Oțelul R6M5 este înalt aliat? Oțel R6M5: caracteristici, aplicație

Un aliaj al unui element din grupa a opta a sistemului periodic al lui Mendeleev cu număr atomic 26 (fier) ​​cu carbon și alte elemente este de obicei numit oțel. Are rezistență și duritate ridicate și nu are plasticitate și duritate din cauza carbonului. crește caracteristicile pozitive ale aliajului. Cu toate acestea, oțelul este considerat a fi un material metalic care conține cel puțin 45% fier.

Să ne uităm la un aliaj precum oțelul R6M5 și să aflăm ce caracteristici are și în ce domenii este utilizat.

Manganul ca element de aliere

Până în secolul al XIX-lea, oțelul obișnuit a fost folosit pentru prelucrarea metalelor neferoase și a lemnului. Caracteristicile sale de tăiere au fost destul de suficiente pentru aceasta. Cu toate acestea, atunci când încercați să procesați piese de oțel, unealta s-a încălzit foarte repede, s-a uzat și chiar s-a deformat.

Metalurgistul englez R. Muschette a aflat prin experimente că, pentru a face aliajul mai durabil, este necesar să se adauge un agent oxidant, care să elibereze excesul de oxigen din acesta. Adăugați fontă oglindă, care conține mangan, la fontă. Deoarece este un element de aliere, procentul său nu trebuie să depășească 0,8%. Astfel, oțelul R6M5 conține de la 0,2% până la 0,5% mangan.

Fier de tungsten

Deja în 1858, mulți oameni de știință și metalurgiști lucrau la producerea aliajelor cu wolfram. Ei știau sigur că acesta este unul dintre cele mai refractare metale. Adăugarea acestuia la oțel ca element de aliere a făcut posibilă obținerea unui aliaj care ar putea rezista la temperaturi ridicate fără a se uza.

De asemenea, este utilizat pentru a produce rulmenți cu bile rezistente la căldură care funcționează la viteză mare la temperaturi de 500-600 °C. Analogii aliajului R6M5 sunt R12, R10K5F5, R14F4, R9K10, R6M3, R9F5, R9K5, R18F2, 6M5K5. Dacă aliajele de tungsten-molibden sunt, de regulă, utilizate pentru fabricarea de scule pentru degroșare (burghiu, freze), atunci vanadiul (R14F4) este folosit pentru finisare (alezoare, broșe). Fiecare unealtă de tăiere trebuie să aibă un marcaj care să vă permită să aflați din ce aliaj este făcută.

> oțeluri pentru cuțite > R6M5

Caracteristicile R6M5

Oțelul P6M5 este un oțel de scule de mare viteză. Folosit pentru sculele de tăiere care funcționează în condiții de încărcare și încălzire semnificativă a marginilor de lucru. Uneltele fabricate din oțeluri de mare viteză au proprietăți foarte stabile și sunt potrivite pentru fabricarea de cuțite de bucătărie, de călătorie sau pliabile. Oțelul R6M5 a înlocuit practic oțelurile R18, R12 și R9, care sunt similare în proprietățile lor, și și-a găsit aplicație în prelucrarea aliajelor neferoase, fontelor, carbonului și oțelurilor aliate, precum și unele rezistente la căldură și la coroziune. oteluri rezistente.

Decodificare oțel R6M5

Litera „P” este o desemnare pentru oțelurile de mare viteză. Cuvântul este preluat din transcrierea englezei „rapid”, tradusă ca „rapid”.

Numărul din spatele literei „P” indică procentul de tungsten din aliaj (6%)

În plus față de Mo, oțelurile de mare viteză pot conține următoarele denumiri în marcajele lor: „K” - cobalt, „F” - vanadiu, „T” - titan, „C” - zirconiu.

Acest tip de oțel are o compoziție destul de complexă și nu este ușor de produs. Nu toți producătorii de cuțite pot lucra cu oțel R6M5. Iar prețul produsului finit este, de regulă, destul de ridicat. Dar cuțitele din oțel R6M5 au calități excepționale. Muchia tăietoare a unui cuțit din acest oțel își menține muchia mult timp. Cuțitele au o calitate excelentă de tăiere. Cu duritate foarte mare, oțelul are o ductilitate bună, ceea ce face cuțitul foarte durabil.

Acest oțel este folosit în principal pentru a face cuțite cu o lamă fixă ​​de tip „finka”. Datorită durității sale crescute, oțelul nu este folosit pentru fabricarea topoarelor și macetelor.

În plus, oțelul este rezistent la căldură. Un cuțit din R6M5 poate fi ascuțit pe o mașină fără riscul de a supraîncălzi muchia de tăiere.

