Быстрорежущие стали. - раздел Машиностроение, Ознакомление со способами получения, составом и свойствами неметаллических конструкционных материалов, применяемых в машиностроении 1.Условия Работы Отдельных Видов Инструментов Различны И Дл...
1.Условия работы отдельных видов инструментов различны и для различных видов инструментов применяют материалы, наиболее подходящие по своим качествам к данным условиям работы.
Для ударно-штамповочного инструмента, нагруженных штампов, деформирующих металл в холодном состоянии, применяют высоколегированную хромовую сталь, например, марки Х12 (2,0…2,2 % С и 11,5…13,0% Сr), Х12ВМ и др. После закалки и многократного отпуска эти стали имеют твердость 60…62 HRC и высокую износоустойчивость.
Для тяжелонагруженных штампов, деформирующих металл в горячем состоянии, применяют сталь марок 5ХНМ и 5ХГМ. После термической обработки они становятся твердыми и износоустойчивыми. При этом важно добиться повышенной вязкости, что лучше обеспечивается термоциклической обработкой с последующим охлаждением в воде или в масле. В табл. 7 приведены сравнительные данные по ударной вязкости и твердости сталей 5ХНМ и 4Х5МФС для деформирования в горячем состоянии и стали Х12Ф1 для холодного деформирования после закалки с отпуском и после термоциклической обработки.
Для изготовления измерительного инструмента высокого класса точности (калибров, измерительных плиток, микрометров) применяют высокоуглеродистые стали марок 12X1, 9X1, X; помимо высокой твердости и износоустойчивости они имеют малый коэффициент теплового расширения.
2. Низколегированная сталь для режущего инструмента по своей режущей способности существенно не отличается от углеродистой стали и применяется при небольших скоростях резания, так как она теряет твердость уже при температуре 200…220°С. Однако эта сталь имеет меньшую критическую скорость закалки по сравнению с углеродистой и поэтому обладает более высокой прокаливаемостью, что позволяет получить структуру мартенсита в более крупных сечениях инструмента; кроме того, она менее хрупкая. Основными легирующими элементами для сталей всех марок этой группы являются хром (1…3 %), а также вольфрам. Сталь 9ХС применяют для изготовления резцов, сверл, фрез, зенкеров, разверток; сталь ХВГ, 9Х5ВФ – для сверл, метчиков, разверток; сталь ХВ5 – для инструментов, работающих по твердым материалам. После закалки и низкого отпуска низколегированные стали имеют твердость 60…62 HRC, а сталь ХВ5 – до 65.
3. Быстрорежущая сталь – это высоколегированная инструментальная сталь, обладающая красностойкостью, т. е. не теряющая твердости при нагреве до температуры 600…640°С. Режимы обработки этой сталью в 3…4 раза выше допустимых значений для углеродистой и низколегированной сталей. ГОСТ 19265–73 установлены следующие марки быстрорежущей стали: Р18, Р12, Р9, Р6МЗ, Р9Ф5, Р5М5, Р6М5К5, Р9М4К8, Р14Ф4, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18Ф2, Р18К5Ф2. Следующая за буквой Р цифра указывает среднее массовое содержание вольфрама в процентах, массовое содержание хрома (около 4 %) в обозначении марок не указывается.
Сталь марок Р9, Р12 и Р18 применяют для всех видов режущих инструментов при обработке широкого круга конструкционных материалов; сталь Р6М5 – для резьбонарезных инструментов, работающих с ударными нагрузками; сталь марок Р18К5Ф2, Р9М4К8, Р6М5К5 предназначается для обработки вязких (коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов) материалов; сталь, содержащую ванадий (Р9Ф5, Р14Ф4, Р9К5Ф5), применяют для отделочных операций при обработке сплавов титана и материалов с абразивными свойствами (пластмасс, фибры, эбонита).
По структуре в равновесном состоянии быстрорежущая сталь относится к карбидному классу. После ковки и отжига она имеет перлитно-сорбитную структуру с включениями зерен легированных карбидов. Термическая обработка этой стали состоит из закалки с температурой нагрева до 1260…1300°С и двух- или трехкратного отпуска для уменьшения остаточного аустенита. Высокая температура закалки необходима для растворения возможно большего количества карбидов в аустените, чтобы получить мартенсит, более насыщенный легирующими элементами и стойкий против отпуска. Быстрорежущая сталь имеет малую критическую скорость закалки, поэтому охлаждение после нагрева может производиться на воздухе (такую сталь называют самозакаливающейся). Однако закалка в масле дает лучшие результаты. После закалки сталь состоит из мартенсита и остаточного аустенита (около 30 %). Последующим отпуском удается уменьшить содержание остаточного аустенита и сталь после отпуска становится красностойкой. Для более полного превращения остаточного аустенита в мартенсит применяют также обработку холодом, т. е. охлаждение закаленной стали до температуры 80…100°С ниже нуля. В этом случае достаточен предшествующий обработке холодом однократный отпуск.
