – 1 край крошится, другой стягивается.
  • Вопреки основному целевому назначению, ручная быстрая резка без надлежащей подготовки может привести к получению травмы. Это касается и работы не под прямым углом.
  • Такими ножами не получится отделять продукты разнородной плотности (филе рыбы от кости).

Итоги

Основные преимущества стали р6м5 для ножей сохранение качества заточки при высоких температурах, возможность быстрой резки, нарезки твёрдых материалов – тонкий металлический лист. Основной недостаток – подверженность воздействию влаги. Для продления срока эксплуатации хранить при относительной влажности воздуха не выше 70%. После нарезки влагосодержащих материалов, вытереть насухо. При перегреве охлаждать естественным способом.

Использовать жёсткую дощечку, подставку. Не резать на кухонном столе – повреждение покрытия неизбежно. Ножи оптимально затачивать на чашечных кругах. Налёт снимать раствором крупной каменной соли и хлорки (2/3 соли 1/3 хлорки). Не чистить наждачной бумагой – повреждение структуры – плохо держится заточка даже после оборудования (справедливо для ножей из любой стали).

Описание быстрорежущей стали Р6М5

Быстрорежущие стали обладают высокой прочностью, что позволяет использовать их для обработки твердых материалов. При этом скорость работы режущих, шлифовальных, сверлильных установок превосходит те, что можно добиться, применяя детали из инструментальной стали. Особое место в технике для быстрорежущих образцов нашлось при изготовления резьбонарезного инструмента, особенно работающего с ударными нагрузками.

В общем случае, под быстрорезами подразумевается легированная сталь, состав которой может содержать следующие химические элементы:

  • углерод, кремний, магний, никель, сера, фосфор, а также кобальт менее 1%;
  • стронций 3.8 – 4.4%;
  • молибден 8 — 5.3;
  • вольфрам 5 — 6.5;
  • ванадий 7 — 2.1.

Примерно такой химический состав имеет быстрорез Р6М5. Изделия из подобных сплавов не только тверды, но также имеют красностойкость и горячую твердость, обладают вязкостью. Они, несмотря на склонность к обезуглероживанию, гарантируют относительно длительный срок эксплуатации в составе деталей оборудования.

Расшифровка — что обозначают символы маркировки?

Каков же смысл аббревиатуры Р6М5 – расшифровки стали по буквам? Такие обозначения оказались наследием советских времен.

Буква «Р» — это обозначение быстрорежущих сталей. Слово взято из транскрипции английского «rapid»», переводящегося, как «быстрый».

Цифра за буквой «Р» обозначает процентное содержание в сплаве вольфрама. Для описываемой марки оно колеблется в районе 6% с небольшими отклонениями.

Далее идет буква «М», обозначающая присутствие в сплаве молибдена. Параметр, стоящий рядом – доля присутствия вещества в составе.

Кроме Mo, быстрорежущие стали могут содержать в своей маркировке такие обозначения: «К» — кобальт, «Ф» — ванадий, «Т» — титан, «Ц» — цирконий.

Анализируя далее аббревиатуру Р6М5, расшифровка стали может включать дополнительные буквы. Если металл получили путем электрошлакового переплава, появляется номенклатура «Ш» (Р6М5-Ш). С внедрением новых технологий Р6М5 расшифровка стала встречаться и в такой интерпретации, Р6АМ5. Это означает легирование азотом, которое происходит на этапе охлаждения сплава после разогрева его до температуры закаливания (подробнее ниже). Такую сталь используют при изготовлении фрезерных кругов.

Сверло японской фирмы Nachi из стали HSS

Импортные аналоги быстрорезов маркируют, как HSS, что означает High Speed Steel, в буквальном переводе, это высокоскоростная сталь, а аналоги Р6М5 это стали:

  • 1.3343 (Германия DIN);
  • S600/S601 (стандарт Д-016);
  • М2 (США ПО стандарты AISI/ASTM).