Dezavantajele acestui oțel includ proprietățile sale slabe anticorozive și dificultatea de ascuțire.

Nu aș recomanda un cuțit din oțel R6M5 unui începător. Este cu adevărat dificil de ascuțit; de regulă, pentru ascuțirea de înaltă calitate, se folosesc discuri speciale CBN (un material super dur cu proprietăți apropiate de diamant). Dar dacă aveți nevoie de putere și fiabilitate incredibile, atunci aceasta este o alegere bună.

Un cuțit din oțel R6M5 nu este o jucărie, este un lucru foarte serios, pregătit pentru teste serioase.

Duritatea oțelului Р6М5 - 62-65 RHC

Compoziție de oțel R6M5

Carbon (C) 0,82 - 0,90%

Mangan (Mn) 0,20 - 0,50%

Crom (Cr) 3,8 - 4,4%

Siliciu (Si) 0,20 - 0,50%

Vanadiu (V) 1,7 - 2,1%

Cobalt (Co) 0,5%

Materiale precum oțelurile de mare viteză au proprietăți unice, ceea ce face posibilă utilizarea lor pentru fabricarea de scule cu rezistență crescută. Caracteristicile oțelurilor clasificate ca oțeluri de mare viteză le permit să fie utilizate pentru a produce unelte pentru o mare varietate de scopuri.

Caracteristicile oțelurilor de mare viteză

Categoria oțelurilor de mare viteză include aliajele a căror compoziție chimică este completată cu o serie de aditivi de aliere. Datorită unor astfel de aditivi, oțelurilor li se oferă proprietăți care le permit să fie utilizate pentru fabricarea de scule de tăiere care pot funcționa eficient la viteze mari. Ceea ce diferențiază aliajele de mare viteză de aliajele convenționale de carbon este că unealta care este făcută din acestea poate fi folosită cu succes pentru prelucrare. materiale dure la viteze mai mari.

Cele mai notabile caracteristici care disting oțelurile de mare viteză de diferite calități includ următoarele.

• Duritate menținută la cald (duritate fierbinte). După cum se știe, orice unealtă utilizată pentru efectuarea prelucrării de tăiere este intens încălzită în timpul unei astfel de prelucrări. Ca urmare a încălzirii, oțelurile convenționale pentru scule sunt supuse revenirii, ceea ce duce în cele din urmă la o scădere a durității sculei. Acest lucru nu se întâmplă dacă pentru fabricație a fost folosit oțel de mare viteză, care este capabil să-și mențină duritatea chiar și atunci când unealta este încălzită la 6000. De obicei, clasele de oțel de mare viteză, care sunt adesea numite oțeluri de mare viteză, au și mai mici. duritate în comparație cu oțelurile carbon convenționale dacă temperatura de tăiere este în limite normale: până la 2000.
• Rezistență crescută la roșu. Acest parametru al oricărui metal caracterizează perioada de timp în care o unealtă realizată din acesta este capabilă să reziste la temperaturi ridicate fără a-și pierde caracteristicile originale. Oțelurile de mare viteză ca material pentru fabricarea sculelor de tăiere nu au egal în acest parametru.
• Rezistență la distrugere. O unealtă de tăiere, pe lângă capacitatea sa de a rezista la expunerea la temperaturi ridicate, trebuie să se fi îmbunătățit caracteristici mecanice, ceea ce este pe deplin demonstrat de clasele de oțel de mare viteză. Uneltele realizate din astfel de oțeluri, care au o rezistență ridicată, pot funcționa cu succes la adâncimi mari de tăiere (burghii) și la viteze mari de avans (freze, burghie etc.).

Decodificarea denumirii claselor de oțel

Inițial, oțelul de mare viteză ca material pentru fabricarea sculelor de tăiere a fost inventat de specialiști britanici. Ținând cont de faptul că o unealtă din astfel de oțel poate fi folosită pentru prelucrarea metalelor de mare viteză, acest material a fost numit „rapidsteel” (cuvântul „rapid” aici înseamnă doar de mare viteză). Această proprietate a acestor oțeluri și numele englezesc pe care l-a inventat la un moment dat a fost motivul pentru care denumirile tuturor gradelor a acestui materialîncepe cu litera „R”.

Regulile care aparțin categoriei de tăiere de mare viteză sunt strict reglementate de GOST relevant, ceea ce simplifică foarte mult procesul de descifrare a acestora.

