Быстрорежущая сталь: ГОСТ, состав, твердость, термическая обработка

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).

nog3-2.jpg

Отпуск быстрорежущей стали

Отпуск стали способствует превращению мартенсита закалки в мартенсит отпуска, аустенита в мартенсит (так как первый не обладает достаточной твердостью), снятию остаточных напряжений. Как правило, термическая обработка быстрорежущей стали включает многократный отпуск. Начинается данный процесс при температуре 150 °С. Далее при 550 °С происходит дисперсионное твердение (выделяются карбиды из твердого раствора). В результате возрастает твердость сплава. Более высокие температуры отпуска нежелательны, так как будет происходить процесс распада мартенсита, и, соответственно, снижение твердости. Вольфрамовые стали после единичного отпуска имеют в составе остаточный аустенит. Полностью он превращается в мартенсит при втором отпуске. Остаточные напряжения снимаются в процессе третьего отпуска. Стали с содержанием кобальта могут подвергаться отпуску и в четвертый раз.

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.

nog1-4.jpg

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.

nog2-3.jpg

Характеристики HSS сталей

HSS стали подразделяются на три основные группы:

  • Вольфрамовые (Т);
  • Молибденовые (М);
  • Высоколегированные быстрорежущие стали.

Стали вольфрамовой группы сейчас практически не используются из-за высокой цены вольфрама и его дефицита. Наиболее применяемые являются стали общего назначения Т1 и сталь с ванадием и кобальтом T15. Т15 используется для инструментов, применяемых при высоких температурах и повышенном износе.

В Сталях молибденовой группы главным легирующим элементом является молибден, но некоторые из них могут содержать равное или даже большее количество вольфрама и кобальта. Стали с высоким содержанием ванадия и углерода очень стойкие к абразивному износу. Тип сталей от М41 отличается высокой твердостью при работе на высоких температурах или применяется такой термин – красностойкостью. Молибденовые стали используются также при производстве инструментов, применяющихся в “холодных” уловиях – накатных плашек, вырезных штампов. В таких случаях HSS стали закаляют до более низких температур чтобы увеличить ударной вязкость.

Таблица общих химических составов HSS сталей. Российские аналоги.

Тип Российский аналог Химический состав, %
C Mn Si Cr V W Mo Co Ni
Вольфрамовые HSS стали
T1 Р18 0,75 4,00 1,00 18,00
T2 Р18Ф2 0,80 4,00 2,00

18,00

T4 Р18К5Ф2 0,75 4,00 1,00 18,00 5,00
T5   0,80 4,00 2,00 18,00 8,00
T6   0,80 4,50 1,50 20,00 12,00
T8   0,75 4,00 2,00 14,00 5,00
T15 Р12Ф5К5 1,50 4,00 5,00 12,00 5,00
Молибденовые HSS стали
M1   0,80 4,00 1,00 1,50 8,00
M2 Р6М5 0,85 4,00 2,00 6,00 5,00
M3 Р6М5Ф3 1,20 4,00 3,00 6,00 5,00
M4   1,30 4,00 4,00 5,50 4,50
M6   0,80 4,00 2,00 4,00 5,00
M7   1,00 4,00 2,00 1,75 8,75
M10   0,85-1,00 4,00 2,00 8,00
M30   0,80 4,00 1,25 2,00 8,00
M33   0,90 4,00 1,15 1,50 9,50
M34   0,90 4,00 2,00 2,00 8,00
M35 Р6М5К5 0,82-0,88 0,15-0,40 0,20-0,45 3,75-4,50 1,75-2,20 5,5-6,75 5,00 4,5-5,5 до 0,30
M36   0,80 4,00 2,00 6,00 5,00
Высоколегированные HSS стали
M41 Р6М3К5Ф2 1,10 4,25 2,00 6,75 3,75 5,00
M42   1,10 3,75 1,15 1,50 9,50 8,00
M43   1,20 3,75 1,60 2,75 8,00 8,25
M44   1,15 4,25 2,00 5,25 6,25 12,00
M46   1,25 4,00 3,20 2,00 8,25 8,25
M47 Р2АМ9К5 1,10 3,75 1,25 1,50 9,5 5,00
M48   1,42-1,52 0,15-0,40 0,15-0,40 3,50-4,00 2,75-3,25 9,50-10,5 0,15-0,40 8,00-10,0 до 0,30
M50   0,78-0,88 0,15-0,45 0,20-0,60 3,75-4,50 0,80-1,25 до 0,10 3,90-4,75 до 0,30
M52   0,85-0,95 0,15-0,45 0,20-0,60 3,50-4,30 1,65-2,25 0,75-1,50 4,00-4,90 до 0,30
M62   1,25-1,35 0,15-0,40 0,15-0,40 3,50-4,00 1,80-2,00 5,75-6,50 10,0-11,0 до 0,30

Инструмент с содержанием вольфрама (W), будет обладает очень полезными режущими свойствами и таким качеством как красностойкостью. Это позволяет инструментам сохранять острую твердость и острую режущую кромку при температурах красного каления (до 530°С). Еще больше увеличивает красностойкость и износостойкость- Кобальт (К).

M1. Используется для производства сверл, различного диапазона применения. Сталь М1 обладает меньшей красностойкостью, чем сталь М2, но наименее восприимчива к ударам, является более гибкой.

M2. Самый распространенный материал для производства инструментов из HSS сталей. М2 долго сохраняет свою режущую кромку и обладает хорошей красностойкостью, в отличии от других HSS сталей с меньшим содержанием вольфрама. Применяется обычно для изготовления инструментов при высокопроизводительных машинных работах, например в сверлильных станках.

M7. Используется для сверл тяжелой конструкции при сверления твердого листового металла. Такая HSS сталь применяется там, где необходима гибкость и увеличенный срок службы.

M50. Используется для изготовления сверл, которые применяются при сверлении на портативном оборудовании. Не имеет такой красностойкости как остальные HSS стали с содержанием вольфрама

M35. Сталь М35 имеет более высокую красностойкость по отношению к М2. При этом кобальт несколько снижает стойкость к ударным нагрузкам.

M42. Сталь М42 “Super Cobalt” имеет превосходную стойкость к истиранию и высокую красностойкость. Используется при работах по вязким и сложным материалам.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий