Быстрорежущие инструментальные стали, их состав, принцип маркирования, основные марки, свойства и применение

Быстрорежущие стали обладают более высокими режущими свойствами, чем вышерассмотренные. Имеют твердость 63…65HRCэ, красностойкость qт = 600-7200С и позволяют работать при скоростях резания 20…40 м/мин. Возможность работать на таких скоростях резания объясняется наличием в их составе вольфрама, молибдена, кобальта и ванадия. Маркировка быстрорежущей стали включает в себя буквы, обозначающие карбидообразующие и легирующие элементы (Р – вольфрам, М – молибден, Ф – ванадий, К – кобальт, Т – титан, Ц – цирконий, А – азот) и цифры (за буквами), обозначают среднее массовое содержание элемента в %. Например, Р18 (W – 18%, Cr – 4,1% , V – 1,2%, C – 0,75%, Si и Mn – 0,4%, Mo – 3%, P и S – 33%).

Быстрорежущие стали подразделяются на: вольфрамовые – Р18, Р12, Р9 и другие; вольфрамомолибденовые – Р6М5, 10Р6М5 и другие; вольфрамованадивые – Р18Ф, Р12Ф3 и другие; вольфрамокобальтовые – Р9К5, Р9К10 (64…65HRCэ, qкр = 6300С); вольфрамованадиевые с кобальтом – Р18К5Ф2, Р18Ф2К8 и другие (66…68 HRCэ, qкр = 6400С); вольфрамомолибденованадиевые с кобальтом – Р6М5К5, Р12М3Ф2К5, Р10М4Ф3К10, Р6М5Ф2К8 и другие (66…69HRCэ); с интерметаллидным упрочнением – В11МЭК23, В14МЭК25, 30В20К16 и другие (68…69HRCэ, qкр = 700…7250С). Влияние отдельных элементов на свойства сталей различно. Повышение процентного содержания углерода приводит к повышению твердости, красностойкости, но одновременно снижает прочность, ухудшает технологические свойства сталей. Вольфрам придает красностойкость, а хром хорошую прокаливаемость. Ванадий также увеличивает красностойкость, но ухудшает шлифуемость сталей. Молибден влияет на красностойкость также как и вольфрам. Режущие свойства сталей существенно зависят от термообработки, заключающейся в закалке (qз = 13000С) в соляных ваннах и последующем двух- или трехкратном отпуске.

Применяются также литые быстрорежущие стали для изготовления инструментов простой формы, вязкость которых выше, чем у кованных.

Порошковые быстрорежущие стали изготавливают методом прессования порошков, которые получают распылением расплавленной стали в среде инертных газов (азот, аргон) во избежания их окисления. Порошок (размер зерен около 150 мкм) предварительно прессуют в холодном состоянии при давлении 40000 Мпа. После вакуумирования порошок нагревают до 1150…12000С и вторично прессуют под давлением 4000 МПа. Затем куют заготовки диаметром 100..200 мм.