Свойства некоторых твердых сплавов (гарантируемые)
Свойства некоторых твердых сплавов (гарантируемые) - раздел Образование, Конструкционные легированные стали Группа
Сплава
Марка
Сплава
Соста...
Группа
сплава
Марка
сплава
Состав, %
Сопротивление изгибу, МПа
Плотность,
г/см3
Твердость
HRA
WC
ТiС
Со
ВК
ВК2
–
15,0–15,4
ВК3
–
14,9–15,3
ВК6
–
14,6–15,0
ВК8
–
14,4–14,8
87,5
ВТК
Т5К10
12,3–13,2
88,5
Т14К8
11,2–12,0
89,5
Т15К6
11,0–11,7
ТК
Т30К6
9,5–9,8
Т60К6
6,5–7,0
По структуре и природе карбидных фаз современные твердые сплавы могут быть разделены на три группы.
К первой группе относятся однокарбидные твердые сплавы, состоящие из карбида вольфрама (так называемая группа ВК). Внутри группы сплавы подразделяются на марки (ВКЗ, ВК6, ВК8, ВК10), различающиеся содержанием кобальта (в сплаве ВК8 – 8% Со, в сплаве ВК6 – 6% и т. д.). Чем больше в сплаве кобальта, тем он менее тверд и размягчается при более низкой температуре, но и менее хрупок. Прочность твердых сплавов из-за хрупкости меньше прочности быстрорежущей стали.
Сплав следует выбирать с учетом этих особенностей, а также условий работы.
Структура однокарбидного сплава группы ВК приведена на рис. 3.18, а. Светлые угловатые зерна и являются кристаллами карбида WC. Кобальтовая прослойка располагается по границам зерна и на оптических микрофотографиях протравленных шлифов четко не выявляется. Темные участки на шлифе – преимущественно поры.
Карбид вольфрама WC почти не растворяет титана, тогда как карбид титана TiC ведет себя по отношению к вольфраму совсем иначе. Согласно исследованию Я. С. Уманского и др., в карбиде титана может раствориться до 70% вольфрама, а при высокой температуре – до 90%.
Диаграмма состояния карбидной системы показана на рис. 3.19.
Ко второй группе твердых сплавов относят двухкарбидные сплавы – группа ВТК. Наиболее типичным представителем этой группы сплавов является сплав Т15К6. Хотя перед спеканием порошок состоит из 15%карбида титана и 79% карбида вольфрама, но при спекании вследствие процессов диффузии и растворения вольфрама и углерода в карбиде титана структура состоит более чем из 50% карбида титана (Ti, W) С (темные крупные карбидные частицы, рис. 3.18, б).
Рис. 3.18. Микроструктура твердых сплавов, ×100:
а – ВК3; б – Т15К6; в – Т30К4
Pиc. 3.19. Псевдобинарный разрез системы W – Ti – С
Из диаграммы состояния видно, что вертикаль, соответствующая сплаву Т15К6, как и сплаву Т5КШ (т. е. когда исходная шихта сплава состоит из 15 или 5% карбида титана), находится в двухфазной области.
К третьей группе относятся однокарбидные сплавы, состоящие из карбида (Ti,W)С, – группа ТК. Это сплавы Т30К4 и Т60К6. При таком количестве карбида титана в шихте (т. е. 30 и 60%) в нем полностью растворен весь вольфрам. Вертикали, соответствующие этим сплавам, находятся в однофазной области твердого раствора на базе карбида титана. Структура такого сплава состоит из округлых зерен карбида (Ti, W)С (рис. 3.18, в).
Карбид титана отличается от карбида вольфрама не только более высокой твердостью, но и повышенной хрупкостью. Практика показала, что для обработки стали лучше применять сплавы группы ВТК, для обработки хрупких материалов – сплавы группы ВК. Сплавы группы ТК имеют применение при обработке горных пород, бурении нефтяных скважин.
В качестве режущих элементов инструмента применяют и другие здесь не описанные высокотвердые неметаллические материалы – начиная от алмаза (самый твердый материал в природе) и приближающиеся к алмазу по твердости соединения типа боридов и более сложные.
Конструкционные легированные стали
Легированной называется сталь, в которую для придания ей определенных механических, технологических или специальных свойств введены легирующие элементы.
Легирующие элементы. Элемент
Маркировка легированных сталей
Для обозначения марок сталей разработана система, принятая в ГОСТах. Обозначения состоят из числа цифр и букв, указывающих на примерный состав стали.
Каждый легирующий элем
СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ СТАЛЕЙ
Цель работы: изучение состава, структуры маркировки и механических свойств легированных сталей, выбор оптимального состава материала и режимов упрочняющей обработки в соответствие
Легированные конструкционные стали
Механические свойства сталей и, следовательно, конструктивная прочность повышается введением в их состав легирующих добавок, основные из которых – хром, никель, кремний и марганец. Другие легирующи
К деталям
Какай выбрать материал для изготовления детали, как ее изготовить и упрочнить – зависит, прежде всего, от условий работы детали, величины и характера, нагружения при эксплуатации, ее размеров, масс
Стали и упрочняющая обработка для типовых деталей машин
Валы. В зависимости от условий эксплуатации стойкость валов определяется усталостной прочностью при кручении и изгибе, контактной прочностью или износостойкостью.
Малонагруженные ме
Прокаливаемость
Под прокаливаемостью подразумевают глубину проникновения закаленной зоны[2].
Несквозная прокаливаемость объясняется тем, что при закалке деталь охлаждается быстрее с поверх
Цементация стали
При цементации происходит поверхностное насыщение стали углеродом, в результате чего получается высокоуглеродистый поверхностный слой. Поскольку для цементации берут низкоуглеродистую сталь, то сер
Натурные и эксплуатационные испытания
В заключение необходимо отметить, что какими бы точными ни были предварительные расчеты конструкционной прочности, обеспечить которую должен выбираемый материал, нельзя судить только по ним о надеж
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
Цель работы: ознакомление со строением, свойствами инструментальных углеродистых, быстрорежущих сталей, твердых, сверхтвердых сплавов и керамических материалов; изучение их структу
Углеродистые стали
Углеродистые стали (ГОСТ 1435-90) производят:
– качественными - У7, У8, У9, …, У13;
– высокачественными - У7А, У8А, У9А, …, У13А.
Буква У
Низколегированные стали
Эти стали содержат до 5% легирующих элементов (табл. 3.1), которые вводят для увеличения закаливаемости, прокаливаемости, уменьшения деформаций и опасности растрескивания инструмент
Быстрорежущие стали
Быстрорежущие стали предназначены для изготовления режущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания.
Быстрорежущая сталь должна обладать высокой горячей твер
Некоторых быстрорежущих сталей
Сталь
Температура закалки, °С
Состав твердого
раствора, % (атомн.)
К4р58, °С
Остаточный аустенит,
%
Из быстрорежущих сталей
Марка стали
Закалка
Отпуск
Температура, °С
Твердость HRC
Количество аустенита, %
Температура,
Штамповые стали
Для обработки металлов давлением применяют инструменты, деформирующие металл, – штампы, пуансоны, ролики, валики и т. д. Стали, применяемые для изготовления инструмента такого рода,
Твердые сплавы
В настоящее время для скоростного резания металлов применяют инструмент, оснащенный твердыми сплавами. Рабочая температура резания инструмента из твердых сплавов до 800–1000°С.
Сверхтвердые сплавы и керамические материалы
Применяемые для лезвийного инструмента синтетические сверхтвердые материалы (СТМ) являются плотными модификациями углерода и нитрида бора.
Алмаз и плотные модификации нитри
Порядок выполнения работы
1. Изучите марки и химический состав сталей и сплавов, классификацию сталей по способу изготовления и по назначению в зависимости от содержания хрома, никеля и меди, требования к ма
Белые чугуны
В белых чугунах весь углерод находится в химически связанном состоянии (в виде цементита), т. е. кристаллизуются они, как и углеродистые стали, по метастабильной диаграмме Fe – Fe
Серые, высокопрочные и ковкие чугуны
Серые, высокопрочные и ковкие чугуны относятся к материалам, в которых весь углерод или его часть находится в виде графита. Излом этих чугунов – серый, матовый. В их структуре разли
Порядок выполнения работы
1. Изучите классификацию чугунов, их строение, маркировку и способы получения.
2. Исследуйте под микроскопом шлифы и указать, к какому виду чугунов относится каждый образец
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов