Сталь р6м5: плюсы и минусы для ножей

Алан-э-Дейл       05.11.2022 г.

МАРКИ

1. МАРКИ

1.1. Марки и химический состав по плавочному анализу должны соответствовать указанным в табл.1.

Таблица 1

Марка стали

Массовая доля элемента, %

угле- рода

мар- ганца

крем- ния

хрома

воль- фрама

вана- дия

ко- бальта

молиб- дена

ни- келя

меди

серы

фос- фора

азота

нио- бия

не более

Р18

0,73-0,83

0,20-0,50

0,20-0,50

3,80-4,40

17,00-18,50

1,00-1,40

Не более 0,50

Не более 1,00

0,6

0,25

0,030

0,030

Р6М5

0,82-0,90

0,20-0,50

0,20-0,50

3,80-4,40

5,50-6,50

1,70-2,10

Не более 0,50

4,80-5,30

0,6

0,25

0,025

0,030

11Р3АМ3Ф2

1,02-1,12

0,20-0,50

0,20-0,50

3,80-4,40

2,50-3,30

2,30-2,70

Не более 0,50

2,50-3,00

0,6

0,25

0,030

0,030

0,05- 0,10

0,05- 0,20

Р6М5Ф3

0,95-1,05

0,20-0,50

0,20-0,50

3,80-4,30

5,70-6,70

2,30-2,70

Не более 0,50

4,80-5,30

0,6

0,25

0,025

0,030

Р12Ф3

0,95-1,05

0,20-0,50

0,20-0,50

3,80-4,30

12,00-13,00

2,50-3,00

Не более 0,50

Не более 1,00

0,6

0,25

0,030

0,030

Р18К5Ф2

0,85-0,95

0,20-0,50

0,20-0,50

3,80-4,40

17,00-18,50

1,80-2,20

4,70-5,20

Не более 1,00

0,6

0,25

0,030

0,030

Р9К5

0,90-1,00

0,20-0,50

0,20-0,50

3,80-4,40

9,00-10,00

2,30-2,70

5,00-6,00

Не более 1,00

0,6

0,25

0,030

0,030

Р6М5К5

0,86-0,94

0,20-0,50

0,20-0,50

3,80-4,30

5,70-6,70

1,70-2,10

4,70-5,20

4,80-5,30

0,6

0,25

0,030

0,030

Р9М4К8

1,00-1,10

0,20-0,50

0,20-0,50

3,00-3,60

8,50-9,50

2,30-2,70

7,50-8,50

3,80-4,30

0,6

0,25

0,030

0,030

Р2АМ9К5

1,00-1,10

0,20-0,50

0,20-0,50

3,80-4,40

1,50-2,00

1,70-2,10

4,70-5,20

8,00-9,00

0,6

0,25

0,030

0,030

0,05- 0,10

0,10- 0,30

Примечания:

1. В марках стали буквы и цифры означают: Р — быстрорежущая; цифра, следующая за буквой, — среднюю массовую долю вольфрама; М — молибден, Ф — ванадий, К — кобальт, А — азот; цифры, следующие за буквами, означают соответственно массовую долю молибдена, ванадия, кобальта; Ш — электрошлаковый переплав.В обозначении марок стали не указывают массовую долю:хрома — при любой массовой доле,молибдена — до 1% включительно,ванадия — в стали марок Р18, Р6М5, Р9К5, Р6М5К5, Р9М4К8 и Р2АМ9К5,азота — в стали марок 11Р3АМ3Ф2 и Р2АМ9К5.

2. По требованию потребителя изготовляют стали марок Р6М5 и Р6М5Ф3 с легированием азотом (массовая доля азота от 0,05% до 0,10%). В этом случае обозначения марок — Р6АМ5 и Р6АМ5Ф3.(Измененная редакция, Изм. N 2, 3, 4, 6).

1.2. В готовой продукции допускаются отклонения по химическому составу, указанные в табл.2.

Таблица 2

Наименование элемента

Массовая доля элемента в марке, %

Допускаемое отклонение, %

Углерод

До 1,00Св. 1,00

±0,01±0,02

Хром

В пределах норм табл.1

±0,10

Вольфрам

До 12,00Св. 12,0 » 15,00″ 15,00

±0,10±0,15±0,20

Ванадий

В пределах норм табл.1

±0,05

Молибден

До 1,00Св. 1,00

±0,03±0,05

Кобальт

До 0,50Св. 4,0 » 5,00″ 5,00

+0,05±0,10±0,15

Кремний

В пределах норм табл.1

+0,05

Марганец

То же

+0,05

Азот

«

±0,01

Ниобий

«

±0,02

(Измененная редакция, Изм. N 3, 4, 6).

