Марки инструментальной стали и способ изготовления

Легированная инструментальная сталь

Легированная сталь — сталь, в которую добавляют в определенных объемах спец. элементы. Эти элементы позволяют придать стали необходимые свойства. Легирующие элементы увеличивают стойкость к коррозии, прочность стали и уменьшают опасность ее хрупкого разрушения.

Инструментальная сталь легируется на различных этапах изготовления металла. Легирующие элементы добавляют или в шихту или в расплав. Вводимые элементы образуют с основой сталью химические соединения. Нитридные, интерметаллидные и карбидные элементы имеют высокую прочность, твердость, жаропрочность, химическую стойкость и т.д.

Для легирования используют сплавы железа (ферросплавы) и лигатуры, которые содержат необходимые легирующие элементы: кремний (Si) — С; алюминий (Al) — Ю; титан (Ti) — Т; бор (B) — Р; молибден (Mo) — М; бериллий (Be) — Л; кобальт (Co) — К; селен (Se) — Е; вольфрам (W) — В; ниобий (Nb) — Б; ванадий (V) — Ф; азот (N) — А; медь (Cu) — Д; никель (Ni) — Н; хром (Cr) — Х; марганец (Mn) — Г.

В чистом виде металлы выгорают при добавлении или возникают другие технологические трудности.ГОСТ 5950-2000 устанавливает нормы выпуска мотков, прутков и полос калиброванных, кованых, горячекатаных и с отделкой поверхности, а также требования химического состава для сталей 9ХФМ, 4ХМНФС, 3Х2МНФ поковки, труб, лент, заготовок, слитков и прочей металлопродукции.

Классификация легированных инструментальных сталей

В зависимости от производителя:

• ОАО «Металлургический завод «Электросталь» — ЭИ;

• ОАО «Златоустовский металлургический завод» — ЗИ.

По отделке и качеству поверхности:

• с проведением специальной отделки поверхности — Д, Г, В;

• калиброванная — В и Б;

• кованая и горячекатаная: для подгруппы «а» (2ГП), повышенного качества для подгруппы «б» (3ГП), обычного качества для подгруппы «б» (4ГП).

По качеству изготовления:

• высококачественная — А;

• обычная.

По способу последующей обработки:

• а — кованая и горячекатаная металлопродукция для холодного волочения или горячей обработки давлением без контроля характеристик структуры;

• б — кованая и горячекатаная металлопродукция для механической холодной обработки со всевозможными испытаниями.

По назначению:

• I — для выпуска инструмента для обработки металлов и прочих материалов в холодном состоянии;

• II — для выпуска инструмента для обработки металлов давлением при температурах более 300°С.

По количеству легирующих элементов:

• низколегированная — полная масса легирующих элементов не более 2,5%;

• среднелегированная — полная масса легирующих элементов не менее 2,5-10%;

• высоколегированная — полная масса легирующих элементов не менее 10%.

Марки легированной инструментальной стали

Марки стали легированной инструментальной I группы: Х12ВМФ, Х12Ф1, Х12МФ, Х12, 6Х6В3МФС (55Х6В3СМФ, ЭП569), 11Х4В2МФ3° C2 (ДИ37), 8Х4В2МФС2 (ЭП761), Х6ВФ, 6Х4М2ФС (ДИ55), 8Х6НФТ (85Х6НФТ), 9Х5ВФ, 7ХГ2ВМФ, 6ХЗМФС (ЭП788), 5ХВ2СФ, 6ХВ2С, ХВГ , ХВСГФ, 4ХС, ХГС, 20Х13, 40Х13 , В2Ф, 9ХС, 6ХВГ, 9ХВГ, 9Г2Ф, 6ХС, 12Х1 (ЭП430, 120Х), 9Х1, Х, 9ХФМ, 11ХФ (ИХ), 9ХФ, 8ХФ, 13Х.

Марки стали легированной инструментальной II группы: 05Х12Н6Д2МФСГТ (ДИ80), 14Х17Н2 , 12Х18Н10т , 4Х5МФС, Х3В3МФС (ДИ23), 4Х5В2ФС (ЭИ958), 4Х2В5МФ (ЭИ959), 4Х4ВМФС (ДИ22), 4Х5МФ1С (ЭП572), 4Х5 МФС, 3Х3М3Ф, 4Х3ВМФ (3И2), 5Х2МНФ (ДИ32), 3Х2МНФ, 4ХМНФС, 4ХМФС (40ХСМФ), 8Х3, 7Х3, 5ХНВС, 5ХНВ, 5ХНМ .

