Классификация инструментальных сталей по свойствам

Инструментальные стали по теплостойкости классифицируют на нетеплостойкие, полутеплостойкие и теплостойкие.

Нетеплостойкие стали. Сохраняют высокую твердость при нагреве до 200...250 °С. При дальнейшем нагревании происходят распад мартенсита и коагуляция (рост с округлением) частиц карбидов. Инструмент из таких сталей применяют для резания мягких материалов с небольшой скоростью и для холодного деформирования. По структуре в равновесном состоянии они могут быть доэвтектоидными (Ф+П), эвтектоидными (П), заэвтектоидными (П+Ц_II). По прокаливаемости подразделяются на стали небольшой, повышенной и высокой прокаливаемости.

Полутеплостойкие стали. Характерные стали – высокохромистые (3–18 % Cr), высокоуглеродистые (1–1,5 % C), главным образом ледебуритные. Часть из них имеет, кроме того, повышенное содержание ванадия. Подобно сталям предыдущей группы, они приобретают высокую твердость и прочность в результате мартенситного превращения при закалке. Однако при отпуске 250–400°С в них выделяются карбиды хрома и легированный цементит, обладающий большой устойчивостью против коагуляции, вследствие чего эти стали сохраняют повышенную твердость до более высоких температур.

Теплостойкие стали. К этой группе относятся высоколегированные стали, приобретающие высокую твердость, прочность и износостойкость в результате двойного упрочнения: а) мартенситного при закалке и б) дисперсионного твердения при относительно высоком отпуске (500–625 °С, вызываемом выделением упрочняющих фаз. Такими фазами для большинства ста лей являются сложные карбиды вольфрама, молибдена, а также карбиды ванадия, создающие карбидное упрочнение, а у некоторых сталей и сплавов – интерметаллиды, создающие интерметаллидное упрочнение. Карбиды названных элементов выделяются из мартенсита и коагулируют при 500–650°С, а интерметаллиды – при 650-720°С. Свойства, полученные термической обработкой, сохраняются при высоком нагреве.

Стали с карбидным упрочнением при повышенном содержании углерода (> 0,6 %) – ледебуритные, их называют быстрорежущими, они представляют одну из наиболее характерных и часто применяемых групп инструментальных сталей. При меньшем содержании углерода и легирующих элементов стали с карбидным упрощением – заэвтектоидные (их используют преимущественно как штамповые для горячего деформирования).

Таким образом, нетеплостойкие и теплостойкие стали незначительно различаются по твердости, прочности и износостойкости при нормальных температурах, но при нагреве эти важнейшие свойства изменяются.

По назначению инструментальные стали делятся на следующие группы:

– для режущего инструмента (углеродистые, низколегированные и быстрорежущие стали);

– для штампового инструмента при холодной деформации;

– для штампового инструмента при горячей деформации;

– для измерительного инструмента.

В данной лабораторной работе рассматриваются стали для режущего инструмента