Характеристики быстрорежущих сталей

К категории быстрорежущие стали относят сплавы, химический состав которых дополнен рядом легирующих добавок. Благодаря таким добавкам сталям придаются свойства, позволяющие использовать их для изготовления режущего инструмента, способного эффективно работать на высоких скоростях. Быстрорежущие от обычных углеродистых сплавов как раз и отличает то, что инструмент, который из них изготовлен, может с успехом применяться для обработки твердых материалов на повышенных скоростях.

Фрезеровка детали на профессиональном гравировальном станке

К наиболее примечательным характеристикам, которыми отличаются быстрорежущие стали различных марок, нужно отнести следующие.

  • Твердость, сохраняемая в горячем состоянии (горячая твердость). Как известно, любой инструмент, используемый для выполнения обработки резанием, в процессе такой обработки интенсивно нагревается. В результате нагрева обычные инструментальные стали подвергаются отпуску, что в итоге приводит к снижению твердости инструмента. Такого не происходит, если для изготовления была использована быстрорежущая сталь, которая способна сохранять свою твердость даже при нагреве инструмента до 6000. Что характерно, стали быстрорежущих марок, которые часто называют быстрорезы, обладают даже меньшей твердостью по сравнению с обычными углеродистыми, если температура резания находится в нормальных пределах: до 2000.
  • Повышенная красностойкость. Данный параметр любого металла характеризует период времени, в течение которого инструмент, изготовленный из него, способен выдерживать высокую температуру, не теряя своих первоначальных характеристик. Быстрорежущие стали в качестве материала для изготовления режущего инструмента не имеют себе равных по данному параметру.
  • Сопротивление разрушению. Режущий инструмент, кроме способности переносить воздействие повышенных температур, должен отличаться и улучшенными механическими характеристиками, что в полной мере демонстрируют стали быстрорежущих марок. Инструмент, изготовленный из таких сталей, обладающий высокой прочностью, может успешно работать на большой глубине резания (сверла) и на высоких скоростях подач (резцы, сверла и др.).

Характеристики и назначение быстрорежущих сталей

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (справочное). СВОЙСТВА И ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3Справочное

Марка

Вязкость

Сопро- тивление износу

Шлифуемость

Красно- стойкость 59HRC при отпуске в течение 4 ч, °С

Особые свойства

Назначение

Р18

Хорошая

Хорошее

Повышенная

620

Пониженная склонность к перегреву при закалке

Для всех видов режущего инструмента при обработке углеродистых легированных конструкционных сталей

Р6М5

Повышенная

Хорошее

Хорошая

620

Повышенная склонность к обезуглероживанию

То же, что и для стали марки Р18, предпочтительно для изготовления резьбонарезного инструмента, а также инструмента, работающего с ударными нагрузками

11Р3АМ3Ф2

Повышенная

Хорошее

Пониженная

620

Повышенная склонность к перегреву при закалке

Для инструмента простой формы при обработке углеродистых и малолегированных сталей с прочностью не более 784 МПа (80 кгс/мм)

Р6М5Ф3

Хорошая

Повышенное

Хорошая

630

Повышенная склонность к обезуглероживанию

Для чистовых и получистовых инструментов (фасонные резцы, развертки, протяжки, фрезы и др.) при обработке нелегированных и легированных конструкционных сталей

Р12Ф3

Хорошая

Повышенное

Пониженная

630

Пониженная склонность к перегреву при закалке

Для чистовых инструментов при обработке вязкой аустенитной стали и материалов, обладающих абразивными свойствами

Р18К5Ф2

Пониженная

Повышенное

Хорошая

640

Пониженная склонность к перегреву при закалке

Для черновых и получистовых инструментов при обработке высокопрочных, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов

Р9К5

Пониженная

Повышенное

Пониженная

630

Пониженная склонность к перегреву при закалке

Для обработки нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов, а также сталей повышенной твердости

Р6М5К5

Хорошая

Повышенное

Хорошая

630

Повышенная склонность к обезуглероживанию

Для черновых и получистовых инструментов при обработке улучшенных легированных, а также нержавеющих сталей

Р9М4К8

Пониженная

Повышенное

Пониженная

630

Повышенная склонность к обезуглероживанию

Для различных инструментов при обработке высокопрочных, жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов, а также улучшенных легированных сталей

Р2АМ9К5

Хорошая

Хорошее

Пониженная

630

Повышенная склонность к обезуглероживанию и перегреву при закалке

Для режущих инструментов при обработке улучшенных легированных, а также нержавеющих сталей

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. (Измененная редакция, Изм. N 3, 4, 6).

