Химический состав стали р6м5

Быстрорежущая сталь Р6М5. Расшифровка, состав и свойства

Быстрорежущая сталь Р6М5 является самозакаливающейся, она принадлежит к инструментальному классу. В качестве легирующих компонентов выступают вольфрам (6%) и молибден (5%), такой же состав имеет американская сталь М2. Иностранные аналоги имеют в своем обозначении номенклатуру HSS (высокоскоростная).

Область применения стали включает обработку твердых металлов, что обусловлено высокой прочностью сплава. Материал позволяет максимально повысить скорость работы оборудования для резки, шлифовки, сверления по сравнению с другими видами инструментальных составов. Особенным преимуществом является долговечность резьбонарезного инструмента, изготовленного из стали Р6М5, при работе с динамическим и вибрационным воздействием.

Расшифровка стали Р6М5

Наименование подразумевает следующие параметры сплава:

  • Р – быстрорежущая сталь (rapid – быстрый);
  • 6 – 6% вольфрама;
  • М5 – 5% молибдена.

В зависимости от состава материала в наименовании могут присутствовать дополнительные индексы. При наличии кобальта – К, ванадия – В, титана – Т, циркония – Ц. Электрошлаковый способ получения обозначается Ш, а современные технологии изготовления предполагают использование названия Р6АМ5. В данном случае речь идет о введении азота в состав быстрорежущей стали Р6М5 в качестве легирующего компонента. Он вводится во время отпуска после закалки. Основная область применения такого типа металла – создание фрезерных кругов.

Химический состав и свойства

В состав материала согласно нормативным документам входят:

  • вольфрам – 6,15±0,35%;
  • молибден – 5,05±0,25%;
  • стронций – 4,1±0,3%;
  • ванадий – 1,9±0,2%;
  • C, Si, Mg, Ni, S, P, Co – менее 1%.

Специальные свойства стали позволяют производить из нее фрезы, метчики, развертки и прочие инструменты. К преимуществам их относится надежность и долговечность. Основные характеристики металла представлены:

  • твердостью стали Р6М5 при повышении температуры, что обусловлено минимальным нагревом при длительной работе без перерыва. Это исключает мягкость сверла или другого инструмента при работе, снижает хрупкость. Максимальная температура нагрева, при которой сохраняются свойства сплава – 600 градусов;
  • сопротивлением накаливанию при продолжительном температурном воздействии;
  • способностью на протяжении длительного времени сохранять остроту режущей кромки;
  • ударной вязкостью;
  • простотой обработки и технологичностью;
  • возможностью воспринимать механическую, в том числе динамическую нагрузку.

Область применения

Сфера применения стали Р6М5 включает изготовление ножей для серийного производства и бытового пользования. Правильно заточенный инструмент способен резать практически любой материал, в том числе мягкий металл.

При достаточно высокой стоимости изделий, они часто встречаются в домашних условиях, у рыбаков и охотников. Единственным недостатком в данном случае является сложность заточки, для чего потребуется специальный станок. Также используется данный материал для изготовления:

  • электрического инструмента и оснастки;
  • односторонних сверл;
  • сверл-коронок для гипсокартона;
  • сверл с хвостовиком в виде копья;
  • сверл по металлу;
  • разверток;
  • полотен ножовок;
  • долбежных резцов;
  • плашек (лерок).

Технические характеристики

Характеристики стали Р6М5 представлены:

твердостью по Роквеллу 62-65;
пределом текучести 637 МПа;
температурой ковки 1250-900 градусов;
плотностью 7750 кг/м 3 ;
температурой плавления 1310-1350 градусов.

Стоимость

Цена стали Р6М5 зависит от типа и формы проката, дальности транспортировки. В среднем стоимость составляет 520 руб. за килограмм.

Сортамент

В качестве основных прокатных элементов выступают:

  • круги со специфическим покрытием;
  • прутья и полосы;
  • прутья с калибровкой;
  • круги кованые, горячекатаные;
  • квадратный профиль;
  • фасонки высокоточные.

Также имеется большой диапазон других видов проката, нормируемых Государственными стандартами.

Нормативные документы

Изготовление материала и всех видов проката осуществляется в соответствии с нормативными документами – ГОСТ и ТУ. В них указывается не только состав, но и сортамент, меры контроля на производстве и при приемке. Для иностранных сталей предусматриваются аналогичные требования.

Основным Госттандартом на быстрорежущую сталь Р6М5 является 19265-73.

Термообработка

Материал называют самозакаливающимся, но важно соблюдать температурные режимы обработки и последовательность проведения операций. Это обеспечит увеличение долговечности изделия на 20-30%.

Закалка происходит в несколько этапов, при этом осуществляется предварительный нагрев соляной ванне – при 500 С и 850 С в течение15-20 секунд. Последний этап предполагает нагрев детали до 1280 градусов, а время выдержки определяется в зависимости от толщины. На каждый миллиметр приходится 10 секунд закалки. Улучшает свойства стали Р6М5 отпуск в течение 3 часов, при котором температура понижается до 580-600 градусов.

Современная машиностроительная отрасль часто использует инструмент для обработки металла с приваренной режущей кромкой. В таком случае производится закалка в солевом растворе при условии расположения сварного шва на 15-20 мм выше жидкости.

Особенности заточки

Заточка режущего инструмента осуществляется с определенной периодичностью. Обычные электрокорундовые круги не применяются для придания режущей кромке остроты, в данном случае оптимальным вариантом считается абразив, в основе которого лежит эльбор.

Заточка и правка осуществляется с помощью плоских и чашечных кругов. При использовании эльбора чистота поверхности остается недостаточной, а структура может изменяться. Чтобы исключить проявление данных недостатков, можно использовать двухступенчатую заточку:

  • предварительную, осуществляемую кругами с крупностью 40;
  • чистовую, кругами с крупностью 25-16.

Аналоги

Марка стали Р6М5 имеет несколько зарубежных аналогов:

  • японская SKH51;
  • американская T11302;
  • английская 3343;
  • французская Z85WDCV;
  • немецкие HS6-5-2, S6-5-2S;
  • польская SW7M.

Лучшие фирмы-производители

На основании отзывов потребителей стоит выделить заводы:

  • «Промет-М»;
  • «АтомТехнологии»;
  • «Атис Сталь».

Описание быстрорежущей стали Р6М5

Быстрорежущие стали обладают высокой прочностью, что позволяет использовать их для обработки твердых материалов. При этом скорость работы режущих, шлифовальных, сверлильных установок превосходит те, что можно добиться, применяя детали из инструментальной стали. Особое место в технике для быстрорежущих образцов нашлось при изготовления резьбонарезного инструмента, особенно работающего с ударными нагрузками.

В общем случае, под быстрорезами подразумевается легированная сталь, состав которой может содержать следующие химические элементы:

  • углерод, кремний, магний, никель, сера, фосфор, а также кобальт менее 1%;
  • стронций 3.8 – 4.4%;
  • молибден 8 – 5.3;
  • вольфрам 5 – 6.5;
  • ванадий 7 – 2.1.

Примерно такой химический состав имеет быстрорез Р6М5. Изделия из подобных сплавов не только тверды, но также имеют красностойкость и горячую твердость, обладают вязкостью. Они, несмотря на склонность к обезуглероживанию, гарантируют относительно длительный срок эксплуатации в составе деталей оборудования.

Расшифровка – что обозначают символы маркировки?

Каков же смысл аббревиатуры Р6М5 – расшифровки стали по буквам? Такие обозначения оказались наследием советских времен.

Буква «Р» – это обозначение быстрорежущих сталей. Слово взято из транскрипции английского «rapid»», переводящегося, как «быстрый».

Цифра за буквой «Р» обозначает процентное содержание в сплаве вольфрама. Для описываемой марки оно колеблется в районе 6% с небольшими отклонениями.

Далее идет буква «М», обозначающая присутствие в сплаве молибдена. Параметр, стоящий рядом – доля присутствия вещества в составе.

Кроме Mo, быстрорежущие стали могут содержать в своей маркировке такие обозначения: «К» – кобальт, «Ф» – ванадий, «Т» – титан, «Ц» – цирконий.

Анализируя далее аббревиатуру Р6М5, расшифровка стали может включать дополнительные буквы. Если металл получили путем электрошлакового переплава, появляется номенклатура «Ш» (Р6М5-Ш). С внедрением новых технологий Р6М5 расшифровка стала встречаться и в такой интерпретации, Р6АМ5. Это означает легирование азотом, которое происходит на этапе охлаждения сплава после разогрева его до температуры закаливания (подробнее ниже). Такую сталь используют при изготовлении фрезерных кругов.