ГОСТ и ТУ стали Р6М5

Сталь Р6М5 описывается сразу несколькими ГОСТ и ТУ. В каждом из них содержатся изделия и технические требования к ним. Несмотря на переход металлопроката на твердые сплавы, Р6М5 характеристики удерживают эту марку в поле зрения многих сталелитейных производств. Все еще остаются востребованными следующие изделия, описанные соответствующими ГОСТами или ТУ:

  • холодно-деформированные фасонные профили высокой точности ТУ 14-11-245-88;
  • кованные круги или квадраты, сортамент — ГОСТ 1133-7;
  • горячекатаные круги — ГОСТ 2590- 88;
  • калиброванный пруток — ГОСТ 7417-75;
  • прутки и полосы — ГОСТ 19265-73 (марка стали Р6М5К5);
  • круги со специальной отделкой поверхности — ГОСТ 14955-77;
  • вероятно, остались еще ГОСТ, не вошедшие в список.

Этих стандартов придерживаются и до сих пор на многих предприятиях России.

Сталь Р6М5 характеристики

Основные свойства металла подобной марки – это: повышенная вязкость, хороший уровень сопротивления износу, приемлемая степень шлифуемости. Также следует учитывать факт, что подобная сталь обладает повышенной склонностью к обезуглероживанию. Как результат, металл этой марки применяется при производстве практически всех видов режущего инструмента, используемого под обработку углеродистых легированных конструкционных сталей. В частности металл Р6М5 востребован для дробеструйной обработки. Он используется при изготовлении резьбонарезного инструмента или оснастки, работающей с ударными нагрузками.

В химический состав стали Р6М5 входят, кроме вышеперечисленных углерода и молибдена, такие элементы:

  • кобальт;
  • хром;
  • медь;
  • марганец;
  • никель;
  • фосфор;
  • сера;
  • кремний;
  • ванадий;
  • вольфрам.

Сталь вольфрамово-молибденовой серии, таково альтернативное наименование марки быстрорежущего металла Р6М5, способна сохранять присущие ей свойства при высоких температурах. Как пример, можно привести тот факт, что после термообработки твердость металла остается такой же, как у Р18. Более того, его прочность на изгиб достигает 4700 МПа. Превышает сталь Р6М5 марку Р18 и по таким характеристикам, как ударная вязкость или термопластичность. При этом в количественном отношении превосходство составляет 50%.

сталь р18

Перечисленные свойства стали этой марки обусловили ее промышленное применение, как металла, используемого для резки в условиях повышенных температур. Еще одна отличительная особенность стали Р6М5 – этот металл прекрасно держит заточку. В частности предпочтительнее использовать для этих целей быстрорез, чем нержавейку. К тому же сталь Р6М5 прекрасно справляется с ударными нагрузками, что делает ее востребованной в производстве сверл, развертки и кранов.

Сверла р6м5

Трудности закалки быстрорежущей стали

Термообработка Р6М5 имеет ряд особенностей, связанных со свойством этой марки к обезуглероживанию, а также длительностью нагрева под закалку. Чтобы достичь 1230 градусов по Цельсию (температура закалки Р6М5) затрачивается времени на четверть больше, чем для марки Р18. Сначала делают отпуск при 200 и 300 градусах с выдержкой по часу. Дальнейшая обработка проходит в три этапа:

  • 690 градусов длится 3минуты;
  • 860 – аналогичное время;
  • 1230 – 1.5 минуты.

закалка

Далее металл охлаждают для получения неравновесного состояния в селитре, масле и на воздухе. В последующей обработке применяют троекратный отпуск при температуре 560 градусов, с выдержкой по 1.5 часа. Удерживать кислород позволяет метод раскиления ванн бурой и фтористым магнием. На этапах отпуска в сплав добавляют легирующие элементы, образующие карбиды, что придает изделиям высокую прочность.

Несмотря на то, что закалка важный этап при изготовлении прочных сортов металлических сплавов, необходимым остается предварительный отжиг стали. Он способствует избавлению от эффекта повышенной хрупкости металла при высоких прочностных качествах.

Смотрите видео: закалка стали р6м5 в домашних условиях

Изделия нашедшее место в быту и на производстве

Сталь Р6М5, ее характеристики и применение для ножей. Это довольно распространенный предмет в быту, имеется ряд его производителей с мировым брендом, например, Rapid. В интернете присутствует множество видео с экспериментами, где используются ножи из стали марки Р6М5. Действительно они хорошо перерезают такие вещи: веревки, древесину, соответственно мясо с костями, прочее. Самый яркий эксперимент связан с попыткой разрезать ножом Р6М5 металлическую пластину толщиной в несколько мм, получилось.