Primul număr după litera P din denumirea oțelului indică conținutul procentual al unui astfel de element precum wolfram, care determină în mare măsură proprietățile de bază ale acestui material. Pe lângă wolfram, oțelul de mare viteză conține vanadiu, molibden și cobalt, care sunt desemnate în marcaje prin literele F, M și, respectiv, K. După fiecare dintre aceste litere din marcaj există un număr care indică procentul de element corespondent în compoziția chimică a oțelului.

În funcție de conținutul anumitor elemente din oțel, precum și de cantitatea acestora, toate astfel de aliaje sunt împărțite în trei categorii principale. Este destul de ușor să determinați cărei categorii de oțel aparține prin descifrarea marcajelor acestuia.

Deci, clasele de oțel de mare viteză sunt de obicei împărțite în următoarele categorii:

• aliaje care conțin până la 10% cobalt și până la 22% wolfram; Aceste oțeluri includ aliaje de clase R6M5F2K8, R10M4F3K10 etc.;
• oțel care conține cel mult 5% cobalt și până la 18% wolfram; astfel de oțeluri sunt aliaje de clase R9K5, R18F2K5, R10F5K5 etc.;
• aliaje care nu conțin mai mult de 16% atât cobalt, cât și wolfram; Aceste aliaje includ oțelul R9, R18, R12, R6M5 etc.

După cum sa menționat mai sus, caracteristicile oțelurilor clasificate ca oțeluri de mare viteză sunt determinate în principal de conținutul unui astfel de element precum wolfram. Trebuie avut în vedere faptul că, dacă un aliaj de mare viteză conține prea mult wolfram, cobalt și vanadiu, atunci din cauza formării eterogenității carburilor într-un astfel de oțel, muchia de tăiere a sculei care este făcută din acesta se poate ciobi sub influența a sarcinilor mecanice. Uneltele fabricate din oțeluri care conțin molibden nu prezintă astfel de dezavantaje. Marginea de tăiere a unor astfel de instrumente nu numai că nu se ciobește, dar se distinge și prin faptul că are aceiași indicatori de duritate pe toată lungimea sa.

O calitate de oțel pentru fabricarea de unelte care sunt supuse unor cerințe sporite pentru acestea caracteristicile tehnologice, este P18. Având o structură interioară cu granulație fină, acest oțel prezintă o rezistență excelentă la uzură. Un alt avantaj al folosirii oțelului de această calitate este că la călirea produselor fabricate din acesta, acestea nu se supraîncălzi, ceea ce nu se poate spune despre aliajele de mare viteză ale altor mărci. Dintr-un motiv suficient cost ridicat unelte fabricate din acest grad de oțel, acesta este adesea înlocuit cu aliajul mai ieftin P9.

Costul destul de scăzut al oțelului de calitate P9, precum și varietatea acestuia - P9K5, care în caracteristicile sale este în mare măsură similar cu aliajul de mare viteză P18, se explică printr-o serie de dezavantaje ale acestui material. Cel mai semnificativ dintre ele este că, în starea recoaptă, un astfel de metal este ușor susceptibil la deformare plastică. Între timp, oțelul de calitate P18 nu este lipsit de dezavantaje. Astfel, sculele de înaltă precizie nu sunt fabricate din acest oțel, ceea ce se explică prin faptul că produsele fabricate din acesta sunt greu de șlefuit. Indicatori buni de rezistență și ductilitate, inclusiv în stare de încălzire, sunt demonstrate de unelte fabricate din oțel P12, care în caracteristicile sale este, de asemenea, similar cu oțelul P18.

Metode de producție și procesare

Pentru producția de scule din aliaje de mare viteză, sunt utilizate două tehnologii principale:

• metoda clasică, care presupune turnarea metalului topit în lingouri, care sunt apoi supuse forjarii;
• o metodă de metalurgie a pulberilor în care metalul topit este atomizat folosind un curent de azot.

Tehnologia clasică, care presupune forjarea unui produs dintr-un aliaj de mare viteză care a fost turnat anterior într-o matriță specială, permite ca un astfel de produs să fie dotat cu caracteristici de calitate superioară.

Această tehnologie ajută la evitarea formării segregărilor de carbură în produsul finit și, de asemenea, face posibilă supunerea acestuia la recoacere preliminară și întărire ulterioară. In afara de asta, această tehnologie producția evită un astfel de fenomen precum „fractura naftalinei”, care duce la o creștere semnificativă a fragilității produs finit, din aliaj de mare viteză.

întărire unelte gata făcute fabricat din aliaj de mare viteză, se efectuează la temperaturi care favorizează o mai bună dizolvare a aditivilor de aliaj în ele, dar în același timp nu duc la creșterea boabelor structura interna. După întărire, aliajele de mare viteză au până la 30% austenită în structură, ceea ce nu are cel mai bun efect asupra conductivității termice a materialului și durității acestuia. Pentru a reduce cantitatea de austenită din structura aliajului la valori minime, se folosesc două tehnologii:

• efectuați mai multe cicluri de încălzire a produsului, ținându-l la o anumită temperatură și răcire: revenire multiplă;
• Înainte de revenire, produsul este răcit la o temperatură destul de scăzută: până la –800.

Îmbunătățirea caracteristicilor produsului

Pentru ca uneltele din aliaje de mare viteză să aibă o duritate mare, rezistență la uzură și rezistență la coroziune, suprafața lor trebuie supusă unei prelucrări, ale căror metode includ următoarele.

Oțelurile de înaltă duritate rezistente la căldură, numite oțeluri de tăiere rapidă sau rapidă, sunt un grup de oțeluri înalt aliate oteluri pentru scule, care datorita compozitiei si regimuri speciale tratamentele termice pentru duritatea secundară au rezistență foarte mare la uzură și roșu (până la 550 – 600°C). Acestea combină rezistența la căldură (600-700˚C) cu duritatea ridicată (HRC 63-70) și rezistența crescută la deformarea plastică. Ca urmare a aplicării oţeluri de mare viteză A devenit posibilă creșterea vitezei de așchiere de 2-4 ori (și în oțelurile mai noi cu călire intermetală chiar de 5-6 ori) și creșterea duratei de viață a sculei de 10-40 sau de mai multe ori față de cele obținute pentru sculele din non- oteluri rezistente la caldura. Aceste avantaje se manifestă la tăiere: la viteză crescută, adică. când muchia de tăiere este încălzită, sau la o viteză mai mică, dar cu presiune ridicata. Pentru a înțelege proprietățile și zonele de utilizare a acestora, este important să se reducă duritatea acestora prin HRC 2-4 față de maximul obținut poate fi însoțit de o deteriorare a vâscozității, rezistenței și rezistenței la uzură. Oțel de mare viteză necesar pentru utilizare în condiții de duritate mare și atunci când se lucrează fără sarcini dinamice mari.

Rezistența la căldură a unui tăietor de mare viteză este creată prin aliaje speciale și călire cu foarte temperaturi mari: 1200-1300˚С. Principalele elemente de aliere sunt wolfram sau wolfram împreună cu molibdenul.Este recomandabil să distingem numeroase oțeluri de mare viteză în funcție de proprietățile lor principale: rezistență la căldură moderată, crescută și ridicată. Oțelurile cu rezistență la căldură moderată și ridicată au un conținut relativ ridicat de carbon (≥0,6-0,7%) și aceeași natură a călirii; duritatea secundară este creată prin eliberarea de carburi în timpul călirii.

Oțelul de mare viteză cu rezistență moderată la căldură păstrează o duritate de HRC 60 după încălzire (4 ore) la 615-620˚C. Sunt potrivite pentru tăierea oțelurilor și fontelor cu o duritate de până la HB 250-280, adică. majoritatea materialelor structurale și sunt utilizate pe scară largă (78-80% din producția totală de oțeluri de mare viteză). Reprezentanții tipici ai acestui grup sunt oțelurile P18 și cele mai rațional aliate: wolfram (oțel P12) și tungsten-molibden (oțel P6M5).

Oțelurile cu rezistență crescută la căldură au un conținut ridicat fie de carbon (azot), fie sunt aliate suplimentar cu cobalt. Ele mențin o duritate de HRC 60 după încălzire la 630-650˚C. Durabilitatea sculelor, atunci când sunt utilizate corect, a acestor oțeluri este de 1,5-4 ori mai mare decât cea a oțelurilor cu rezistență moderată la căldură.

Oțelurile cu rezistență ridicată la căldură păstrează o duritate de HRC 60 după încălzire la 700-730˚C. Natura întăririi lor este fundamental diferită - datorită eliberării de compuși intermetalici. Aceste oțeluri, atunci când sunt utilizate corect, de exemplu pentru tăierea multor materiale greu de tăiat, asigură o creștere a durabilității de 10-15 ori sau mai mult.

1. Compoziția chimică a oțelurilor de mare viteză (GOST 19265-73)

calitate de oțel
Note: 1. Conținutul de Mn, Si și Ni nu este mai mare de 0,4%; S și ​​P nu mai mult de 0,03% (pentru oțelurile R9F5, R14F4 și R10K5F5 este permis 0,035% P). 2. Conținutul de molibden este permis până la 1% în oțelul R18 și până la 0,6% în oțelul R9 (clasele R18M și R9M). Când conținutul de Mo din oțelurile R18M și R9M crește peste 0,3%, conținutul de W din acestea poate fi redus (1% Mo înlocuiește 2% W).

