Terase klass R6M5: omadused ja kasutusala. Terase R6M5 selgitus, omadused ja rakendus

Sellistel materjalidel nagu kiirteras on ainulaadsed omadused, mis võimaldavad neid kasutada suurema tugevusega tööriistade valmistamiseks. Kiirteraseks klassifitseeritud teraste omadused võimaldavad neid kasutada mitmesugustel eesmärkidel kasutatavate tööriistade tootmiseks.

Kiirteraste omadused

Kiirteraste kategooriasse kuuluvad sulamid, mille keemilist koostist on täiendatud mitmete legeerivate lisanditega. Tänu sellistele lisanditele antakse terastele omadused, mis võimaldavad neid kasutada suurel kiirusel tõhusalt töötavate lõikeriistade valmistamiseks. Kiireid sulameid eristab tavalistest süsinikusulamitest see, et nendest valmistatud tööriistu saab edukalt kasutada kõvade materjalide suurel kiirusel töötlemiseks.

Kõige tähelepanuväärsemad omadused, mis eristavad erinevat klassi kiirterastet, on järgmised.

• Kõvadus säilib kuumana (kuum kõvadus). Teatavasti kuumutatakse iga lõiketöötlemiseks kasutatavat tööriista sellise töötlemise ajal intensiivselt. Kuumutamise tulemusena karastatakse tavapärased tööriistaterased, mis lõppkokkuvõttes viib tööriista kõvaduse vähenemiseni. Seda ei juhtu, kui valmistamisel kasutati kiirterast, mis suudab säilitada oma kõvaduse ka siis, kui tööriist on kuumutatud temperatuurini 6000. Tavaliselt on kiirterase klassidel, mida sageli nimetatakse kiirterasteks, veelgi madalam. kõvadus võrreldes tavaliste süsinikterastega, kui lõiketemperatuur on normi piires: kuni 2000.
• Suurenenud punase värvi vastupidavus. See mis tahes metalli parameeter iseloomustab ajavahemikku, mille jooksul sellest valmistatud tööriist suudab taluda kõrgeid temperatuure, kaotamata oma esialgseid omadusi. Kiirterastel kui lõikeriistade valmistamise materjalil pole selles parameetris võrdset.
• Vastupidavus hävitamisele. Lõiketööriistal peavad lisaks kõrgetele temperatuuridele vastupidamisele olema ka paremad mehaanilised omadused, mida näitavad täielikult kiirterase klassid. Sellistest terastest valmistatud tööriistad, millel on suur tugevus, võivad edukalt töötada suure lõikesügavusega (puurid) ja suure ettenihkega (lõikurid, puurid jne).

Teraseklasside tähistuse dekodeerimine

Algselt leiutasid kiirterase lõikeriistade valmistamise materjalina Briti spetsialistid. Võttes arvesse asjaolu, et sellisest terasest valmistatud tööriistu saab kasutada metallide kiireks töötlemiseks, hakati seda materjali nimetama "rapidsteel" (sõna "kiire" tähendab siin suurt kiirust). Nende teraste see omadus ja ingliskeelne nimi, mille ta omal ajal leiutas, oli põhjuseks, et selle materjali kõigi klasside tähistused algavad tähega “P”.

Kiire lõikamise kategooriasse kuuluvad reeglid on rangelt reguleeritud vastava GOST-iga, mis lihtsustab oluliselt nende dešifreerimise protsessi.

Esimene number pärast P-tähte terase tähistuses näitab sellise elemendi nagu volframi sisaldust protsentides, mis määrab suuresti selle materjali põhiomadused. Kiirteras sisaldab lisaks volframile vanaadiumi, molübdeeni ja koobaltit, mida tähistatakse tähistes vastavalt tähtedega F, M ja K. Märgistusel on iga tähe järel number, mis näitab veeprotsenti. vastav element terase keemilises koostises.

Sõltuvalt terase teatud elementide sisaldusest ja nende kogusest jagunevad kõik sellised sulamid kolme põhikategooriasse. Selle märgistuse dešifreerimisega on üsna lihtne kindlaks teha, millisesse kategooriasse teras kuulub.

