Немного об инструментальных сталях

1 Инструментальные стали и сплавы – общие сведения

 

 

Под инструментальными подразумевают такие стали, в составе которых содержится не менее 0,7 процента углерода. В большинстве случаев они характеризуются доэвтектоидной, ледебуритной либо заэвтектоидной структурой.

 

Между собой они отличаются наличием вторичных карбидов (их нет в доэвтектоидных сплавах). При этом во всех структурах обязательно присутствуют карбиды, образующиеся при эвтектоидных модификациях или в процессе распада мартенсита.

 

Инструментальная сталь может предназначаться для:

 

    холодного и горячего деформирования (штамповочная);

    изделий высокой точности;

    режущего инструмента;

    измерительных изделий;

    литейных прессформ, используемых под давлением.

 

В связи с этим любые марки инструментальной стали обязаны иметь достаточную  вязкость (если они применяются для ударных изделий), высокую прочность, хорошую износостойкость и твердость. Кроме того, было установлено, что разные виды инструментальных сталей должны характеризоваться и рядом особых свойств, что позволяет изготавливать инструменты различных категорий.

 

Например, сплавы для холодной деформации должны дополнительно обладать гладкой поверхностью, высокой формо- и размероустойчивостью, а также пределом  упругости и текучести при сжатии (так называемая "прочность на сжатие"), сплавы для деформации в горячих условиях – повышенной теплопроводностью, стойкостью к термическим колебаниям и против отпуска, теплостойкостью. Аналогичным требованиям должны соответствовать и Инструментальные стали для режущего инструмента.

 

Также существует и несколько специальных технологически характеристик, коим обязаны соответствовать описываемые нами сплавы:

 

    хорошая обрабатываемость резкой;

    нечувствительность к перегреву;

    малая восприимчивость к прилипанию и привариванию;

    шлифуемость (шлифование металла важно для качественной эксплуатации инструмента, изготавливаемого из него);

    хорошая прокаливаемость;

    в горячем состоянии – пластичность;

    невосприимчивость к обезуглероживанию;

    малая склонность к образованию трещин на металле.

 

Классификация инструментальных сталей

 

Все инструментальные сплавы, как понятно из вышеизложенных фактов, имеют собственные характеристики и свойства. Именно по ним они и классифицируются. Выделяют 5  групп сталей для производства инструмента:

 

    вязкие и теплостойкие: к ним относят за- и доэвтектоидные сплавы, легированные молибденом, вольфрамом, хромом, со средним либо малым содержанием углерода;

    нетеплостойкие, высокотвердые и вязкие: содержание углерода – среднее, малопрокаливаемые, низколегированные;

    теплостойкие, высокотвердые и износостойкие: быстрорежущие высоколегированные, а также ледебуритные сплавы (углерода в них обычно много – более 3%);

    среднетеплостойкие, твердые и износостойкие:  от 2 до 3 процентов углерода, хрома – от 5 до 12 процентов, к таковым относят заэвтектоидные и ледебуритные составы;

    нетеплостойкие и твердые: малолегированные, нелегированные, и заэвтектоидные стали с большим количеством углерода.

 

Если сплав имеет высокую твердость, его нежелательно использовать для инструмента, эксплуатируемого при ударных нагрузках, так как такие составы не считаются вязкими. По уровню твердости можно выделить два вида сталей:

 

    повышенновязкие (углерода в них 0,4–0,7%);

    износостойкие и высокотвердые (содержание углерода – 0,7–1,5%).

 

Прокаливаемость также имеет огромное значение для классификации инструментальных сталей. Легированные составы описываются высокой (критический диаметр – 80–100 мм) и повышенной (50–80 мм) прокаливаемостью, углеродистые сплавы с вольфрамом – низкой (10–25 мм).