Сталь Р6М5 быстрорежущая

Сталь Р6М5 является быстрорежущей и относится к одному из видов инструментальной стали. Она обладает высоким запасом прочности, который позволяет ей обрабатывать твердые материалы.

Скорость работы шлифовальных, сверлильных приборов, где ее применяют, при этом превосходит в разы скорость, которую дает обычный сплав.

Это не единственное преимущество быстрорежущей стали, маркированной, как Р6М5.

Сталь Р6М5

Особенности заточки стали

Предметы, полученные из быстрореза, подвергаются частому затуплению. А обычные круги для заточки, которые изготовлены из электрокорунда, не помогут улучшить качество заточки.

Заточка ножа из стали Р6М5

Для того, чтобы правильно заточить инструмент применяют чашечные круги и из плоского профиля. Но, обычно, такая заточка имеет свои минусы. Поэтому, чтобы качественно наточить инструмент из данного вида сплава металла применяют два захода.

  • вначале делается предварительная заточка, для которой используется круг с абразивной поверхностью зерна марки 40;
  • на чистовую, для которой используется зеро марки от 25 до 16.

Цена на сталь Р6М5

Стоимость Р6М5 довольно высока. Так, в Москве, круг с толщиной 2 мм стоит 1350 рублей за килограмм, а толщиной в 16 мм, его цена составит 600 рублей за килограмм. Для сравнения, обычная углеродистая стал стоит в пределах 20 — 40 рублей за килограмм.

Именно высокая стоимость быстрореза подталкивает предприятия, которые используют его в работе собирать его отходы и сдавать в соответствующие организации. Затем, Р6М5 отправляют на переплавку и изготавливают новый инструмент.

Немного истории

Своим происхождением сталь Р6М5 обязана очередной промышленной революции, происходившей в Британии. В середине XIX века остро встал вопрос обработки сталей и сплавов. Существующий на то время режущий инструмент быстро разогревался и качество обработки сводилось к нулю. В результате исследований, проведенных английским ученым-сталеваром Р. Мюшшетом, была опробована сталь, содержащая в своем химическом составе — углерод, вольфрам, марганец и другие легирующие добавки.

Почти через полвека, американские металлурги создали сталь, которая стала прообразом современного быстрореза Р18. Примерно в то же время и сформировалась рецептура стали Р6М5.

Надо сказать, что появление быстрореза, послужило основанием для существенного роста производительности в металлообработке.

Рейтинг: 5/5 — 4
голосов

Термическая обработка стали Р6М5

Термическая обработка сплава Р6М5 имеет ряд тонкостей, которые относятся к свойствам ее. Дело в том, что она способна во время нагревания к обезуглероживанию. Чтобы этого не произошло, ее обычно нагревают с помощью медленного прогревания.

Закалка

Быстрорежущая сталь Р6М5 нагревается до 1230 градусов. Во время нагревания, работники сталелитейного завода внимательно следят за процессом. При первом прогреве температура поднимается до двухсот градусов и нагрев прекращается на час, затем производится еще один дополнительный нагрев до тридцати градусов. И снова отпуск на час. После этого, ее продолжают нагревать до 690 градусов и снова останавливают на час. И последние два нагрева доводят до температуры 860 и 1230 соответственно.

Это очень сложная процедура накаливания. Благодаря такой закалке сплав приобретает свойства, соответствующие ему, но и себестоимость его, кончено же, увеличивается.

После того, как закончится нагрев до 1230 градусов, ее охлаждают, используя селитру, воздух и масло. Затем, температура опускается до 560 градусов. Данная температура выдерживается в течении полутора часов. В это время к стали добавляют различные легирующие элементы, которые улучшают его свойства. А также они придают ему соответствующую твердость.

Перед началом такого длительного прогрева сплав металла отжигают. Это делается для того, чтобы уменьшить хрупкость будущих изделий, сохранив параметры прочности на должном уровне.

Для улучшения характеристики свойств данного сплава, для того, чтобы они обладали хорошей износостойкостью, устойчивостью от коррозии, высокой твердостью используют азотирование. Эта обработка металла проводиться в газовой среде, которая состоит из 80 процентов азота и аммиака двадцати процентов. Время, которое занимает данная процедура, около сорока минут. Температура нагревания будет колебаться от 550 градусов до 6600. Такая закалка позволит сформировать сплаву менее хрупкий слой поверхности.

Такой сплав могут дополнять еще одним элементом, а именно цинком. Оцинкование происходит в газовой или жидкой среде, которая содержит большое количество цинка. Температура нагревания в ней соответствует 5600 градусам. А время составляет около тридцати минут.

Расшифровка обозначения марок сталей

Изначально быстрорежущая сталь как материал для изготовления режущих инструментов была изобретена британскими специалистами. С учетом того, что инструмент из такой стали может использоваться для высокоскоростной обработки металлов, этот материал назвали «rapidsteel» (слово «рапид» здесь как раз и означает высокую скорость). Такое свойство данных сталей и придуманное им в свое время английское название послужили причиной того, что обозначения всех марок данного материала начинаются с буквы «Р».

Первая цифра, стоящая после буквы Р в обозначении стали, указывает на процентное содержание в ней такого элемента как вольфрам, который во многом и определяет основные свойства данного материала. Кроме вольфрама быстрорежущая сталь содержит в своем составе ванадий, молибден и кобальт, которые в маркировке обозначаются, соответственно буквами Ф, М и К. После каждой из такой буквы в маркировке стоит цифра, указывающая на процентное содержание соответствующего элемента в химическом составе стали.

Пример расшифровки марки быстрорежущей стали

В зависимости от содержания в составе стали тех или иных элементов, а также от их количества, все подобные сплавы делятся на три основных категории. Определить, к какой из категорий относится сталь, достаточно легко, расшифровав ее маркировку.

Итак, стали быстрорежущих марок принято разделять на следующие категории:

  • сплавы, в которых кобальта содержится до 10%, а вольфрама до 22%; к таким сталям относятся сплавы марок Р6М5Ф2К8, Р10М4Ф3К10 и др.;
  • стали с содержанием не более 5% кобальта и до 18% вольфрама; такими сталями являются сплавы марок Р9К5, Р18Ф2К5, Р10Ф5К5 и др.;
  • сплавы, в которых как кобальта, так и вольфрама содержится не более 16%; к таким сплавам относится сталь Р9, Р18, Р12, Р6М5 и др.

Определение разновидности стали по искре

Как уже говорилось выше, характеристики сталей, относящихся к категории быстрорежущих, преимущественно определяются содержанием в них такого элемента как вольфрам. Следует иметь в виду, что если в быстрорежущем сплаве содержится слишком большое количество вольфрама, кобальта и ванадия, то по причине формирования карбидной неоднородности такой стали режущая кромка инструмента, который из нее изготовлен, может выкрашиваться под воздействием механических нагрузок. Таких недостатков лишены инструменты, изготовленные из сталей, содержащих в своем составе молибден. Режущая кромка подобных инструментов не только не выкрашивается, но и отличается тем, что имеет одинаковые показатели твердости по всей своей длине.

Маркой стали для изготовления инструментов, к которым предъявляются повышенные требования по их технологическим характеристикам, является Р18. Обладая мелкозернистой внутренней структурой, такая сталь демонстрирует отличную износостойкость. Преимуществом использования стали данной марки является еще и то, что при выполнении закалки изделий из нее они не перегреваются, чего не скажешь о быстрорежущих сплавах других марок. По причине достаточно высокой стоимости инструментов, изготовленных из стали этой марки, ее часто заменяют на более дешевый сплав Р9.

Технические характеристики стали марки Р18

Достаточно невысокая стоимость стали марки Р9, как и ее разновидности — Р9К5, которая по своим характеристикам во многом схожа с быстрорежущим сплавом Р18, объясняется рядом недостатков данного материала. Наиболее значимым из них является то, что в отожженном состоянии такой металл легко поддается пластической деформации. Между тем сталь марки Р18 также не лишена недостатков. Так, из данной стали не изготавливают высокоточный инструмент, что объясняется тем, что изделия из нее плохо поддаются шлифовке. Хорошие показатели прочности и пластичности, в том числе и в нагретом состоянии, демонстрируют инструменты, изготовленные из стали марки Р12, которая по своим характеристикам также схожа со сталью Р18.

Свойства стали марки Р9К5

Характеристика Р6М5

Среди ключевых свойств Р6М5 можно назвать:

склонность к обезуглероживанию;

стойкость к износу;

высокую вязкость.

Ко всему прочему, она хорошо обрабатывается на шлифовальном оборудовании.

Все, вышеперечисленные характеристики, позволяют использовать ее при производстве инструментальной продукции самого широкого применения, который может быть использован для работы с конструкционными, в том числе и легированными сталями.

Иногда Р6М5 называют вольфрамомолибденовой сталью. Она в состоянии сохранять свои свойства даже при работе в условиях высоких температур. В качестве примера можно сказать что после проведения термической обработки ее твердость остается неизменной.

Перечисленные характеристики предопределили ее использование как стали, применяемой для работы в условиях высоких температур.

Еще одно качество стали Р6М5 — это то, что она хорошо держит заточку. Ко всему прочему, эта сталь хорошо выдерживает нагрузки ударного действия. Это позволяет ее использование в качестве сверл, разверток и другой инструментальной продукции.

Тонкости термической обработки

Термическая обработка Р6М5 имеет ряд технологических тонкостей. Они связаны со свойством этой стали к обезуглероживанию и временем необходимым для нагрева до температуры закалки. Она составляет 1230 градусов Цельсия и в процессе нагрева делают отпуск по достижении 200 и 30 градусов, время на эти промежуточные операции составляет один час. Далее, нагрев останавливают на уровне 690, 860 и 1230 градусов. Первые две остановки длятся по три минуты, последние девяносто секунд.

Довольно сложный процесс закаливания не может не отразиться на цене сплава и характеристиках материала.

По достижении заданной температуры в 1230 градусов, Р6М5 охлаждают с применением селитры, масла и воздуха. После этого, производят отпуск на уровне температуры в 560 градусов. Время выдержки составляет полтора часа. В точках отпуска, в сплав добавляют легирующие добавки, которые и и придают изделию необходимую твердость.

Перед началом всех видов термической обработки, сталь необходимо отжечь. Эта операция обеспечивает снижение хрупкости, но при этом сохраняя его прочностные параметры.

Это интересно: Сталь С345 — аналоги, расшифровка, характеристики

Закалка стали

Термическая обработка р6м5 имеет ряд особенностей, связанных со свойствами данной марки касающихся обезуглероживания и длительности нагрева под закалку. Сначала делают отпуск при 200 и 300 градусах по часу на каждый. Затем по 3 минуты обработка при 690 и 860 градусах, а затем полторы минуты идет обработка при температуре 1230 градусов. После чего металл охлаждается до неравновесного состояния в селитре, масле и на воздухе.

В дальнейшем применяют троекратный отпуск при 560 градусах при полуторачасовой выдержке. На этих стадиях добавляются легирующие элементы с образованием карбида для создания достаточной прочности. Необходимо также производить предварительный отжиг, что избавляет металл от хрупкости и придает дополнительную прочность.

Предложения из соседних регионов

Круг сталь калиброванный Р6АМ5

Вид обработки: калиброванный; ГОСТ: ГОСТ 2590-2006; Диаметр: 270 мм; Длина: 5 м; Марка стали: Р6АМ5. матовый, шлифованный, полированный. оцинкованный, без обработки. для всех отраслей промышленности, основа для изготовления труб разных диаметров.

35 879руб./т.

доставка в г. Москва
из г. Нижний Новгород

Ещё 2 предложения

Круг стальной 100 мм Р6АМ5
Товар на складе. Осуществляем доставку по России и странам СНГ. Окончательная цена зависит от объема закупки и условий оплаты. Данная информация о товаре, о его цене и наличии, носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ч. 2 ст. 437 Гражданского кодекса Российской…

140 000руб./т.

доставка в г. Москва
из г. 
Дзержинск 

Ещё 2 предложения

Круг стальной 50 мм Р6АМ5
Товар на складе. Осуществляем доставку по России и странам СНГ. Окончательная цена зависит от объема закупки и условий оплаты. Данная информация о товаре, о его цене и наличии, носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ч. 2 ст. 437 Гражданского кодекса Российской…

140 000руб./т.

доставка в г. Москва
из г. 
Смоленск 

Ещё 2 предложения

Круг сталь Р6АМ5

Вид обработки: калиброванный; ГОСТ: ГОСТ 2590-2006; Диаметр: 270 мм; Длина: 5 м; Марка стали: Р6АМ5; Способ изготовления: горячекатаный. матовый, шлифованный, полированный. оцинкованный, без обработки. для всех отраслей промышленности, основа для изготовления труб разных диаметров.

31 710руб./т.

доставка в г. Москва
из г. Рязань

Ещё 2 предложения

Круг г/к Р6АМ5

ГОСТ: ГОСТ 2590-2006; Диаметр: 270 мм; Длина: 5 м; Марка стали: Р6АМ5; Способ изготовления: горячекатаный. матовый, шлифованный, полированный. оцинкованный, без обработки. для всех отраслей промышленности, основа для изготовления труб разных диаметров.

