Быстрорежущая сталь – определение, виды, свойства, преимущества, применение

Что такое быстрорежущая сталь

Быстрорежущая сталь (быстрорез) – это высоколегированный сплав, один из видов инструментальной стали специального назначения. Применяется для изготовления инструмента, который разрезает металл на очень высокой скорости. Быстрорез получил широкое применение в металлообработке и машиностроении, а также других отраслях, где важно сохранять твердость при значительных температурах, возникающих в процессе резки металлов.

Ключевое преимущество быстрорежущей стали заключается в способности сохранять высокую твердость в холодном и горячем состоянии и оказывать высокое сопротивление пластической деформации. Такие свойства сплав получил благодаря легирующим элементам вольфраму, молибдену, ванадию и кобальту.

 

Особенности производства быстрорежущей стали

При производстве быстрорежущей стали используются следующие технологии:
- порошковая металлургия – при этой технологии расплавленный состав распыляется азотом;

- классический метод плавки стали. Процесс производства начинается с плавления в электропечах при температуре плавления около 1500–1700°C. После полного расплавления стали вводятся легирующие элементы в точно рассчитанных пропорциях. Затем происходит разливка жидкой стали по слиткам с последующей прокаткой при температуре выше 1000°C и термической обработкой закалкой и отпуском. 

 

Этот метод является наиболее распространенным, так как позволяет избежать неоднородного распределения карбидов в структуре стали (карбидная ликвация), а последующая закалка быстрорежущей стали позволяет улучшить ее твердость и прочность.

Для более долгой эксплуатации инструмента из быстрорежущей стали поверхность материала дополнительно подвергается механической обработке на станках для придания необходимого размера и формы. На поверхность материала наносятся защитные покрытия. Обработка происходит следующими методами: азотирование, цианирование и сульфидирование. 

Маркировка быстрорежущей стали

Быстрорежущая сталь была изобретена в Англии и получила название «rapid steel», поэтому в СССР было принята маркировка такой стали буквой Р (от слова «рапид»). Цифрами обозначаются процентное соотношение основных элементов. Так, первая цифра после Р обозначает процентное содержание вольфрама в сплаве. 

Также в маркировке используются буквы «Ф», «К», «М», которые обозначают содержание ванадия, кобальта и молибдена соответственно. После каждой буквы стоит цифра, обозначающая процентное содержание соответствующего элемента.

Иностранная маркировка быстрорежущей стали – HSS, что означает High Speed Steel.
присутствующими в маркировке обозначают ванадий, кобальт и молибден соответственно. По химическому составу различают вольфрамомолибденовые, ванадиевые, кобальтовые стали. Быстрорежущая сталь иностранного производства обозначается аббревиатурой HSS (High Speed Steel).

Свойства быстрорежущей стали:

Благодаря своему химическому составу можно выделить основные главные свойства быстрорежущей стали:

•    повышенная износостойкость (показатели износостойкости в 3,5 раза выше, чем в низколегированных и углеродистых сталях);
•    твердость (в зависимости от марки быстрорежущая сталь способна сохранять свою твердость при нагреве до 600°C);
•    красностойкость, (быстрорежущая сталь пригодна к работе при высокой температуре без потери своих физических качеств);
•    стойкость к повышенным нагрузкам (так как металл работает на очень высоких скоростях, для него недопустимы хрупкость и гибкость);
•    устойчивость формы и размера;
•    теплостойкость;
•    вязкость;
•    свариваемость: при стыковой электросварке со сталью 45 и 40Х свариваемость инструментальной стали хорошая.

 

Марки быстрорежущей стали

Основные марки быстрорежущих сталей, которые получили массовое применение, это 

• Сталь Р6М5
• Сталь Р6М5К5
• Сталь Р18
• Сталь Р12 (по характеристикам близка к стали Р18)
• Сталь Р9К5

 

Сталь Р6М5

Быстрорежущая инструментальная сталь марки Р6М5 применяется для обработки инструментов режущего характера и работающих с ударными нагрузками. Р6М5 используется для обработки конструкционных легированных углеродистых сталей. Именно эта сталь получила широкое распространение благодаря не только характеристикам, в которые входит высокая теплостойкость, но и из-за относительно невысокой себестоимости.

 

Сталь Р6М5К5
Инструментальная быстрорежущая молибденово-кобальтовая сталь. Сталь этой марки обладает важными характеристиками: износостойкостью, хорошей вязкостью, легко поддается шлифовке. Подходит для обработки сложных материалов, особенно вязких, высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов в условиях сильного нагрева режущих кромок. Кромки легко шлифуются, сплав стойкий к высоким температурам и механическому износу.

 

Сталь Р18
Данная марка стали, как правило, используется для обработки конструкционных сталей с обязательным условием сохранения режущих свойств при нагревании до 600 градусов во время работы. Р18 — сталь, отличающаяся большим количеством избыточных карбидов и свойством сохранять мелкое зерно даже при повышенных температурах закалки. Инструмент подогревают, чтобы при нагреве до температуры закалки в нем не образовывались трещины. Основным недостатком стали Р18 является высокая себестоимость, поэтому ее часто стараются заменить более дешевым вариантом — сталью Р9.

Сталь Р12 (по характеристикам близка к стали Р18)
Р12 отличается от стали Р18 меньшей степенью карбидной неоднородности и большей пластичностью. Такая марка стали оптимальна для изготовления инструментов методом пластической деформации.
Используется сталь Р12 в производстве режущего инструмента для механической обработки конструкционных инструментальных легированных сталей.

Сталь Р9К5
Данная марка стали необходима для обработки конструкционных сталей повышенной прочности, жаропрочных и нержавеющих сталей. Пятипроцентное содержание кобальта делает материал более пригодным для работы ударом, благодаря повышенной вязкостью. Инструменты из стали Р9К5 обладают более длительным периодом стойкости (в 3 раза) по сравнению с инструментами из стали Р6М5.

Сортамент металлоизделий из быстрорежущей стали 

Сортамент представлен квадратом, кругом и полосой. Круглый прокат чаще всего применяют для изготовления режущего инструмента. Квадратный прокат применяется для производства электрорубанков, ножей, токарных резцов. Из полос изготавливают 
В последние десятилетия использование быстрорежущей стали сокращается в связи с широким распространением твёрдых сплавов. Из быстрорежущей стали изготавливают в основном концевой инструмент (метчики, свёрла, фрезы небольших диаметров). В токарной обработке резцы со сменными и напайными твердосплавными пластинами почти полностью вытеснили резцы из быстрорежущей стали.
 

 

Купить сталь быстрорежущую сталь в ООО «СЭТЭЛЬ»

Ознакомиться с предлагаемым ассортиментом продукции из быстрорежущей стали вы можете в соответствующем разделе каталога. Перейти по ссылке в раздел каталога Каталог продукции