Марка стали обозначается по принципу:

• первые цифры — в десятых долях процента — массовая доля углерода,

• далее буквенное обозначение вещества, применяемого в качестве легирующего элемента,

• затем цифры — в целых единицах процентов — средняя массовая доля легирующего элемента. Если содержание углерода более 1%, начальную цифру опускают. Обозначение «А», в средней части марки стали — это содержание азота, если в конце, то сталь высококачественная. Пример: сталь 5ХНМ — 0,5 углерода, 1 хрома, 1 N1, менее 0,3Mo.

Нестандартные легированные стали, изготавливаемые например «Электросталь», обозначаются сочетанием букв «ЭИ», после чего указывается порядковый номер стали: ДИ80, ЭП761, ЭИ959 и др.

Инструментальная углеродистая сталь — сталь, в состав которой не входят легирующие элементы, хотя углерод присутсвует в различной концентрации: более 0,6% — сталь высокоуглеродистая, 0,24-0,6% сталь среднеуглеродистая, до 0,25% — сталь низкоуглеродистая.

ГОСТ 1435-99 устанавливает нормы изготовления полос, прутков калиброванных, горячекатаных, кованых и с проведением специальной отделки поверхности из стали инструментальной углеродистой, а также нормативы химического состава для проволоки, лент, листов, заготовок, слитков и прочей металлопродукции.

Классификация углеродистых сталей

По состоянию материала:

• прокат нагартованный — НГ (для прутков с проведением специальной отделки поверхности и калиброванных);

• сталь термически обработанная — ТО;

• без термообработки.

По отделке и качеству поверхности:

• для стали со специальной обработкой поверхности — Д, Г, В.

• для калиброванного проката — В и Б.

• для кованой и горячекатаной стали: для подгруппы «а» (2ГП), для подгруппы «б» (3ГП);

По способу последующей обработки:

• а — прокат кованый и горячекатаный для горячей обработки давлением (высадки, осадки), холодного волочения;

• б — для механической холодной обработки (фрезерования, обточки и тому подобного).

По назначению в зависимости от доли меди, никеля и хрома:

• 1 — для продукции любых видов, кроме патентированной ленты и проволоки;

• 2 — для патентированной ленты и проволоки;

• 3 — для продукции любых видов, производимой с многократными нагревами, усиливающими возможность проявления графитизации стали, а также для изделий, от которых требуется повышенная прокаливаемость (кроме патентированной ленты и проволоки, проката для сердечников).

По химическому составу:

• высококачественная — А.

• качественная;

По назначению:

• электротехническая — Э;

• шарикоподшипниковая — Ш;

• быстрорежущая — Р.

Марки углеродистой инструментальной стали

Марки углеродистой инструментальной стали: У12А, У10А, У9А, У8ГА, У8А, У7А, У13А, У13, У12, У11А, У11, У10, У9, У8Г, У8, У7.

Обозначают так: углеродистая — У, далее цифра обозначает среднюю массовую долю углерода в десятых долях процента. Если присутствует повышенная массовая доля марганца, то далее ставится символ «Г».

Инструментальная быстрорежущая сталь

Полосы и прутки из быстрорежущей инструментальной стали выпускаются в соответствии с требованиям ГОСТ 19265-73 .

Такая сталь используется для изготовления режущих инструментов. Инструментальная быстрорежущая сталь сочетает в себе при повышенных температурах высокую износостойкость, теплоустойчивость (взависимости от обработки и состава 600 — 650 ^о С) с высокой твердостью и повышенное сопротивление пластической деформации.

Сталь инструментальная быстрорежущая может быть легированная или нелегированная. Если нелегированная, то ее считают как разновидность углеродистой стали. Классификация и свойства инструментальной быстрорежущей стали в зависимости от типа легирования относят или к углеродистой или легированной стали.

Инструментальная быстрорежущая сталь при стыковой электросварке со сталью 40Х и 45 обладает хорошей свариваемостью.

Марки быстрорежущей инструментальной стали

Р6М5, Р18, Р9К9, Р9К5, Р6М4К9, Р6М5К5, Р6М5Ф3, Р9М4К8 и так далее.