31 710руб./т.

доставка в г. Москва
из г. Ярославль

Ещё 2 предложения

Круг стальной 70 мм Р6АМ5
Товар на складе. Осуществляем доставку по России и странам СНГ. Окончательная цена зависит от объема закупки и условий оплаты. Данная информация о товаре, о его цене и наличии, носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями ч. 2 ст. 437 Гражданского кодекса Российской…

1 100руб./кг.

доставка в г. Москва
из г. 
Брянск 

Ещё 2 предложения

Круг стальной Р6АМ5

ГОСТ 2590-2006, 14955-77, 7417-75. Горячекатаный, холоднокатаный, калиброванный. Диаметр от 5 до 270 мм. Длина от 1,5 до 6,5 м. Услуги: резка, доставка. Диаметр: 5, 5.2, 5.27, 5.3, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 6, 6.1, 6.3, 6.5, 6.7, 6.9, 7, 7.1, 7.27, 7.3, 7.4, 7.5, 7.7, 7.8, 8, 8.2, 8.5, 8.8, 9, 9.1, 9.2, 9.3, 9.5, 9.65, 9.8, 10, 10.2, 10.5, 10.65, 10.72,…

31 932руб./т.

доставка в г. Москва
из г. Липецк

Ещё 2 предложения

Общие сведения

Сталь Р18 относится к быстрорежущим сталям нормальной теплостойкости. Быстрорежущие стали наиболее характерны для режущих инструментов. Они сочетают высокую теплостойкость (500-650°С) в зависимости от состава и обработки) с высокими твердостью (до HRC 68-70), износостойкостью при повышенных температурах и повышенным сопротивлением пластической деформации. Быстрорежущие стали позволяют повысить скорость резания в 2 — 4 раза по сравнению со скоростями, применяемыми при обработке инструментами из углеродистых и легированных инструментальных сталей. Быстрорежущие стали широко применяют для режущих инструментов, работающих в условиях значительного нагружения и нагрева рабочих кромок

Инструмент из быстрорежущих сталей обладает достаточно высокой стабильностью свойств, что особенно важно в условиях гибкого автоматизированного производства

Высокие режущие свойства быстрорежущих сталей обеспечиваются легированием сильными карбидообразующими элементами (вольфрамом, молибденом, ванадием), элементами, повышающими температуру ( ‘ )-превращения (кобальтом, алюминием), и применением специальной термической обработки, заключающейся в закалке с высоких температур (1200 — 1300 °С) и отпуске, вызывающем дисперсионное твердение. Для стали Р18 основным является карбид М6С (Fe3W3C).

Для получения высоких теплостойкости и твердости достаточно большая доля распадающегося карбида должна быть переведена при закалке в твердый раствор (аустенит, мартенсит), что насыщает его углеродом, вольфрамом, молибденом, ванадием, хромом. Последующий отпуск при температурах 550-560 °C повышает твердость до максимальных значений вследствие выделения дисперсных, карбидов и распада остаточного аустенита.

К группе быстрорежущих сталей повышенной производительности следует отнести и быстрорежущие дисперсионно-твердеющие сплавы с интерметаллидным упрочнением. Их высокая теплостойкость и режущие свойства обеспечиваются высокими температурами ( ‘ )-превращения и упрочнением вследствие выделения при отпуске интерметаллидов.

Термообработка стали Р18 (подробнее)

tисп, С σВ, Мпа KCU, Дж/м2 HRCэ
Закалка 1280 °С, масло. Отпуск трехкратный по 1 ч.
400 1370 23 61
500 1470 19 63
550 2350 17 66
600 2210   65

Твёрдость быстрореза Р18 после термообработки

Твердость Температура, °С
после отжига после закалки с отпуском HRC(HRC), не менее закалки отпуска
НВ, неболее диаметр отпечатка, мм, не менее
255 3,8 63(62) 1270 560

Физические свойства стали Р18

Температура,°С 20 100 200 300 400 500
Модуль нормальной упругости, Е, ГПа 228 223 219 210 201 192
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа 83          
Плотность, pn, кг/см3 8800          
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)   26 27 28 29 28
Уд. сопротивление (p, НОм · м) 419 472 544 627 718 815

Свойства стали
Р6М5
Р6М5Ш
Р6М5К5

Минусы

Основной недостаток – из-за низкого содержания хрома сплав подвержен коррозии. Чем выше температура, тем быстрее проходят деструктивные процессы.

Другие минусы:

  • Тонкая острая режущая кромка, даже при незначительном надавливании, приводит к повреждению мягких тканей – высокая вероятность причинения травм, не подходит для тропических фруктов с нетвёрдой кожицей, твёрдой костью (манго, авокадо – риск попадания сколов кости в мякоть).
  • Качество заточки снижается при частом одномоментном охлаждении – резкое высвобождении энергии вольфрама воздействует на атомы других элементов кристаллической решётки.
  • Потеря качества заточки при прекращении эксплуатации на длительный срок.
  • Потеря свойств при длительных воздействиях отрицательных температур в среде с высокой влажностью. сокращение срока эксплуатации при обледенении разморозки. если такое случилось – постепенно размораживать в маслянистом некислотном растворе. аккуратно очистить от налёта. во время первой, после избавления от наледи, эксплуатации, нагревать постепенно.
  • Сложность ручной обработки – без токарного оборудования затруднительно самостоятельно заточить клинок.
  • При ручной заточке не рекомендуется резать песочное тесто – 1 край крошится, другой стягивается.
  • Вопреки основному целевому назначению, ручная быстрая резка без надлежащей подготовки может привести к получению травмы. Это касается и работы не под прямым углом.
  • Такими ножами не получится отделять продукты разнородной плотности (филе рыбы от кости).

Плюсы

Сталь р5м5 для ножей обладает следующими достоинствами:

  • Возможность нарезать твёрдые и неоднородные материалы – разрезание костной и хрящевой ткани.
  • На качество заточки не влияет скорость нарезки – сочетание вольфрама и углерода – подходит для тонкой нарезки твёрдых фруктов, овощей (редька, айва).
  • Ножи из стали р6м5 практически не затупляются при нарезке лука, лимона, чего нельзя сказать о других сплавах. после работы с данными продуктами незамедлительно ополоснуть под проточной водой и вытереть насухо.
  • Нож не соскакивает при нарезке привядших продуктов, сухожилий.
  • Долговечность – высокое содержание молибдена.
  • Сохранение остроты клинка при температуре более 300°C.
  • Повышенная стойкость к одномоментным механическим воздействиям, в том числе вибрации.
  • Простота в уходе – для очистки лезвия нет необходимости использовать специальные средства.
  • Быстрота заточки на токарном оборудовании. Возможность приступать к эксплуатации, не дожидаясь полного охлаждения сплава.
  • Высокое содержание кремния снижает к минимуму риск разрушения клинка при кислотном или щелочном воздействии в среде с низкой влажностью воздуха – возможность использования для нарезки стройматериалов.
  • Высокая огнестойкость – выдерживает кратковременный контакт с открытым пламенем – окалину смывать после охлаждения в естественных условиях.
  • Отсутствие диффузионных свойств – частицы обрабатываемого материала не проникают в структуру клинка, легко смываются проточной водой (молибден. идеальный вариант для разделки туш крупного рогатого скота.).
  • Лёгкая дезинфекция продуктов питания при их нарезке, разделывании – марганец.
  • Малая масса сплава позволяет быстро менять направления воздействия, повышение точности нарезки.
  • Стойкость кристаллической решётки – возможность использования для работы в среде электрического и электромагнитного поля низкой напряжённости.
  • Сохранение качества заточки при значительных одномоментных повышениях температуры.

Применение сплава

Приведённые качества этой стали определили её непосредственное место в производстве. В основном она применяется для резки других материалов в условиях экстремально высокой температуры. Гораздо практичнее применять для этих задач быстрорез, чем какие-нибудь нержавеющие сплавы. Характерная черта Р6М5 – превосходное удерживание заточки, благодаря высоким показателям твёрдости.

Также этот прекрасный металл очень хорошо переносит ударные перегрузки, что обуславливает его востребованность в изготовлении кранов, свёрл и развёртки.

Клинок для ножа из стали Р6М5.

Р6М5 со своими свойствами динамично используется для выпуска ножей. Вследствие широкого использования и производства этого инструмента, существует множество известных изготовителей, к примеру, тот же Rapid.

Проводятся многочисленные эксперименты, в которых применяются ножи из Р6М5. Они эффективно справляются с резкой следующих предметов с повышенной прочностью: толстые верёвки, дерево, кости и т.д. Самое эффектное удачное испытание — резка ножом, выполненным из Р6М5 железной пластинки, которая была в несколько мм толщиной – не без трудностей, но удалось.

Когда Р6М5 используется для изготовления ножей, она обычно закаливается до HRC 60-62, хотя иногда этот параметр доводят и до HRC 66-67.