Заготовки ножей из стали р6м5 — эта сталь очень популярна в быту

Следует добавить, быстрорежущая сталь Р6М5 не имеет склонности к легкому точению. Поэтому довольно часто владельцы ножей жалуются на невозможность наточить его. Во всяком случае бытовыми точилками этого сделать не получится. Видимо поэтому изделия из Р6М5 редко встречаются именно в быту, их чаще можно увидеть, как подсобный инструмент среди слесарного инвентаря или у заядлых рыбаков, охотников.

Почти в каждом доме можно встретить бытовой электроинструмент. Вспомогательные элементы (оснастка) к нему могут изготавливаться, как раз из быстрорезов.

Сверло Р6М5 используют в производстве бытовых инструментов, предназначенных для выполнения ремонтных работ. Дополнительно, существует мнение, что сверлить закаленное железо лучше маркой Р6М5К5. Кроме того, встречаются такие разновидности сверла:

  • простые с односторонней заточкой;
  • корончатые (для гипсокартона);
  • ступенчатые;
  • копьевидные для стекла и керамогранита;
  • по камню, кирпичу, дереву.

Несмотря на выше отмеченный комментарий, сверло по металлу Р6М5 также довольно распространенный инструмент. Из р6м5 делают зенковки, коронки, конические машинные развертки, буры, резцы долбежные, полотна ножовочные.

Видео — Как сделать нож из Р6М5 своими руками

Как точить изделия быстрорезы

Подобная продукция подвержена износу и затуплению. Зная сталь Р6М5, характеристики и ее применение, можно предположить, что обычные шлифовальные круги из электрокорунда не смогут справиться с задачей, что, собственно, подтверждается практикой. Поверхность, подвергнутая заточке, остается шероховатой, а режущие качества уже не приближаются к первоначальным. Поэтому для возвращения товарных свойств рекомендуют отдавать изделия в заточку, где применяются круги из эльбора.

Заточка сверла

Стоимость металла в продукции

Купить Р6М5 в готовых изделиях несложно, однако стоимость сплава достаточно высока. Приведем небольшой прайс-лист изделий из стали этой марки. Так круг инструментальный, в зависимости от толщины: 2, 5 или 16 мм, стоит 1350, 1200, 600 рублей за килограмм, соответственно. Стоимость полосы инструментальной чуть ниже и составляет 620 рублей за килограмм.

Несомненно, цены на металл марки Р6М5 в продукции могут варьироваться, поэтому приведенные цифры стоит воспринимать относительно, только, чтобы определить уровень стоимости сплава. С другой стороны, высокие расценки на быстрорез, делают металл достаточно популярным при сбыте металлолома (см. лом быстрореза). Стоимость вторичной быстрорежущей стали существенно превосходит аналоги обычных марок металла. Альтернативно, изделия из сплава Р6М5, отслужившие свой эксплуатационный ресурс, могут использоваться как деловой лом, с более высокой стоимостью.

Напильники закончились. Оставался кусок от полотна быстрореза. Хотелось сделать из него что-то, как на этой картинке.

На обтачивание полотна на лепестковом и надждачных кругах ушло около четырех часов. Переодически макал в водичку, не допуская перегрева.

Очень тяжело шел процесс, невероятно твердая сталь.

Постепенно вырисовывалась форма.

Монтаж решил делать всадной на эпоксидку, ибо, взвесив свои возможности, понял что ниасилю сверление отверстий под накладной.

Больстер алюминиевый, пластинка от радиатора из компьютерного блока питания. Там стоит три таких пластины, вот где кладезь больстеров!

Подгоняем, выпиливаем.

На рисунке — примерные варианты будущего ножа.

Теперь рукоять. Разумеется, из дуба. Ведь дуб — это прекрасно, надежно и вечно.
В качестве пилы можно использовать нож для хлеба. Нужно только развести зубья.
Все равно таким ножом из набора никто никогда по назначению не пользуется. А пила получается отличная. Уже год использую.
Размечается и высверливается отверстие под хвостовик.
Влезло!
Теперь эпоксидка, а так же пара кусочков бересты. Для красоты.
Эпоксидку лучше всего отмерять и заливать шприцом. Очень удобно.
В зажим и на сутки сохнуть.
Рукоять.
Ну а дальше — самое нудное. Яростный напильнинг и наждачкинг.
Стык дуба, бересты и алюминия.
Потихоньку вырисовывается картина будущего ножа.
Теперь отверстие под трубку.
Трубка из латуни, диаметр 10мм.
Продолжаем наждачкинг.
И вот тут произошла катастрофа. При расклепывании трубки треснула рукоять.
Отпилил, снял фаску, но стало еще хуже. Рукоять оказалась короткой. Очень короткой, около восьми сантиметров. А ведь нож был уже почти готов.
Страданиям моим не было предела. Я рвал волосы на жопе. Два дня работы! В итоге, собрав волю в кулак, решил переделывать рукоять.
Уникальная возможность наблюдать всадной монтаж изнутри. Не каждый день такое увидишь!
Эпоксидка пристала не везде, видимо потому, что хвостовик не был зашкурен и обезжирен.
И вот тут меня ждал еще один жестокий удар судьбы.
Решив проверить прочность на изгиб, сломал хвостовик. Проклиная свою рукожопость, пошел спать.
На следующий день, все обдумав, было принято решение — делать малыша-коротыша. Вырезал хвостовик, 30мм. По опыту предыдущего ножа, я уверен,
30мм вполне достаточно для надежного крепления. И сделал его на этот раз гораздо шире, для прочности. Самого клинка оставалось еще 85мм.
Вполне неплохо, могло быть и гораздо хуже.
Проточил обдирочным кругом зазубрины, и так же зачистил металл, для надежного прилипания эпоксидки.
Больстер на этот раз решил делать из пластика. Алюминий, на мой взгляд, отдает каким-то зоновским изготовлением.
Новый брусочек размечен и рассверлен.
Эпоксидный клей разведен.
Добавил в него дубовых опилок.
Шприцом заливать весьма удобно.
Пормазал со всех сторон клеем, и в зажим снова на сутки сохнуть.
На следующий день все засохло. Наша песня хороша, начинай сначала!
Снова яростный напильнинг
Все-таки напильником, даже с крупной насечкой, тяжело стачивать. Нужен рашпиль. Но рашпиля пока нет.
И наждачкинг.
Трубочку на этот раз поставил проверенную, алюминиевую.
И вот, собственно, финал! Готовый результат.
Рукоять пока не пропитана. Пропитаю льняным маслом в смеси с парафином 70/30.
Всем спасибо за внимание!

Термическая обработка инструментов из быстрорежущей стали Р6М5

Необходимо помнить, что быстрорежущие стали, в отличие от всех других инструментальных сталей, упрочняются не при закалке, а при отпуске инструментов в результате дисперсионного твердения.

Дисперсионное твердение стали Р6М5 – это её упрочнение при отпуске в результате выделения из пересыщенного углеродом и легирующими компонентами мартенсита большого количества (~1017 1/см3) очень мелких, т.е. дисперсных частиц карбидов легирующих компонентов, которые являются препятствиями (барьерами) на пути перемещения дислокаций и поэтому упрочняют сталь.

Термическая обработка инструментов из быстрорежущих сталей состоит из двух операций: закалки и отпуска.

Закалка инструментов из стали Р6М5. Температура закалки инструментов из стали Р6М5 равна 1210°…1230°С. Цель закалки – получение пересыщенного углеро­дом и легирующими компонентами мартенсита для того, чтобы в процессе отпуска обеспечить выделение из него наи­большего количества дисперсных карбидов этих компонентов и упрочнить инструмент.

Температуры закалки инстру­ментов из быстро­режущих сталей особенно высоки (у сталей некото­рых марок до 1280°…1300°С), т. к. их карбиды обладают большой устойчивостью против растворения в аустените. Температурный интервал перехода растворимых карбидов (Кп, КII) в аустенит стали Р6М5 составляет 860°C (температура Ас1 этой стали) – 1220°С. Чем выше температура закалки в этом интервале, тем больше карбидов растворяется в аустените и тем выше концентрация углерода и легирующих компонентов в мартенсите стали Р6М5 после охлаждения инструментов до цеховой температуры: превращение аустенита в мартенсит заключается в перестройке кристаллической решётки, которое протекает без изменения химического состава фаз – содержание углерода и легирующих компонентов в мартенсите такое же, что и в аустените.