Все темы данного раздела:
Продукты доменной плавки.
1. Исходные материалы для производства чугуна:
1.Железные руды:
-красный железняк, или гематит Fе2О3; содержит в
Производство стали в электрических печах.
1.Шихтовыми материалами для выплавки стали являются жидкий или твердый чугун, стальной и чугунный лом, стружка, обрезки (скрап), железорудные окатыши, ферросплавы (перечисленные ма
Непрерывная разливка (в кристаллизатор).
1. Выплавленная в печи сталь выпускается в ковш и разливается в изложницы или кристаллизатор, либо разливке предшествует рафинирование стали. Внепечное рафинирова
Производство магния. Магниевые руды. Понятие об электролитическом способе получения магния.
1. Медь – металл красновато – розового цвета, плотностью 8940 кг/м3, с температурой плавления 1083°С. Она обладает высокой электропроводностью, теплопро
Понятие о свойствах металлов.
1. Большое число различных металлов, которые применяют в технике, можно разделить на черные и цветные.
Черные металлы имеют темно-серый цвет, большую плотность, вы
Методы исследования микро- и макроструктуры металлов и сплавов, контроля качества изделий.
1.К механическим свойствам металлов относят:
Прочность – это способность материала сопротивляться деформациям и разрушению под действием внешних сил.
Методы контроля качества изделий.
1.Макроанализ. Для макроанализа приготовляют образец – шлиф или излом, по которому выявляют макроструктуру – строение металла или сплава, видимое невооруженным глазом или в
Диаграммы состояния двойных сплавов. Критические точки и линии.
1.Металлическими сплавами называются соединения двух или нескольких металлов и неметаллов, у которых сохраняются металлические свойства. Сплавы можно получить сплавлением ко
Деление железоуглеродистых сплавов на стали и чугуны.
1. На диаграмме состояния (рис. 21) представлены две системы сплавов. Система Fе – Fе3С называется неустойчивой (метастабильной) в связи с тем, что цементит представляе
Структуры, получаемые при различных скоростях охлаждения.
1.При нормальной температуре доэвтектоидные стали имеют структуру феррит плюс перлит, эвтектоидные – перлит, заэвтектоидные – перлит + цементит, то есть исходное состояние всех ст
Нормализация.
1. Термической обработкой называют совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения металлических сплавов, находящихся в твердом состоянии, для изме
Отпуск. Виды отпуска.
1. Процесс закалки стали заключается в ее нагреве до определенной температуры (на 30...50° выше линии GSK по диаграмме Fe – Fe3C), выдержке и последующем быстром
Дефекты и брак при термической обработке.
1. Низколегированные стали при закалке охлаждают в воде, так же как и углеродистые. Увеличение содержания легирующих элементов в стали вызывает понижение теплопро
Азотирование.
1. Целью химико-термической обработки является получение поверхностного слоя стальных изделий, обладающего повышенными твердостью, износоустойчивостью, жаростойкостью или корро
Газовое цианирование.
3. Диффузионная металлизация, её виды.
1. Цианирование.Цианирование – насыщение поверхностного слоя одновременно углеродом и азотом; оно бывает жидкостным
Влияние примесей на свойства углеродистой стали.
Наличие небольшого количества обычных примесей в стали не влияет существенно на положение критических точек и характер линий диаграммы железо – цементит, поэтому сталь можно рассматривать с извест
Углеродистые инструментальные стали.
1. По химическому составу стали подразделяют на малоуглеродистые (до 0,3% С), среднеуглеродистые (0,3...0,65 % С) и высокоуглеродистые (свыше 0,65% С). По качеству ра
Легирование чугунов, их маркировка и область применения.
1.Сталь, содержащая, кроме постоянных примесей (марганец, кремний), один или несколько специальных элементов или повышенные концентрации марганца и кремния (>1 %), называется
Цементируемые стали.
1. Низколегированные стали.Согласно ГОСТ 19282–73, установлено 28 марок такой стали. Они содержат 1,5…2,5 % легирующих элементов, которые определяют измельчение перлитной составля
Прочие стали и сплавы с особыми свойствами.
1. Шарикоподшипниковые стали.Хромовая сталь с массовым содержанием 0,95…1,15 % С и 0,4…1,65 Сr образует группу высококачественных шарикоподшипниковых сталей (ГОСТ 801–78) ШХ6, ШХ9
Получение металлокерамических твердых сплавов.
1. Металлокерамические твердые сплавы.Эти сплавы применяют в виде пластинок к режущему инструменту и инструменту для буров при бурении горных пород, а также в виде фильер дл
Сверхтвердые инструментальные материалы.
1. Минералокерамика – синтетический материал, основой которого служит глинозем ( А12О3), подвергнутый спеканию при температуре 1720…1750 °С. Минералокерамика
Ковкие чугуны, их свойства, маркировка и область применения.
1. Белый чугун. В белом чугуне весь углерод находится в связанном состоянии в виде карбида железа. Такой чугун в изломе имеет белый цвет и характерный металлический блеск.
Бронзы, их свойства, маркировка и область применения.
1. Медь обладает высокой электропроводностью, пластичностью, коррозионной устойчивостью и способна с другими металлами образовывать ряд сплавов.
Для техн
Спеченные алюминиевые сплавы.
1. Алюминий и его сплавы. Характерные свойства алюминия – высокая пластичность, теплопроводность, электропроводность и малая прочность. Он слабо подвергается коррозии на воздухе,
Титан и его сплавы.
1. Механические свойства металлического магния очень невысоки, поэтому для изготовления деталей он не применяется. Магниевые сплавы обладают меньшими удельным весом, теплопроводн
Оловянные и свинцовые баббиты.
4. Металлокерамические пористые подшипниковые сплавы,
1. Антифрикционные,илиподшипниковые сплавы применяют для изготовления подшипников.
Методы борьбы с коррозией металлов.
1.Разрушение металлов под воздействием окружающей среды называют коррозией. Другими словами, коррозия – это процесс превращения металлов в окисленное состояние.
Классифик
Полимеризация и поликонденсация полимеров.
1. Полимерами называют вещества, молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся группировок, или мономерных звеньев, соединенных между собою химическим
Способы получения изделий из пластмасс и их применение.
1.Пластическими массами (пластиками) называют материалы, которые при определенной температуре приобретают пластические свойства, то есть способность принимать в результате пресс
Применение резиновых изделий.
1.Резинойназывают продукты химической переработки каучука и вулканизирующих веществ (сера, натрий), осуществляемой при помощи термической обработки (горячая вулканизация) ил
Применение древесины в сельхозпроизводстве.
1.Древесина используется в качестве конструкционного материала в различных отраслях промышленности как в натуральном, так и переработанном виде.
Преимущества древесины:
Основные типы клеевых материалов и их применение.
1.Лакокрасочные материалы – это жидкие композиции, образующие после нанесения и высыхания пленку, соединяющуюся с окрашиваемой поверхностью. Эту пленку называют лакокрасочным покры
Фрикционные материалы.
1. Прокладочные материалы предназначены для создания герметичности сопрягаемых деталей с целью предохранения от попадания пыли, а также вытекания смазки, газов и др. К прокладочны
Применение порошковых сплавов в ремонтном производстве
1. Сплавы, получаемые из металлических порошков прессованием и последующим спеканием без расплавления, называют порошковыми, а метод получения – порошковой металлургией.
Механическая обработка напыленных покрытий.
1.Плазменное напыление представляет собой дальнейшее развитие техники металлизации распылением. Физическое понятие «плазма» было введено в 1923 г. Лангмером для обозначения газообр
Дисперсно-упрочненные композитные материалы на алюминиевой основе.
1. Материалы сложного состава, образующиеся путем сочетания различных фаз с границей раздела между ними, называются композиционными.
Композиционные материалы состоя
Органоволокниты.
1. Карбоволокниты (углепласты) представляют собой композиции, состоящие из полимерного связуюшего (матрицы) и упрочнителей в виде углеродных волокон (карбоволокон
Сплавы с эффектом памяти.
1. Металлические стекла, или аморфные сплавы, получают путем охлаждения расплава со скоростью, превышающей скорость кристаллизации (106…108 °С/с). В этом случ
Бескислородная керамика.
1. Керамика – неорганический материал, получаемый из отформованных минеральных масс в процессе высокотемпературного обжига. В результате обжига (1200…2500 °С) форм
Основные сведения об изготовлении литейной формы.
1.Процесс получения заготовок деталей машин и других изделий методом литья называют литейным производством. Отливают заготовки массой от нескольких граммов до сотен тонн практиче
Прокатка, ее виды. Понятие о прокатном производстве.
1. Обработка давлением основана на способности металлов необратимо изменять свою форму без разрушения под действием внешних сил. Она обеспечивает получение заготовок для производст
Металлургические процессы при сварке, сварочные напряжения и деформации, причины их появления и методы предупреждения.
1. Сваркой называют процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном (общем) нагреве или пласт
Новости и инфо для студентов