Niisiis jagatakse kiirterase klassid tavaliselt järgmistesse kategooriatesse:

• sulamid, mis sisaldavad kuni 10% koobaltit ja kuni 22% volframit; Nende teraste hulka kuuluvad R6M5F2K8, R10M4F3K10 jne klassi sulamid;
• teras, mis sisaldab kuni 5% koobaltit ja kuni 18% volframi; sellised terased on klasside R9K5, R18F2K5, R10F5K5 jne sulamid;
• sulamid, mis ei sisalda rohkem kui 16% nii koobaltit kui ka volframit; Need sulamid hõlmavad terast R9, R18, R12, R6M5 jne.

Nagu eespool mainitud, määrab kiirteraseks klassifitseeritud teraste omadused peamiselt sellise elemendi nagu volframi sisaldus. Tuleb meeles pidada, et kui kiirsulam sisaldab liiga palju volframi, koobaltit ja vanaadiumi, võib sellises terases karbiidi heterogeensuse moodustumise tõttu sellest valmistatud tööriista lõikeserv mõjul puruneda. mehaanilistest koormustest. Molübdeeni sisaldavast terasest valmistatud tööriistadel selliseid puudusi pole. Selliste tööriistade lõikeserv mitte ainult ei laastu, vaid eristub ka selle poolest, et sellel on kogu pikkuses samad kõvaduse näitajad.

Terase klass tööriistade valmistamiseks, mille tehnoloogilistele omadustele kehtivad kõrgendatud nõuded, on P18. Sellel terasel, millel on peeneteraline sisemine struktuur, on suurepärane kulumiskindlus. Selle klassi terase kasutamise eeliseks on ka see, et sellest valmistatud toodete kõvenemisel ei kuumene need üle, mida ei saa öelda teiste kaubamärkide kiirsulamite kohta. Selle klassi terasest valmistatud tööriistade suhteliselt kõrge hinna tõttu asendatakse see sageli odavama P9 sulamiga.

Teraseklassi P9 üsna madal hind, aga ka selle mitmekesisus - P9K5, mis oma omaduste poolest sarnaneb suures osas kiirsulamiga P18, on seletatav selle materjali mitmete puudustega. Kõige olulisem neist on see, et lõõmutatud olekus on selline metall kergesti vastuvõtlik plastilisele deformatsioonile. Samal ajal pole ka P18-klassi terasel puudusi. Seega ei valmistata sellest terasest ülitäpseid tööriistu, mis on seletatav sellega, et sellest valmistatud tooteid on raske lihvida. Häid tugevuse ja elastsuse näitajaid, sealhulgas kuumutatud olekus, näitavad tööriistad, mis on valmistatud terasest P12, mis oma omadustelt sarnaneb samuti P18 terasega.

Tootmis- ja töötlemismeetodid

Kiirsulamitest valmistatud tööriistade tootmiseks kasutatakse kahte peamist tehnoloogiat:

• klassikaline meetod, mis hõlmab sulametalli valamist valuplokkideks, mis seejärel sepistatakse;
• pulbermetallurgia meetod, mille käigus sulametalli pihustatakse lämmastikuvoolu abil.

Klassikaline tehnoloogia, mis hõlmab toote sepistamist kiirsulamist, mis on eelnevalt valatud spetsiaalsesse vormi, võimaldab sellisele tootele anda kõrgemad kvaliteediomadused.

See tehnoloogia aitab vältida karbiidisegregatsioonide teket valmistootes ning võimaldab seda ka eelnevalt lõõmutada ja edasi karastada. Lisaks väldib see tootmistehnoloogia "naftaleeni purunemise" nähtust, mis põhjustab kiirest sulamist valmistatud valmistoote hapruse märkimisväärset suurenemist.

Kiirsulamist valmistatud valmistööriistade karastamine toimub temperatuuridel, mis soodustavad legeerivate lisandite paremat lahustumist neis, kuid samal ajal ei too kaasa nende sisemise struktuuri tera kasvu. Kiirsulamite struktuuris on pärast kõvenemist kuni 30% austeniiti, mis ei mõjuta kõige paremini materjali soojusjuhtivust ja selle kõvadust. Austeniidi hulga vähendamiseks sulami struktuuris miinimumväärtusteni kasutatakse kahte tehnoloogiat:

• viia läbi mitu toote kuumutamise tsüklit, hoides seda teatud temperatuuril ja jahutades: mitmekordne karastamine;
• Enne karastamist jahutatakse toode üsna madalale temperatuurile: kuni –800 kraadini.