По этой причине с повышением температуры закалки:

1) увеличиваются твёрдость и теплостойкость стали после отпуска инструментов благодаря тому, что в процессе отпуска возрастает количество дисперсных карбидных частиц легирующих компонентов, выделяющихся из мартенсита (см. рис.9.1);

2) растут зёрна аустенита. Это приводит к уменьшению предела прочности (sизг.) и ударной вязкости (КС) стали;

Способ термической обработки быстрорежущей стали

Использование: в машиностроении при изготовлении режущего и штампового инструмента из быстрорежущей стали, в частности из стали Р6М5. Способ включает закалку, высокотемпературный однократный отпуск и окончательный отпуск, при этом закалку проводят от температуры, превышающей стандартную на 20 — 40oС, а окончательный отпуск проводят при 150 — 350oС. После высокотемпературного отпуска возможно проведение обработки холодом. Данный способ обеспечивает повышение износостойкости быстрорежущей стали. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в машиностроении при изготовлении режущего и штампового инструмента из быстрорежущей стали, в частности из вольфрамо-молибденовой стали Р6М5.

Технический результат, на решение которого направлено предлагаемое изобретение повышение износостойкости обрабатываемой стали. Известен способ термической обработки стали Р6М5 который включает закалку от 1210-1230оС в масле и трехкратный отпуск при 540-560оС. Этот известный способ не обеспечивает получения максимально высокого уровня износостойкости. Это связано с тем, что при многократном высоком отпуске в процессе каждого последующего нагрева отпускается мартенсит, образующийся из остаточного аустенита при охлаждении после предыдущего отпуска. В результате матрица стали состоит из высокоотпущенного низкоуглеродистого мартенсита, который не обладает максимальной износостойкостью. В качестве прототипа выбран способ термической обработки инструмента из быстрорежущей стали наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому и включающий закалку от 12255оС, отпуск при 540-560оС, обработку холодом и отпуск при 380-400оС. Однако данный способ термообработки не обеспечивает быстрорежущей стали максимальной износостойкости, так как после отпуска при 400оС в мартенсите стали Р6М5 сохраняется приблизительно 0,2 мас. углерода что соответствует концентрации углерода в мартенсите быстрорежущих сталей, подвергнутых стандартному трехкратному отпуску при 560оС. Следовательно, после проведения в соответствии со способом-прототипом заключительного отпуска при 380-400оС матрица стали состоит из низкоуглеродистого мартенсита, не обладающего максимальной износостойкостью, как и в случае стандартного способа термообработки быстрорежущей стали Цель изобретения повышение износостойкости быстрорежущей стали, увеличение эксплуатационной стойкости инструмента. Цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу термической обработки быстрорежущей стали, включающему закалку, высокотемпературный однократный отпуск и окончательный отпуск, закалку проводят от температуры, превышающей на 20-40оС стандартную температуру закалки, а окончательный отпуск проводят при 150-350оС. После высокотемпературного отпуска возможно проведение обработки холодом. Суть изобретения заключается в следующем. При закалке от повышенных температур вследствие более интенсивного растворения карбидных фаз увеличивается насыщение мартенсита и остаточного аустенита углеродом и легирующими элементами замещения (Cr, Mo, W, V). Это обеспечивает рост прочности мартенсита и усиление эффекта дисперсионного твердения при высоком отпуске. При закалке от температур 1240-1260оС (например, для стали Р6М5) содержание остаточного аустенита в данной стали достигает 40% (после закалки от 1220оС в структуре присутствует порядка 30% аустенита). Однократный отпуск при 560оС (1 ч) с последующим охлаждением на воздухе приводит к возникновению приблизительно 30% неотпущенного мартенсита. Остаточного аустенита сохраняется до 10% После окончательного отпуска при 150-350оС (2 ч) в стали наряду с карбидной фазой присутствует матрица со структурой, состоящей из 60% высокоотпущенного мартенсита, 30% низкоотпущенного мартенсита и до 10% метастабильного остаточного аустенита. В случае проведения после высокотемпературного отпуска обработки холодом при -196оС (10-20 мин) в структуре сохраняется не более 5% остаточного аустенита и соответственно возрастает доля низкоотпущенного мартенсита, отличающегося повышенной износостойкостью по сравнению с высокоотпущенным