Быстрорежущая сталь
Быстрорежущие стали — легированные стали, предназначенные, главным образом, для изготовления металлорежущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания.Быстрорежущая сталь должна обладать высоким сопротивлением разрушению, твёрдостью (в холодном и горячем состояниях) и красностойкостью.
Высоким сопротивлением разрушению и твердостью в холодном состоянии обладают и углеродистые инструментальные стали. Однако инструмент из них не в состоянии обеспечить высокоскоростные режимы резания. Легирование быстрорежущих сталей вольфрамом, молибденом, ванадием и кобальтом обеспечивает горячую твердость и красностойкость стали.
Быстрорежущие стали имеют широкую номенклатуру, имеющую определённые свойства быстрорежущих сталей. Исходя из требований, вы можете подобрать необходимую сталь. Однако в настоящее время сортамент российских металлов существенно сократился, но на основе таблицы аналогов можно выбрать соответствующую сталь.
Определённые затруднения возникают перед пользователем, у которого отсутствует свой участок термообработки. Причём, для проведения процесса термообработки HSS требуются либо бариевые ванны, либо вакуумные печи. Рекомендуем всегда проверять на твёрдость материал. Основные режимы термообработки можно посмотреть в таблице.
Свойства быстрорежущих сталей
| Сталь | Прочность, износостойкость, особенности стали | Примерное назначение |
|---|---|---|
| Р18 | Удовлетворительные прочность и шлифуемость, широкий интервал закалочных температур | Для всех видов инструментов, особенно подвергаемых значительному шлифованию, при обработке конструкционных материалов с прочностью до 1000 МПа. |
| Р9 | Повышенная износостойкость, более узкий интервал оптимальных закалочных температур, повышенная пластичность при горячей пластической деформации. Шлифуемость пониженная | Для изготовления инструментов простой формы, не требующих большого объема шлифования, применяемых для обработки конструкционных материалов |
| Р6М5 | Повышенная прочность, более узкий интервал (чем у стали Р18) закалочных температур, повышенная склонность к обезуглероживанию. Шлифуемость удовлетворительная | Для всех видов инструментов при обработке конструкционных материалов с прочностью до 1000 МПа |
| Р12ФЗ | Повышенная износостойкость, теплостойкость, удовлетворительная прочность. Шлифуемость пониженная | Для чистовых инструментов (резцов, зенкеров, разверток, сверл, протяжек и др.) при обработке на средних режимах резания вязких аустенитных сталей, а также материалов, обладающих повышенными режущими свойствами |
| Р6М5ФЗ | Повышенная износостойкость, удовлетворительная прочность. Шлифуемость пониженная | Для чистовых и получистовых инструментов (фасонных резцов, разверток, протяжек, фрез и др.), предназначенных для работы на средних скоростях резания, преимущественно обрабатывающих углеродистые и легированные инструментальные стали |
| Р9К5, Р6М5К5, Р18К5Ф2 | Повышенная вторичнаятвердость, теплостойкость, удовлетворительная прочность и вязкость. Шлифуемость пониженная | Для изготовления черновых к получистовых инструментов (фрез, долбяков, метчиков, сверл и т. п.), предназначенных для обработки углеродистых и легированных конструкционных сталей на повышенных режимах резания, а также некоторых труднообрабатывае мых материалов. Инструменты из сталей Р6М5К5 и Р18К5Ф2 имеют более высокую стойкость, чем из стали Р9К5 |
| Р9М4К8, Р8МЗК6С (ЭП722), Р12МЗФ2К8 (ЭП657), Р12Ф4К5 (ЭП600), Р18Ф2К8М | Повышенная вторичная твердость, теплостойкость. Пониженная прочность (особенно у стали Р18Ф2К8М) и шлифуемость (особенно у стали Р12Ф4К5) | Все виды инструментов для обработки высокопрочных коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов (в условиях повышенного нагрева режущей кромки), конструкционных материалов повышенной твердости |
