Сталь Р18: характеристики и сравнение с Р6М5

Расшифровка

• Буква Р — указывает, что сталь быстрорежущая;
• Цифра 6 — указывает на наличие Вольфрама (W) и его средний % в стали (в данной стали значение Вольфрама 5.70–6.70%);
• Буква М — указывает на наличие Молибдена (Mo);
• Цифра 5 — указывает на средний % содержания Молибдена (в данной стали значение Молибдена 4,8–5,3%);
• Буква К — указывает на наличие Кобальта (Co);
• Цифра 5 — указывает на средний % содержания Кобальта (в данной стали значение Кобальта 4,7–5,2%).

Особенности

Сталь марки Р6М5 и Р18 применяют не только при изготовлении ножей, но и в производстве кранов, свёрл, промышленных режущих инструментов. Их выделяет способность сохранять твёрдость и остроту при воздействии высоких температур, значительных ударных нагрузках. Такими характеристиками сталь наделает высокое содержание углерода и вольфрама в составе.

Термическая обработка

Для придания ножам из Р18 и Р6М5 повышенной прочности и износостойкости, металл подвергается соответствующей термической обработке. Она проходит в 2 этапа:

1. Закаливание – нагревание до температуры 1200-1300С. Во избежание образования трещин, осуществляется постепенно. Сначала металл нагревают до температуры 400-500С, после – до температуры 800-850С. При максимальном нагреве заготовка подвергается термообработке ограниченное время (на каждый миллиметр толщины 10-15 секунд). Во время закаливания карбид разлагается, сплав насыщается вольфрамом и углеродом.
2. Отпуск – проводят при температуре 550-560С. Осуществляется в 2-3 этапа, каждый длительностью не менее часа. При этом повышаются прочностные характеристики металла.

Нагрев стали проводят в специальных соляных ваннах, которые состоят из хлорида бария (78%) и натрия хлора (22%). Фтористый магний применяют для раскисления раствора.

Производство режущего инструмента

После термической обработки стали начинается производство режущих инструментов. Для этого заготовки, которые предварительно проверяют на соответствие требованиям ГОСТа, направляют на шлифовку. Изделия из стали Р18 легче шлифуются, но и меньший период времени сохраняют остроту. Ножи из сплава Р6М5 возможно заточить только при наличии профессиональных инструментов и навыков, но качество заточки у них значительно лучше. На производстве для шлифовки заготовок из стали Р18 и Р6М5 применяют специализированные станки.

Использование при резании

Ножи из стали Р18 и Р6М5 являются быстрорезами, они универсальны в применении. Металл отлично показывает себя при нагревании и механических нагрузках. Он не теряет прочности, не деформируется. Производители ножей из данных марок стали проводили эксперименты, в ходе которых успешно справлялись не только с нарезкой различных продуктов питания (мясо, кости, хрящи), но и разрезании древесины, и даже металлических пластин толщиной в несколько миллиметров!

Химический состав стали Р6М5К5

Р6М5К5

Р6М5К5 ГОСТ 19265-73

Температура нагрева для закалки и отпуска образцов должна соответствовать значениям, указанным в таблице.

Охлаждение образцов после закалки проводят в масле.

Отпуск образцов проводят двух-, трехкратный, с выдержкой по 1 ч. и охлаждением на воз­духе.

Время выдержки при нагреве устанавливают согласно черт. 1.

Толщина (диаметр) образца, мм

1. – для прямоугольных образцов

2. – для круглых образцов

Черт. 1.

Кривая зависимости твердости от температуры отпуска

Механические свойства стали в состоянии поставки (после отжига) при 20 °С

Механические свойства стали в состоянии поставки при 20 °С

Механические свойства стали в состоянии поставки (после отжига) при повышенных тем­пературах

Механические свойства стали в термообработанном состоянии при повышенных темпера­турах

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

Температура ковки, °С: начала 1160, конца 850. Охлаждение в колодцах при 750 – 780 °С.

Применение:

Для обработки высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущей кромки.

Сортамент:

Сталь изготавливается в виде прутков и полос.

По форме, размерам и предельным отклонения сталь должна соответствовать требованиям:

горячекатаная круглого и квадратного сечений – ГОСТ 2590-88 и ГОСТ 2591-88;

кованая – ГОСТ 1133-71;

полосовая – ГОСТ 4405-75;

калиброванная – ГОСТ 7417-75;

сталь со специальной отделкой поверхности – ГОСТ 14955-77 диаметром от 1 до 25 мм включительно.

Механические свойства стали Р6М5К5 в термообработанном состоянии при повышенных °С

Физические характеристики

Физические свойства Р6М5К5

Сталь Р6М5К5 инструментальная быстрорежущая

Расшифровка

• Согласно ГОСТ 19265-73 буква Р означает, что сталь быстрорежущая.
• Следующая за буквой Р цифра 6 указывает среднюю массовую долю вольфрама в %, т.е. средняя массовая доля вольфрама в стали 6%.
• Буква М означает, что сталь легирована молибденом, следующая за буквой цифра 5 указывает массовую долю молибдена в стали в %, т.е. содержание молибдена в стали около 5%.
• Буква К означает, что сталь легирована кобальтом, следующая за буквой цифра 5 указывает массовую долю кобальта в стали в %, т.е. содержание кобальта в стали около 5%.
• Согласно ГОСТ 19265-73 в обозначении марки стали Р6М5К5 не указывают массовую долю хрома и ванадия.