мартенситом. Повышенная износостойкость низкоотпущенного мартенсита связана с более высоким содержанием в нем углерода, что обуславливает не только значительную исходную твердость, но и способность данного мартенсита к упрочнению при изнашивании вследствие развития деформационного динамического старения при трении. Повышенная температура закалки (1240-1260оС) обеспечивает рост количества и степени легированности износостойкого низкоотпущенного мартенсита. Наличие низкоотпущенного (тетрагонального) мартенсита обусловливает также повышенный уровень остаточных сжимающих напряжений, благоприятно влияющих на контактную прочность поверхности стальных изделий. Снижение температуры окончательного отпуска ниже нижней границы оптимального интервала, т.е. менее 150оС, нецелесообразно, поскольку не повышает износостойкость стали, а вязкость и пластичность стали продолжают падать (наибольшей вязкостью закаленная сталь Р6М5 обладает после отпуска при 250-300оС, а наименьшей при температуре дисперсионного твердения 550оС и при температурах ниже 150оС). Увеличение же температуры окончательного отпуска выше верхнего предела (350оС) также нецелесообразно, поскольку влечет за собой значительное обеднение мартенсита углеродом, снижающее износостойкость материала, а также уменьшение вязкости и пластичности стали. П р и м е р. Образцы из стали Р6М5 размером 7х7х20 мм после предварительного подогрева при 850-860оС выдерживали в хлорбариевой ванне при 1240 и 1260оС в течение 5 мин и закаливали в масле. Затем образцы подвергали однократному отпуску при 560оС продолжительностью 1 ч с последующим охлаждением на воздухе. Часть образцов обрабатывали в жидком азоте при -196оС в течение 10-15 мин с последующим оттаиванием на воздухе. Окончательный отпуск обеих партий образцов проводили при температурах 150, 200, 250, 300 и 350оС (выдержка 2 ч) с последующим охлаждением на воздухе. Образцы испытывали на износостойкость при абразивном и усталостном (фрикционная усталость) видах изнашивания. Испытания на абразивную износостойкость проводили при возвратно-поступательном скольжении торцовых поверхностей образцов по полузакрепленному абразиву шлифовальной шкурке марки 81Кр20НМ (кремень). Средняя скорость скольжения 0,15 м/с, нормальная нагрузка 49 Н, путь трения 17,6 м, длина рабочего хода 100 мм, величина поперечного смещения образца за один двойной ход 1,2 мм. Абразивная износостойкость определялась как отношение потери массы эталона (армко-железо) к потере массы испытуемого материала. Испытания стали на фрикционную усталость проводили при возвратно-поступательном скольжении полусферического индентора (твердый сплав ВК-8, радиус сферы 2,5 мм) по боковой поверхности образца. Испытания проводили в безокислительной среде (этиловый спирт) при средней скорости скольжения 0,026 м/с и нагрузке 980 Н с определением потерь массы образцов. Результаты проведенных испытаний по определению влияния режимов термообработки стали Р6М5 на абразивную износостойкость и потери массы Р при испытании на фрикционную усталость приведены в таблице. Режим 1 стандартный способ термоообработки подогрев при 860оС (5 мин), выдержка при 1220оС (5 мин) и закалка в масле, трехкратный отпуск при 560оС (1 ч) с охлаждением на воздухе. Режим 2 известный способ термообработки (прототип): подогрев при 860оС (5 мин), выдержка при 1220оС (5 мин) и закалка в масле, отпуск при 560оС (1 ч) с охлаждением на воздухе, обработка при -196оС в жидком азоте (20 мин) с последующим оттаиванием на воздухе, отпуск при 390оС (1 ч) с охлаждением на воздухе. Режимы 3-12 предлагаемый способ термообработки: подогрев при 860оС (5 мин), выдержка при 1240 или 1260оС (5 мин) и закалка в масле, отпуск при 560оС (1 ч) с охлаждением на воздухе, для части образцов обработка холодом в жидком азоте при -196оС (10-20 мин), отпуск при 150-350оС (2 ч) с охлаждением на воздухе. Из таблицы видно, что предлагаемый способ позволяет значительно повысить износостойкость быстрорежущей стали по сравнению с известными способами термической обработки.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ, включающий закалку, высокотемпературный однократный отпуск и окончательный отпуск, отличающийся тем, что закалку проводят до температуры, превышающей стандартную на 20 — 40oС, а окончательный отпуск проводят при 150 350oС. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после высокотемпературного отпуска проводят обработку холодом.

РИСУНКИ

Рисунок 1,Рисунок 2

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх