Марочник сталей и сплавов

Быстрорежущие стали получили свое название за свойства. В следствии высокой теплостойкости 550…650°С, изготовленные из них инструменты могут работать с достаточно высокими скоростями резания.

Стали этой группы содержат 0,7…1,5% углерода, до 18% основного легирующего элемента – вольфрама, до 5% хрома и молибдена, до 10% кобальта.

Добавление ванадия повышает износостойкость инструмента, но ухудшает шлифуемость. Кобальт повышает теплостойкость до 650°С и вторичную твердость HRC 67…70.

Микроструктура быстрорежущей стали в литом состоянии имеет эвтектическую структурную составляющую. Для получения оптимальных свойств инструментов из быстрорежущей стали необходимо по возможности устранить структурную неоднородность стали – карбидную ликвацию. Для этого слитки из быстрорежущей стали подвергаются интенсивной пластической деформации - ковке. При этом происходит дробление карбидов эвтектики и достигается более однородное распределение карбидов по сечению заготовки.

Затем проводят отжиг стали при температуре 860…900°С. Структура отожженной быстрорежущей стали – мелкозернистый перлит и карбиды, мелкие эвтектоидные и более крупные первичные. Количество карбидов около 25%. Сталь с такой структурой хорошо обрабатывается резанием.

Подавляющее количество легирующих элементов находятся в карбидной фазе. Для получения оптимальных свойств стали в готовом инструменте необходимо при термической обработке обеспечить максимальное насыщение мартенсита легирующими элементами. При закалке быстрорежущие стали требуют нагрева до очень высоких температур, около 1280°С. Нагрев осуществляют в хорошо раскисленных соляных ваннах, что улучшает равномерность прогрева и снижает возможность обезуглероживания поверхности. Для снижения термических фазовых напряжений нагрев осуществляют ступенчато: замедляют нагрев при температурах 600…650°С и при 850…900°С.

Быстрорежущие стали применяются для изготовления режущего инструмента – резцов, сверл, фрез. Важнейшие свойства этой стали – высокая твердость и красностойкость до 600°C, т.к. такой нагрев происходит при высокой скорости резания. Благодаря применению быстрорежущей стали повышается стойкость инструмента и увеличивается производительность обработки.

Важнейшими легирующими элементами являются вольфрам в количестве не менее 9%, ванадий 1..2%, хром не менее 4%. Кроме того, в быстрорежущей стали могут находиться молибден, кобальт и в небольшом количестве – никель.