Иностранные аналоги [1]

Вид поставки

• Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 19265-73, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88.
• Калиброванный пруток ГОСТ 19265-73, ГОСТ 7417-75.
• Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 19265-73, ГОСТ 14955-77.
• Полоса ГОСТ 19265-73, ГОСТ 4405-75.
• Поковки и кованые заготовки ГОСТ 19265-73, ГОСТ 1133-71.

Характеристики и применение

Вольфрамомолибденовая столь Р6М5К5 применяется для обработки высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущей кромки. Эта сталь — основная марка быстрорежущей стали повышенной производительности, применяемая для изготовления различных черновых и получистовых инструментов (фрез, долбяков, зенкеров, резьбонарезных и т. п.), предназначенных для обработки углеродистых и легированных конструкционных сталей на повышенных режимах резания, а также нержавеющих сталей и жаропрочных сплавав. Рекомендуется взамен стали Р18К5Ф, как более экономичная и взамен стали Р9К5, как имеющая более высокие (на 25-30%) режущие свойства [2].

Содержание в стали кобальта улучшает теплостойкость до 645 °С из-за повышения температур α → γ-превращения, затруднения коагуляции карбидов и его воздействия на образование θ фазы. Положительное влияние кобальта на теплостойкость и теплопроводность сталей с 0,7-0,9 % С должно возрастать с увеличением его содержания (до 10-15 % и выше). Одновременно ухудшаются механические свойства. Таким же образом влияет и увеличение содержания вольфрама (молибдена) при постоянном содержании кобальта.

Сталь Р6М5К5 имеет теплостойкость 630 °С, что ниже, чем у стали Р12Ф4К5; вторичная твердость стали Р6М5К5 также меньше и она составляет 65-65,5 HRC. Это связано с необходимостью назначения более низких температур закалки, а следовательно, с трудностью насыщения твердого раствора до уровня, получаемого у стали Р12Ф4К5. Износостойкость стали Р6М5К5 ниже из-за меньшей твердости и отсутствии в ее структуре карбидов МС. Механические свойства стали Р6М5К5 на 20-30 % выше, чем у стали Р12Ф4К5.

Технологический недостаток стали Р6М5К5 — повышенная чувствительность к обезуглероживанию. Ее шлифуемость хорошая.

Это определяет область применения стали Р6М5К5 [3].

Температура критических точек, °С [2]

Химический состав, % (ГОСТ 19265-73)

Режимы окончательной термической обработки

Твердость (ГОСТ 19265-73)

Механические свойства стали в состоянии поставки (после отжига) при 20 °С [4]

ПРИМЕЧАНЕ.

• σ0,05 — Предел упругости
• σ0,2 — Предел текучести
• σв — Временное сопротивление
• δ — Относительное удлинение
• ψ — Относительное сужение поперечного сечения
• σсж 0,2 — Предел текучести при сжатии
• σсж — Предел прочности при сжатии
• ε — Относительная осадка при появлении первой трещины
• τк — Предел прочности при кручении — максимальное касательное напряжение
• γ — Относительный сдвиг

Механические свойства стали в состоянии поставки (после отжига) при повышенных температурах [4]

Механические свойства стали в состоянии поставки при 20 °С [4]

Механические свойства стали в термообработанном состоянии при повышенных температурах [4]

Твердость стали в зависимости от температуры отпуска [2]

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 1220 °С в масле; отпуск трехкратный по 1 ч.

Технологические свойства [2]

Температура ковки, °С: начала 1160, конца 850.

Охлаждение в колодцах при 750-780 °С.

Температура ковки и отжига [2]

1. температурные интервалы ковки 1160-850 °С;
2. охлаждение после ковки в колодцах при 750-800 °С;
3. отжиг при 840-860 °С, охлаждение 40 град/ч до 730-740 °С, выдержка не менее 4 ч, охлаждение 50 град/ч до 600 °С, на воздухе;
4. твердость после отжига не более HB 269

Красностойкость (ГОСТ 19265-73)

ПРИМЕЧАНИЕ. Шлифуемость — хорошая (ГОСТ 19265-73).

Плотность ρп кг/см3 при температуре испытаний, °C

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)

Модуль Юнга (нормальной упругости) Е, ГПа

Модуль упругости при сдвиге на кручение G, ГПа

Удельное электросопротивление ρ нОм*м

Библиографический список

1. Шишков М.М. Марочник сталей и сплавов. 2000 г.
2. Позняк Л.А. Инструментальные стали. Справочник. 1977 г.
3. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. 1983 г.
4. ГСССД 9-79 — Государственная служба стандартных справочных данных

Узнать еще

Сталь Р6М5 инструментальная быстрорежущая…

Сталь 20ХН4ФА конструкционная легированная…

Сталь 08Х16Н11М3 коррозионностойкая, жаростойкая, …

Сталь 09Х17Н7Ю коррозионно-стойкая аустенито-марте…