Benchmade является одной из крупнейших компаний по производству ножей, использующих сталь Р6М5. Этот сплав уникален по своему составу, он содержит большое количество молибдена и вольфрама, но в результате даёт очень мелкозернистую сталь, идеально подходящую для создания клинков.

ГОСТ и ТУ стали Р6М5

Информация о стали Р6М5 имеется одновременно в нескольких ГОСТ и ТУ. Во всех присутствуют продукция и её технологические параметры. Невзирая на перенаправление металлопроката на твёрдые сплавы, благодаря своим свойствам Р6М5 до сих пор пользуется большой популярностью на многих производствах.

https://youtube.com/watch?v=ccSlXrxQTSg

Рекомендуемые области применения основных марок быстрорежущих сталей

Обрабатываемый материал Виды инструментов
Резцы Сверла Развертки, зенкеры Метчики, плашки Протяжки, прошивки Фрезы Зуборезный инструмент Ножовочные полотна, пилы
Концевые, дисковые Насадные, торцевые
Углеродистые и низколегированные стали Р6М5Ф3
Р6М5К5*1
Р9К5
Р6М5
11РЗАМ3Ф2
Р6М5Ф3
Р12Ф3
Р6М5
Р6М5Ф3
Р6М5К5*1
Р6М5
11РЗАМ3Ф2
Р6М5Ф3
Р6М5Ф3
Р6М5
Р6М5
Р6М5Ф3*1
Р6М5К5
Р6М5
Р6М5Ф3
Р6М5К5*1
Р6М5
Р6М5Ф3
Р6М5К5*1
Р9М4К8*1
11Р3АМ3Ф2
Р6М5
Р9
Высоколегированные конструкционные, нержавеющие и легированные улучшенные стали Р9К5
Р12Ф4К5
Р6М5К5
Р6М5Ф3
Р12Ф3
Р6М5К5
Р18
Р6М5Ф3
Р6М5К5
Р9М4К8
Р18
Р6М5
Р6М5Ф3
Р6М5К5
Р18
Р6М5Ф3
Р6М5К5
Р9К5
Р6М5К5
Р9М4К8
Р9К5
Р6М5К5
Р9К5
Р6М5К5
Р9М4К8
11Р3АМ3Ф2
Р6М5
Р9
Жаропрочные стали и сплавы, высокопрочные стали Р18К5Ф2
Р12Ф4К5*2
Р6М5К5
В4М12К23
Р6М5К5
Р9М4К8
Р18К5Ф2
Р12Ф4К5
Р6М5К5
Р9К5
Р6М5Ф3
Р6М5К5
Р18
Р6М5Ф3
Р6М5К5
Р18К5Ф2
Р9М4К8
Р6М5К5
В11М7К23
Р18К5Ф2
Р12Ф4К5*2
Р6М5К5
В4М12К23
Р9М4К8 Р6М5К5
Р6М5

Примечание. Выделены предпочтительные марки стали.

*1 При работе на повышенных скоростях резания.

*2 Для инструментов простой формы.

Методы производства и обработки

Для производства инструментов, изготавливаемых из быстрорежущих сплавов, используются две основные технологии:

  • классический метод, который предполагает разливку расплавленного металла в слитки, в дальнейшем подвергающиеся проковке;
  • метод порошковой металлургии, при котором расплавленный металл распыляется при помощи струи азота.

Подобная технология помогает избежать формирования карбидных ликваций в готовом изделии, а также дает возможность подвергнуть его предварительному отжигу и дальнейшей закалке. Кроме того, данная технология изготовления позволяет избежать такого явления, как «нафталиновый излом», которое приводит к значительному повышению хрупкости готового изделия, изготовленного из быстрорежущего сплава.

https://youtube.com/watch?v=AcSiORVnlHo

Закалка готовых инструментов, выполненных из быстрорежущего сплава, осуществляется при температурах, которые способствуют лучшему растворению в них легирующих добавок, но в то же время не приводят к росту зерна их внутренней структуры. После выполнения закалки быстрорежущие сплавы имеют в своей структуре до 30% аустенита, что не самым лучшим образом сказывается на теплопроводности материала и его твердости. Для того чтобы уменьшить количество аустенита в структуре сплава до минимальных значений, используются две технологии:

  • проводят несколько циклов нагрева изделия, выдержки при определенной температуре и охлаждение: многократный отпуск;
  • перед выполнением отпуска, изделие подвергается охлаждению до достаточно низкой температуры: до –800.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.