Toote omaduste parandamine

Selleks, et kiirsulamitest valmistatud tööriistadel oleks kõrge kõvadus, kulumiskindlus ja korrosioonikindlus, tuleb nende pind töödelda, mille meetodid hõlmavad järgmist.

Millist terast kasutatakse nugade valmistamisel ja millised on selle omadused? Proovime selle välja mõelda:

Damaskuse teras.

Damaskuse terasest noa tera sisaldab mitmeid süsinikteraseid nagu: ШХ-15, 5ХНМА, У8А ning liimimiseks kasutatakse peamiselt terast 45. Damaskuse noa sepistamisel kasutatakse reeglina kolme erinevat pakki Damaskuse terast, need erinevad oma omaduste, omaduste poolest ja täidavad erinevaid funktsioone. Näiteks noapära jaoks kasutatakse kotti, millel on suurem löögitugevus. Tera keskosa vajab paketti, mis talub põikkoormusi, see tähendab murdumise vastu. Ja kolmas on suure süsinikusisaldusega lõikepakett, mille kõvadus pärast kuumtöötlust peaks olema 62-64 ühikut. H.R.C. Samuti tekib peale sepistamist noa lõikeservale mikrosaag, seda erineva süsinikusisaldusega metallide vaheldumise tõttu, mis kahtlemata parandab noa lõikeomadusi.

Teras 95X18 (roostevaba teras)

Noad, mille terad on valmistatud sellest terasest 95X18, eristuvad suurepäraste lõikeomaduste ja kõrge kõvadusega 58-60 ühikut. H.R.C. See saavutatakse terase kõrge süsinikusisalduse tõttu. See metall on vastupidav erinevatele agressiivsetele keskkondadele ja ei korrodeeru.

Terase 95Х18 keemiline koostis:

Teras X12MF (tööriist)

Teradega noad on ka heade lõikeomadustega ja nende kõvadus on 60-62 ühikut. HRC Tera metall sisaldab 12% kroomi ja ei ole väga korrosioonikindel. Sellest terasest valmistatud noad hoiavad tera hästi teravana.

Keemiline koostis:

Teras ХВ5 (populaarne teemant)

Sellest terasest nugade valmistamisel on terade kõvadus 62-64 ühikut. HRC, hoiavad hästi vormi. Seda terast nimetatakse ka "teemantteraseks" selle suure kõvaduse ja teemandiga sarnasuse tõttu.

Terase keemiline koostis:

Teras R6M5K5 (kiire lõikur)

Peamised eelised on: kõvadus 65-66 ühikut. HRC, suurepärased lõikeomadused, hoiab serva väga kaua ning korraliku karastamise ja kuumtöötlemise korral ei muutu see rabedaks.

Teras R6M5 (M2).

Vanamees kiirteraste seas - töötati välja kahekümnenda sajandi kolmekümnendatel aastatel. Seda kasutatakse laialdaselt kogu maailmas ja see on omamoodi standard võrdluseks teiste terastega. Seda terast kasutatakse laialdaselt terade valmistamiseks. Sellel on hea kulumiskindlus ja seda on lihtne lihvida.

Terase R6M5K5 keemiline koostis:

Kuumuskindlad kõrge kõvadusega terased, mida nimetatakse kiir- või kiirlõiketerasteks, on rühm kõrglegeeritud tööriistaterasid, mis oma koostise ja sekundaarse kõvaduse spetsiaalsete kuumtöötlusrežiimide tõttu on väga suure kulumis- ja punasega. vastupidavus (kuni 550 - 600 ° C). Need ühendavad kuumakindluse (600-700˚C) kõrge kõvadusega (HRC 63-70) ja suurema vastupidavuse plastsetele deformatsioonidele. Rakendamise tulemusena kiirterased Sai võimalikuks lõikekiiruse suurendamine 2–4 korda (ja uuemate intermetallilise karastamisega teraste puhul isegi 5–6 korda) ning tööriista eluiga 10–40 või enam korda, võrreldes sellega, mis saavutati mitte-metallist valmistatud tööriistade puhul. kuumakindlad terased. Need eelised avalduvad lõikamisel: suurenenud kiirusel, s.t. lõikeserva kuumutamise tingimustes või madalamatel kiirustel, kuid suure rõhuga. Nende omaduste ja kasutusalade mõistmiseks on oluline vähendada nende kõvadust HRC abil 2-4 võrreldes saadud maksimumiga võib kaasneda viskoossuse, tugevuse ja kulumiskindluse halvenemine. Kiire teras vajalik kasutamiseks kõrge kareduse tingimustes ja ilma suurte dünaamiliste koormusteta töötamisel.

Kiirlõikuri kuumuskindlus tekib spetsiaalse legeerimise ja karastamise teel väga kõrgetel temperatuuridel: 1200-1300˚C. Peamised legeerivad elemendid on volfram või volfram koos molübdeeniga.Soovitatav on eristada arvukalt kiirteraste põhiomaduste järgi: mõõdukas, kõrgendatud ja kõrge kuumakindlus. Mõõduka ja kõrge kuumakindlusega terastel on suhteliselt kõrge süsinikusisaldus (≥0,6-0,7%) ja sama karastus; sekundaarne kõvadus tekib karbiidide vabanemisel karastamise käigus.

Mõõduka kuumuskindlusega kiirteras säilitab kõvaduse HRC 60 pärast kuumutamist (4 tundi) temperatuurini 615-620˚C. Need sobivad terase ja malmi lõikamiseks kõvadusega kuni HB 250-280, s.o. enamik konstruktsioonimaterjale ja neid kasutatakse kõige laiemalt (78–80% kiirteraste kogutoodangust). Selle rühma tüüpilised esindajad on terased P18 ja ratsionaalsemalt legeeritud: volfram (teras P12) ja volfram-molübdeen (teras P6M5).

Suurenenud kuumakindlusega terased on suure süsiniku (lämmastiku) sisaldusega või lisaks legeeritud koobaltiga. Nende kõvadus on HRC 60 pärast kuumutamist temperatuurini 630–650 ˚C. Õige kasutamise korral on nende teraste tööriistade vastupidavus 1,5–4 korda kõrgem kui mõõduka kuumuskindlusega terastel.

Kõrge kuumakindlusega terased säilitavad pärast kuumutamist temperatuurini 700–730 ˚C kõvaduse HRC 60. Nende tugevdamise olemus on põhimõtteliselt erinev - intermetalliliste ühendite vabanemise tõttu. Õige kasutamise korral, näiteks paljude raskesti lõigatavate materjalide lõikamiseks, suurendavad need terased vastupidavust 10-15 korda või rohkem.

1. Kiirteraste keemiline koostis (GOST 19265-73)

Koostise järgi jaguneb kiirteras volframiks (R9, R12, R18, R18F2), kõrge vanaadiumisisaldusega (R9F5, R14F4), koobaltiks (R9K5, R9K10), koobalt-vanaadiumiks (R10K5F5, R18K5F2). Kasutatakse ka madala legeeritud kiirteraste R7T, volfram-molübdeenteraseid (R6M3 ja R6M5F, koobalt-vanaadiumi terasid R6M3K5F2, R9M4K5F2 ja R18K8F2M jne).

2. Kiirteraste (ühendamata) keemiline koostis

Toodetud kiirteraste valik:

kuumvaltsitud ja sepistatud vardad – ümmargused ja kandilised, ribad;

täiustatud pinnaviimistluse ja suurema mõõtmete täpsusega ümarvardad;

külmvaltsitud riba.

3. Kiirteraste põhiomadused algses tarneseisundis

Kiirteraste otstarve

Neid kasutatakse kiireks lõikamiseks mõeldud metallilõiketööriistade tootmiseks. Kiirteraste legeerimine volframi, molübdeeni, vanaadiumi ja koobaltiga tagab terase kõvaduse ja kuumakindluse.

Kiirteraste märgistus:

P-tähe järel olev number näitab keskmist volframisisaldust (protsendina kogumassist jäetakse täht B välja). Seejärel märgitakse M, F ja K tähtede järel molübdeeni, vanaadiumi ja koobalti protsent.

Tavaliselt nimetatakse teraseks Mendelejevi perioodilisuse tabeli kaheksanda rühma elemendi aatomnumbriga 26 (raud) sulamit süsiniku ja mõne muu elemendiga. Sellel on kõrge tugevus ja kõvadus ning süsiniku tõttu puudub plastilisus ja sitkus. suurendada sulami positiivseid omadusi. Terast peetakse aga metallmaterjaliks, mis sisaldab vähemalt 45% rauda.

Vaatame sulamit nagu teras R6M5 ja uurime, millised omadused sellel on ja millistes valdkondades seda kasutatakse.

Mangaan legeeriva elemendina

Kuni 19. sajandini kasutati värviliste metallide ja puidu töötlemiseks tavalist terast. Selle lõikeomadused olid selleks täiesti piisavad. Terasest detailide töötlemisel aga kuumenes tööriist väga kiiresti, kulus ja isegi deformeerus.

Inglise metallurg R. Muschette selgitas katsetega välja, et sulami vastupidavamaks muutmiseks on vaja sellele lisada oksüdeerijat, mis vabastab sellest liigse hapniku. Lisa malmile peegelmalmi, mis sisaldab mangaani. Kuna tegemist on legeeriva elemendiga, ei tohiks selle protsent ületada 0,8%. Seega sisaldab teras R6M5 0,2–0,5% mangaani.

Volframraud

Juba 1858. aastal töötasid paljud teadlased ja metallurgid volframisulamite tootmise kallal. Nad teadsid kindlalt, et see on üks tulekindlamaid metalle. Selle lisamine terasele legeeriva elemendina võimaldas saada sulamit, mis talub kõrgeid temperatuure ilma kulumiseta.

Seda kasutatakse ka kuumakindlate kuullaagrite tootmiseks, mis töötavad suurel kiirusel temperatuuril 500-600 °C. R6M5 sulami analoogid on R12, R10K5F5, R14F4, R9K10, R6M3, R9F5, R9K5, R18F2, 6M5K5. Kui volframi-molübdeeni sulameid kasutatakse reeglina karestamistööriistade (puurid, lõikurid) valmistamiseks, siis viimistlemiseks (hõõritsad, tõmblused) kasutatakse vanaadiumi (R14F4). Igal lõikeriistal peab olema märgistus, mis võimaldab teil teada saada, millisest sulamist see on valmistatud.

R6M5 teras, mida mõnikord nimetatakse ka kiir- (kiir-) või iselõikavaks teraseks, kuulub tööriistateraste kategooriasse. Legeerelementide olemasolu selles terases ja dekodeeriv P6M5 näitab, et selle mass sisaldab umbes 6% volframi ja 5% molübdeeni. Muide, täht P näitab, et see teras on kiire. On imporditud analooge - M2 (USA AISI / ASTM). Imporditud teraste märgistamine algab lühendiga HSS, selle dekodeerimine kõlab nii - kiirteras.

Normatiivne alus

R6M5 terase tootjad peavad juhinduma mitmetest GOST-idest ja TU-dest, mis määravad kindlaks toodetud toodete valiku, keemilise koostise, valmistoodete kontrollimise ja vastuvõtmise korra. Kogu välisriigist siseturule sisenev teras peab vastama nende nõuetele.

Üks põhidokumente on GOST 19265-73. See määratleb selle terase põhinõuded.

R6M5 omadused

R6M5 peamiste omaduste hulgas on järgmised:

• kalduvus dekarboniseerida;

• kulumiskindlus;

• kõrge viskoossus.

Lisaks saab seda hästi töödelda lihvimisseadmetega.

Kõik ülaltoodud omadused võimaldavad seda kasutada mitmesuguste rakenduste jaoks mõeldud tööriistatoodete tootmisel, mida saab kasutada konstruktsiooniterastega, sealhulgas legeerterastega.

Kõige sagedamini kasutatakse P6M5 tõmbluste, tõmbluste, treiriistade, freeside jms tootmisel.

Mõnikord nimetatakse P6M5 volfram-molübdeenteraseks. See suudab säilitada oma omadused isegi kõrgel temperatuuril töötades. Näitena võime öelda, et pärast kuumtöötlust jääb selle kõvadus muutumatuks.

Loetletud omadused määrasid ette selle kasutamise kõrgetel temperatuuridel töötamiseks kasutatava terasena.

