Инструментальные легированные стали.
Жаропрочных сталей и сплавов
(ГОСТ 5632-72)
| Марка и класс стали | Элементы | Прочие элементы | |||||||||||
| C | Cr | Ni | Mo | V | |||||||||
| 15ХМ Перлитный | 0,11-0,18 | 0,8-1,1 | — | 0,4-0,55 | — | — | |||||||
| 1Х21МФ | 0,08-0,15 | 0,9-1,2 | — | 0,25-0,35 | 0,15-0,3 | — | |||||||
| 15Х11МФ Мартенситный | 0,12-0,19 | 10-11,5 | — | 0,6-0,8 | 0,25-0,4 | — | |||||||
| 40Х9С2 | 0,35-0,45 | 8-10 | — | — | — | 2-3 Si | |||||||
| 20Х12ВНМФ | 0,17-0,23 | 10,5-12,5 | 0,5-0,9 | 0,5-0,7 | 0,15-0,3 | 0,5-0,9 Mn 0,7-1,1 W | |||||||
| 09Х14Н16Б Аустенитный | 0,07-0,12 | 13-15 | 14-17 | — | — | 1-2 Mn 0,9-1,3 Nb | |||||||
| 45Х14Р14В2М | 0,4-0,5 | 13-15 | 13-15 | 0,25-0,4 | — | 2-2,8% W | |||||||
| 40Х15Н7Г7Ф2МС | 0,38-0,47 | 14-16 | 6-8 | 0,65-0,95 | 1,5-1,9 | 0,9-1,4 Si 6-8 Mn | |||||||
| ХН77ТЮР Сплав | ≤0,07 | 19-22 | Осн. | — | — | 2,4-2,8 Ti 0,6-1 Al ≤0.01B | |||||||
| ХН55ВМТФКЮ | ≤0,12 | 9-12 | > | 4-6, | 0,2-0,8 | 1,4-2 Ti 12-16 Co 4.5-6.5 W 3.6-4.5 Al ≤0.02 B | |||||||
Детали из стареющих сталей подвергают закалке в воде, масле или на воздухе с температуры 1050-1200оС с последующим длительным (8-24ч) старением при температуре 600-800оС. При нагреве под закалку происходит растворение в твёрдом растворе (аустените) карбидов и других фаз, а после охлаждения получается однородный, пересыщенный твёрдый раствор (аустенит). При старении из пересыщенного твёрдого раствора (аустенита) выделяются высокодисперсные частицы карбидов и других фаз, упрочняющие сталь.
Жаростойкость сталей аустенитного класса 800-850оС.
Для работы при 800-1100оС применяют жаропрочные сплавы на никелевой основе, например ХН77ТЮР, ХН55ВМТФКЮ для лопаток турбин. Эти сплавы стареющие и подвергаются такой же термической обработке (закалке и старению), как и стареющие стали аустенитного класса. Жаростойкость сплавов на никелевой основе до 1200ºС.
Инструментальные стали применяют для изготовления трех основных групп инструмента: режущего, измерительного и штампов. В связи с условиями работы инструмента к инструментальным сталям предъявляют определенные требования.
С т а л ь д л я р е ж у щ е г о и н с т р у м е н т а (резцы, сверла,метчики, фрезы, протяжки и др.) должна обладать высокой твердостью, превышающей твердость обрабатываемого материала; износостойкостью; теплостойкостью, т.е. способностью стали сохранять при нагреве рабочей кромки, возникающем в эксплуатации, структуру и свойства, необходимые для резания.
Измерительный инструмент ( гладкие и резьбовые калибры и др.) служит для проверки размеров изготовляемых деталей.
С т а л ь д л я и з м е р и т е л ь н о г о и н с т р у м е н т а должна быть твердой и длительное время сохранять размеры и форму инструмента.
Штампы служат для деформирования металла в холодном и горячем состояниях.
С т а л ь д л я ш т а м п о в х о л о д н о г о д е ф о р м и р о в а н и я (вытяжные, гибочные, высадочные штампы, дыропробивные пуансоны, ролики для накатывания резьбы и др.) должна иметь высокую твердость, износостойкость и достаточную вязкость
С т а л ь д л я ш т а м п о в г о р я ч е г о д е ф о р м и р о в а н и я (ковочные, прошивные, обрезные штампы и др.) должна иметь высокие механические свойства, которые должны сохраняться и при повышенных температурах, глубоко прокаливаться и обладать стойкостью против разгара.
В связи с различными условиями работы инструментальные стали по назначению делят на следующие группы: стали для режущих инструментов; стали для измерительных инструментов; стали для измерительных инструментов; штамповые стали.
В особую группу инструментальных материалов входят так называемые твердые сплавы, применяемые для инструмента, работающего при особо высоких скоростях резания.