| 11РЗАМЗФ2, Р2М5 (ЭП894), 9Х4МЗФ2АГСТ (ЭК42), 11М5Ф (ЭП980) | Повышенная прочность, удовлетворительная шлифуемость (стали Р2М5, ПМ5Ф). Пониженная шлифуемость (стали 11РЗАМЗФ2, 9Х4МЗФ2АГСТ) | Все виды инструментов для обработки неупрочненных сталей и чугунов, а также цветных металлов и сплавов |
| В11М7К23 (ЭП831) | Повышенная твердость, теплостойкость. Удовлетворительная прочность, шлифуемость | Все виды инструментов для обработки титановых сплавов, некоторых высокопрочных коррозионно-стойких сталей и сплавов |
Таблица аналогов
| Страны СНГ (ГОСТ 19265-73, ГОСТ 28393-89, ТУ ) |
Зарубежные аналоги Германия (DIN 17350) |
Зарубежные аналоги Австрия BOHLER |
Зарубежные аналоги США (AISI / ASTM) |
|---|---|---|---|
| Р18 | 1.3355 | S 200 | T 1 |
| Р6М5 | 1.3343 | S 600 | M 2 |
| Р6М5К5-МП | 1.3243 | S 705 PM | - |
| Р6М5Ф3-МП | 1.3344 | S 790 PM | M 3 |
| Р6М5Ф4-МП | - | S 690 PM | M 4 |
| Р6М5Ф3К8-МП | - | S 590 PM | M 36 |
| Р10М5Ф5К8-МП | - | S 390 PM | - |
| Р12Ф3 | 1.3318 | - | - |
| Р12Ф4-МП | 1.3302 | S 207 PM | - |
| Р12Ф4К5-МП | 1.3202 | S 308 PM | - |
| Р12Ф5К5-МП | - | - | T 15 |
| Р12М6Ф5-МП | - | - | M 61 |
| Р2М10К8Ф-МП | 1.3247 | S 500 PM | M 42 |
| Р0М2СФ10-МП | - | - | A 11 |
Основные свойства быстрорежущих сталей в состоянии поставки
| Сталь | Ас1 | Аr1 | Температура, C, ковки |
Температура, C, отжига |
HB, МПа, не более |
Маc. доля карбидной фазы, % |
|
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Р18 | 8,7 | 820 | 760 | 1200-900 | 840-860 | 2550 | 28 |
| Р9 | 8,3 | 820 | 740 | 1180-850 | 840-860 | 2550 | 17 |
| Р6М5 | 8,1 | 815 | 730 | 1160-850 | 840-860 | 2550 | 22 |
| 11РЗАМЗФ2 | 7,9 | - | - | 1140-850 | 830-850 | 2550 | - |
| Р6М5ФЗ | 8,1 | 815 | - | 1180-850 | 840-860 | 2690 | - |
| Р12ФЗ | 8,5 | 825 | - | 1160-850 | 860-880 | 2690 | 25 |
| Р18К5Ф2 | 8,2 | 830 | 750 | 1200-900 | 840-860 | 2850 | 25 |
| РЭК5 | 8,3 | 815 | 725 | 1150-900 | 840-860 | 2690 | 17 |
| Р6М5К5 | 8,2 | 840 | 765 | 1160-850 | 840-860 | 2690 | 23 |
| Р9М4К8 | 8,3 | 800 | 750 | 1140-850 | 840-860 | 2850 | - |
| Р2АМ9К5 | - | - | - | 1150-900 | 850-860 | 2690 | - |
| Р18Ф2К8М | 8,7 | 830 | 750 | 1160-950 | 840-860 | 2930 | - |
| Р12Ф4К5 | 8,3 | 820 | 745 | 1160-850 | 850-870 | 2850 | - |
| Р12МЗФ2К8 | 8,4 | 820 | 750 | 1160-900 | 840-860 | 690 | - |
| Р8МЗК6С | 8,2 | 820 | 750 | 1160-900 | 860-880 | 2850 | - |
| В11М7К23 | 8,6 | 915 | - | 1200-950 | 860-880 | 3500 | - |
Примечание. После ковки охлаждение в колодцах при 750-800°С. После выдержки при 840-880°С охлаждение со скоростью 30-40°С/ч до 720- 740°С, выдержка не менее 4 ч, охлаждение со скоростью 50°С/ч до 600°С, далее на воздухе.
Режимы окончательной термической обработки и свойства быстрорежущих сталей нормальной и повышенной теплостойкости (производительности)
| Сталь | Т, закалки, °С |
Т, отпуска, °С |
HRC | σи, МПа |
Теплостойкость (HRC 58), °С |
|---|---|---|---|---|---|
| Р18 | 1270-1290 | 560-570 | 63-64 | 2600-3000 | 620 |
| Р9 | 1220-1240 | 550-570 | 62-64 | 2800-3200 | 620 |
| Р6М5 | 1200-1230 | 540-560 | 63-65 | 3200-3600 | 620 |
| Р6М5ФЗ | 1200-1230 | 540-560 | 64-66 | 2700-3100 | 625 |
| Р12ФЗ | 1230-1260 | 550-570 | 64-66 | 2400-2600 | 630 |
| Р18К5Ф2 | 1270-1290 | 560-580 | 65-67 | 1800-2200 | 640 |
| Р9К5 | 1220-1240 | 560-580 | 64-66 | 2300-2700 | 630 |
| Р6М5К5 | 1210-1240 | 540-560 | 64-66 | 2600-3000 | 630 |
| Р9М4К8 | 1210-1240 | 550-570 | 65-68 | 2200-2600 | 630 |
| Р2АМ9К5 | 1190-1210 | 540-55С | 64-66 | 2600-3000 | 630 |
| Р18Ф2К8М (ЭП379) | 1250-1270 | 560-580 | 66-68 | 1600-1800 | 640 |
| Р12Ф4К5 (ЭП600) | 1230-1260 | 560-580 | 66-67 | 1800-2200 | 640 |
| Р12МЗФ2К8 (ЭП657) | 1220-1250 | 550-580 | 66-68 | 1800-2200 | 635 |
| Р8МЗК6С (ЭП722) | 1190-1220 | 540-560 | 66-69 | 1600-1900 | 635 |
| В11М7К23 (ЭП831) | 1250-1270, | 570-590 | 66-68 | 2200-2400 | 700 |