Углеродистые инструментальные стали

В автомобилестроении и других промышленных областях производственная деятельность состоит в выпуске заготовок и деталей, которые получаются путем обработки механическим способом. Сегодняшие материалы обладают очень большими показателями твердости и прочности, благодаря чему затрудняется их обработка. Для того чтобы обеспечить быструю и хорошую механическую обработку во время изготовления инструмента для резки или их кромки применяются углеродистые инструментальные стали. Их характерность заключается в большой устойчивости к механическому действию.

Аналогичные металлы также могут применяться при выпуске ответственных деталей, к которым предъявляют большие требования в плане прочности и твердости.

Главные характеристики

Анализируя важные характеристики инструментальной стали необходимо отметить приведенные ниже моменты:

1. Невысокая чувствительность к перегреву. При обработке механическим путем снятие слоя материала с заготовки происходит благодаря оказываемого требования. Нагрев металла приводит к изменению его главных качеств. По этому углеродистые инструментальные качественные стали не греются даже при долгом трении с другими поверхностями.
2. Невысокая чувствительно к привариванию к обрабатываемым деталям. Из-за давимого при подаче инструмента на момент обработки заготовок территория трения может несущественно разогреваться, что оказывается основой увеличения пластичности некоторые материалов. Если инструментальная сталь будет привариваться при этом к поверхности появится дополнительное сопротивление и качество получаемой детали значительно снизиться.
3. Для того чтобы облегчить обработку металла его делают боле чувствительной к отделке методом резки.
4. Чувствительность к прокаливанию также устанавливается особенным химическим составом.
5. Большая гибкость в горячем состоянии дает возможность получать заготовки метод плавления металла.
6. Высокое сопротивление процессу обезуглероживания дает возможность получить лучший результат при проведении закалки либо иных процессом химико-термической обработки.
7. При обработке может появляться ударная нагрузка, которая во многих случаях оказывается основой появления трещин. Очень качественная углеродистая инструментальная сталь не имеет аналогичного минуса.
8. Устойчивость к износу и большая прочность, твердость поверхности.

Состав углеродистых инструментальных сталей

Состав инструментальных углеродистых сталей в большинстве случаев формируют главные рабочие качества металла.

Использование

Использование инструментальных углеродистых сталей в большинстве случаев зависит от химического состава. Очень часто используется для получения:

1. Инструмента для резки. На протяжении долгого времени для производства инструментов применяли обыкновенную сталь, которая во время работы могла разогреваться и быстро снашиваться. В то время устанавливались станки токарной и сверлильной группы, которые могли проводить обработку исключительно при невысокой скорости и низкой подачи. Возникновение нового оборудования, в особенности станков с числовым программным управлением, стало причиной повышению требований, которые предъявляются к инструменту. Только возникновение инструментальной стали и твёрдых сплавов дало возможность полностью открыть потенциал нового оборудования. Также необходимо помнить, что для получения хороших поверхностей должна значительно повышаться скорость подачи, увеличить продуктивность можно при увеличении подачи. Современные режущие инструменты могут держать неоднократные циклы нагрева и охлаждения, эксплуатационный срок при этом возрастает в пару десятков раз.
2. Очень качественных деталей. Примером можно назвать конструкцию ДВС, которая имеет поверхности с верными размерами и шершавостью. Для того чтобы при эксплуатировании двигающиеся детали не меняли собственную форму из-за причины нагрева их делают из инструментальной стали.
3. Приборов, используемых для проведения точных измерений. Для получения мелких деталей с точностью размеров линий в пару сотен миллиметров заготовка не должна разогреваться или изменяться за счёт давимого со стороны инструмента для резки.
4. Литейной прессформы, которая обязана держать значительное давление.

Использование углеродистых инструментальных сталей в зависимости от марки

Для производства деталей более всего подходить марка У7 или У7А, для производства режущего и прочего инструмента У10 или У12. Эта закономерность из-за того, что для получения инструмента для резки должны применяться более твёрдые металлы.

Маркировка углеродистых инструментальных сталей в этом случае указывает на в процентном отношении содержание углерода и наличие иных примесей.

Свойства углеродистой инструментальной стали в большинстве случаев определяются концентрацией углерода – чем больше, тем поверхность тверже, но увеличивается и хрупкость.

При холодном прессовании используют марки У10 – У12. Проведенные тесты указывают на то, что их твердость составляет 57-59 HRC. Среди свойств отметим:

1. Очень большую вязкость.
2. Большой уровень сопротивления деформациям пластического типа.
3. Очень высокая устойчивость к износу.

Если размеры инструмента большие, то используют сплавы, в их состав включаются полезные примеси.

Классификация

Принято разграничивать инструментальные качественные стали на 5 ключевых групп:

1. Устойчивые к износу, теплостойкие и высокотвердые – группа, представленная быстрорежущей легированной сталью. По мимо этого в эту группу относят сплавы с ледебуритной структурой, отличающаяся очень высокой концентрацией углерода (более 3%). Использование инструментальных углеродистых сталей этой группы состоит в изготовлении инструментов, которые могут подвергаться действию большой температуры из-за установки больших скоростей резания.
2. Теплостойкие и вязкие стали представлены сплавом, у него в составе есть молибден, хром и вольфрам. Состав инструментальной углеродистой стали этой группы отличается невысоким значением концентрации углерода.
3. Нетеплостойкие, вязкие и высокотвердые стали имеют немного примесей и усредненное значение углерода. Этой группе свойственен низкий критерий прокаливаемости.
4. Средняя теплоустойчивость, высокая твердость, устойчивость к износу – качества, свойственные металлам с 2-3% углерода и 5-12% хрома.
5. Невысокая стойкость к теплу и высокая твердость свойственны сталям с заэвтектоидной структурой. В большинстве случае они не имеют легирующих компонентов или их концентрация слишком мала. Большой уровень твердости обеспечивается за счёт большой концентрации углерода.

Очень качественная инструментальная сталь может подвергаться добавочной химико-термической отделке для изменения состава и перестроения кристаллической решётки, благодаря чему и достигаются оригинальные рабочие качества.

Изделия из углеродистой инструментальной стали

Твердость считается главным параметром, высокое значение которого не дает возможность применять сталь во время изготовления инструментов или деталей, подвергающихся в результате эксплуатации ударам или вибрации. Эта рекомендация из-за того, что при увеличении концентрации углерода увеличивается твердость, но вязкость уменьшается. Уменьшение вязкости оказывается основой увеличения хрупкости структуры, в результате влияния ударной нагрузки могут возникать трещины и остальные изъяны, поверхность откалываться.

Классификация по уровню твердости выглядит так:

1. Больший коэффициент вязкости и пониженная твердость свойственны металлам, которые в составе имеют не больше 0,4-0,7% углерода.
2. Большая устойчивость к износу и твердость слоя поверхности достигаются при насыщении структуры металла углеродом до 0,7-1,5%.

Больший критерий концентрации углерода выполняет металл достаточно хрупким, что не дает возможность его применять в качестве материала во время изготовления инструмента. По мимо этого легирующие детали могут увеличить вязкость и уменьшить хрупкость при условиях высокой концентрации углерода. В большинстве случаев проходит химическая обработка для обеспечения устойчивой к износу поверхности и вязкого основания, благодаря чему инструмент или деталь приобретает высокие рабочие качества.

Маркировка

Углеродистая инструментальная сталь марки могут иметь как цифры, так и буквенные определения. Во многих случаях маркировка инструментальных углеродистых сталей в начале имеет букву «У», которая и указывает на вид металла. Обозначение углеродистой инструментальной стали также имеет следующие характерности:

1. Первое цифирное обозначение после буквы указывает в десятых долях кол-во углерода в отношении всего состава.
2. Встречается и буква «А», идущая за цифрой, обозначающей концентрацию углерода в составе. Она указывает на то, что углеродистая инструментальная сталь марка имеет большое качество.
3. Для определения группы рассматриваемой стали может использоваться буква «Р». В этом случае после чего определения идет буква, которая указывает на концентрацию вольфрама.
4. Прочие легирующие вещества также указываются подобающей буквой, после которой идет цифра для определения концентрации.
5. В большинстве случаев считают, что у стали и рассматриваемой группы обязательно в составе есть хром, но его концентрация не больше 4%. Если после соответствующего буквенного определения указывается цифра, то концентрация данного вещества уточняется.

Также можно повстречать маркировку инструментальных углеродистых сталей начинающуюся с цифры. Примером приведем распространенные сплавы 9Х или 6ХГВ. Первая цифра также указывает на концентрацию в составе углерода, следующие буквы на легирующие детали. Если после буквы легирующего элемента не указывается цифра, то в большинстве случаев считают, что их концентрация равна 1%. По мимо этого сама маркировка может начинаться с буквенных обозначений, свойственных легирующим элементам – это указывает на то, что концентрация.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.