După compoziție, oțelul de mare viteză este împărțit în wolfram (R9, R12, R18, R18F2), vanadiu ridicat (R9F5, R14F4), cobalt (R9K5, R9K10), cobalt-vanadiu (R10K5F5, R18K5F2). Se mai folosesc oțeluri rapid aliate R7T, oțeluri tungsten-molibden (R6M3 și R6M5F, oțeluri cobalt-vanadiu R6M3K5F2, R9M4K5F2 și R18K8F2M etc.).

2. Compoziția chimică a oțelurilor de mare viteză (nelegate)

calitate de oțel
R18K8F2M (EP 379)

Gama de oțeluri de mare viteză produse:

tije laminate la cald și forjate – rotunde și pătrate, bandă;

bare rotunde cu finisare îmbunătățită a suprafeței și precizie dimensională crescută;

bandă laminată la rece.

3.Proprietățile de bază ale oțelurilor de mare viteză în starea inițială de livrare

calitate de oțel			Ar1	Temperatura în °C			% în greutate faza de carbură
Notă. Răcirea după recoacere se realizează împreună cu cuptorul la o viteză de cel mult 30°/

Scopul oțelurilor de mare viteză

calitate de oțel	Caracteristicile și condițiile de funcționare ale instrumentului	Scop
	O unealtă cu rezistență ridicată la uzură, păstrează proprietățile de tăiere atunci când este încălzită în timpul funcționării până la 600°C	Freze, burghie, freze, freze, alezoare, freze, robinete, broșe
	Funcționează atunci când muchia de tăiere este încălzită la 600°C și nu necesită șlefuire sau ascuțire semnificativă. Este posibil să se utilizeze metode de deformare plastică la cald și întărire prin inducție.	Freze, burghie, freze, ferăstraie, unelte pentru prelucrarea lemnului, ferăstraie
	Funcționează când muchia de tăiere este încălzită la 600°C, este posibilă o cantitate semnificativă de șlefuire. Se poate aplica deformare plastică la cald	Freze, burghie, freze, freze, alezoare, robinete, broșe, matrițe
	Funcționează la încălzire la 580-600°C, cu avansuri mari în condiții de sarcini mecanice și șoc crescute. Este posibil să se utilizeze metode de deformare plastică la cald	Freze, plite, burghie, broșe, robinete mașini
	O unealtă cu productivitate și rezistență la uzură ușor crescute în comparație cu oțelurile P9 și P18 la prelucrarea materialelor de durere medie, aliajelor inoxidabile și rezistente la căldură
	O unealtă cu rezistență crescută la uzură, care lucrează în operațiuni de finisare cu avansuri mici la prelucrarea oțelurilor cu duritate crescută, aliaje rezistente la căldură, materiale plastice, fibre, cauciuc dur. Foarte greu de șlefuit	Broșuri, evoluții
	Scule cu rezistență crescută la uzură pentru prelucrarea materialelor de înaltă rezistență și aliajelor și materialelor plastice rezistente la căldură cu incluziuni dure. Foarte greu de șlefuit	Freze, freze, plite, segmente de ferăstrău
	O unealtă cu productivitate crescută, rezistență la roșu și duritate la cald în comparație cu oțelul P18 pentru prelucrarea aliajelor rezistente la căldură, titanului și a altor materiale greu de tăiat. Oțelul este predispus la decarburare	Freze, freze, plite, cuțite insert, burghie speciale
	Instrument cu productivitate crescuta, rezistență la roșu și rezistență la uzură pentru prelucrarea materialelor greu de tăiat, rezistente la căldură și aliaje de titan. Oțelurile sunt greu de măcinat și sunt predispuse la decarburare	Freze, plite, cuțite de tăiere asamblare, burghie
	Scule cu rezistență și rezistență crescute la uzură pentru prelucrarea titanului și aliajelor rezistente la căldură, oțelurilor inoxidabile și de înaltă rezistență	Freze, burghie, alezoare, robinete, scule de tăiere cu roți dintate

Folosit pentru producție scule de tăiere a metalelor, conceput pentru tăiere de mare viteză. Aliarea oțelurilor de mare viteză cu wolfram, molibden, vanadiu și cobalt asigură duritatea și rezistența la căldură a oțelului.

Marcarea oțelurilor de mare viteză:

Numărul de după litera „P” indică conținutul mediu de wolfram (ca procent din masa totală, litera B este omisă). Apoi, după literele M, F și K, se indică procentul de molibden, vanadiu și cobalt.