Teine R6M5 terase kvaliteet on see, et see hoiab hästi serva. Lisaks talub see teras hästi löögikoormust. See võimaldab seda kasutada puuride, hõõritsate ja muude tööriistatoodetena.

Kuumtöötluse peensused

R6M5 kuumtöötlusel on mitmeid tehnoloogilisi peensusi. Need on seotud selle terase dekarburiseerimisomadustega ja ajaga, mis kulub kõvenemistemperatuurini. Temperatuur on 1230 kraadi Celsiuse järgi ja kuumutamisel teevad 200 ja 30 kraadini jõudmisel karastuse, nende vaheoperatsioonide aeg on üks tund. Järgmisena peatatakse küte 690, 860 ja 1230 kraadi juures. Esimesed kaks peatust kestavad kolm minutit, viimased üheksakümmend sekundit.

Üsna keeruline kõvenemisprotsess ei saa muud kui mõjutada sulami hinda ja materjali omadusi.

Seadistatud temperatuurini 1230 kraadi saavutamisel jahutatakse R6M5 nitraadi, õli ja õhuga. Pärast seda viiakse karastamine läbi temperatuuril 560 kraadi. Hoidmisaeg on poolteist tundi. Karastuspunktides lisatakse sulamile legeerivaid lisandeid, mis annavad tootele vajaliku kõvaduse.

Enne igat tüüpi kuumtöötluse alustamist tuleb teras lõõmutada. See toiming vähendab haprust, säilitades samal ajal selle tugevusparameetrid.

R6M5 kasutamine tootmises ja igapäevaelus

P6M5 kasutatakse sageli nugade tootmiseks nii masstootmises kui ka igapäevaelus. Tuleb märkida, et korralikult teritatud nuga saab hakkama peaaegu iga materjaliga, Internetist võib leida video, kus on näha, kuidas sellest kaubamärgist valmistatud nuga metallplaati lõikab.

Vaatamata kõrgele hinnale on P6M5-st valmistatud noad igapäevaelus väga populaarsed, kuid probleemiks on see, et sellest terasest valmistatud toodet on raske teritada ja seetõttu võib sellist nuga leida kõige sagedamini jahimeeste, turistide jne seas.

Pea igast kodust leiate elektritööriistu, kuid kõik tehnoloogilised seadmed ja tööriistad on valmistatud P6M5-st.

Sellest terasest valmistatud puure kasutatakse erinevatel majapidamistöödel. Seda sulamit kasutatakse selliste toodete tootmiseks nagu:

• lihtsad puurid, ühelt poolt teritatud;
• valmistatud krooni kujul, need on ette nähtud kipsplaadi jaoks;
• odakujulise lõpuga.

Loomulikult valmistatakse sellest terasest ka puurid metalliga töötamiseks.

Tööstuses kasutatakse R6M5 mitmesuguste tööriistade valmistamiseks, näiteks:

• pühib;

• sureb (nõud);

• pilulõikurid;

• terad käsi- ja mehaanilistele rauasaagidele.

Teritusfunktsioonid

R6M5-st valmistatud tooteid tuleb perioodiliselt tuhmistada. Võime kohe öelda, et tavalised elektrokorundist valmistatud rattad tõenäoliselt teritamisel ei aita. Selleks on soovitav kasutada CBN baasil valmistatud abrasiive.

Teritamiseks ja sirgendamiseks kasutatakse lameprofiiliga (PP) rattaid, aga ka tassirattaid. Kuid CBN-põhiste ratastega teritamisel on omad puudused, mis väljenduvad pinna ebakvaliteetses puhtuses ja metalli struktuuri muutuste ilmnemises.

P6M5 teritamisest maksimaalse efekti saavutamiseks on soovitatav teritada kahe käiguga:

• esialgu kasutatakse selleks 40 teraga rattaid;
• viimistlus, selleks kasutage 25-16 teraga rattaid.

Hind terasele R6M5

R6M5 maksumus on üsna kõrge. Niisiis maksab Moskvas 2 mm paksuse ringi kilogrammi kohta 1350 rubla ja 16 mm paksuse ringi hind on 600 rubla kilogrammi kohta. Võrdluseks, tavaline süsinikteras maksab 20–40 rubla kilogrammi kohta.