Сверло японской фирмы Nachi из стали HSS

Импортные аналоги быстрорезов маркируют, как HSS, что означает High Speed Steel, в буквальном переводе, это высокоскоростная сталь, а аналоги Р6М5 это стали:

  • 1.3343 (Германия DIN);
  • S600/S601 (стандарт Д-016);
  • М2 (США ПО стандарты AISI/ASTM).

к содержанию ↑

ГОСТ и ТУ стали Р6М5

Сталь Р6М5 описывается сразу несколькими ГОСТ и ТУ. В каждом из них содержатся изделия и технические требования к ним. Несмотря на переход металлопроката на твердые сплавы, Р6М5 характеристики удерживают эту марку в поле зрения многих сталелитейных производств. Все еще остаются востребованными следующие изделия, описанные соответствующими ГОСТами или ТУ:

  • холодно-деформированные фасонные профили высокой точности ТУ 14-11-245-88;
  • кованные круги или квадраты, сортамент – ГОСТ 1133-7;
  • горячекатаные круги – ГОСТ 2590- 88;
  • калиброванный пруток – ГОСТ 7417-75;
  • прутки и полосы – ГОСТ 19265-73 (марка стали Р6М5К5);
  • круги со специальной отделкой поверхности – ГОСТ 14955-77;
  • вероятно, остались еще ГОСТ, не вошедшие в список.

Этих стандартов придерживаются и до сих пор на многих предприятиях России.

Сталь Р6М5 характеристики

Основные свойства металла подобной марки – это: повышенная вязкость, хороший уровень сопротивления износу, приемлемая степень шлифуемости. Также следует учитывать факт, что подобная сталь обладает повышенной склонностью к обезуглероживанию. Как результат, металл этой марки применяется при производстве практически всех видов режущего инструмента, используемого под обработку углеродистых легированных конструкционных сталей. В частности металл Р6М5 востребован для дробеструйной обработки. Он используется при изготовлении резьбонарезного инструмента или оснастки, работающей с ударными нагрузками.

В химический состав стали Р6М5 входят, кроме вышеперечисленных углерода и молибдена, такие элементы:

  • кобальт;
  • хром;
  • медь;
  • марганец;
  • никель;
  • фосфор;
  • сера;
  • кремний;
  • ванадий;
  • вольфрам.

Сталь вольфрамово-молибденовой серии, таково альтернативное наименование марки быстрорежущего металла Р6М5, способна сохранять присущие ей свойства при высоких температурах. Как пример, можно привести тот факт, что после термообработки твердость металла остается такой же, как у Р18. Более того, его прочность на изгиб достигает 4700 МПа. Превышает сталь Р6М5 марку Р18 и по таким характеристикам, как ударная вязкость или термопластичность. При этом в количественном отношении превосходство составляет 50%.

Читайте также  620ск12 5фп соединитель угловой плоский канал фитинг

Перечисленные свойства стали этой марки обусловили ее промышленное применение, как металла, используемого для резки в условиях повышенных температур. Еще одна отличительная особенность стали Р6М5 – этот металл прекрасно держит заточку. В частности предпочтительнее использовать для этих целей быстрорез, чем нержавейку. К тому же сталь Р6М5 прекрасно справляется с ударными нагрузками, что делает ее востребованной в производстве сверл, развертки и кранов.

Трудности закалки быстрорежущей стали

Термообработка Р6М5 имеет ряд особенностей, связанных со свойством этой марки к обезуглероживанию, а также длительностью нагрева под закалку. Чтобы достичь 1230 градусов по Цельсию (температура закалки Р6М5) затрачивается времени на четверть больше, чем для марки Р18. Сначала делают отпуск при 200 и 300 градусах с выдержкой по часу. Дальнейшая обработка проходит в три этапа:

  • 690 градусов длится 3минуты;
  • 860 – аналогичное время;
  • 1230 – 1.5 минуты.

Далее металл охлаждают для получения неравновесного состояния в селитре, масле и на воздухе. В последующей обработке применяют троекратный отпуск при температуре 560 градусов, с выдержкой по 1.5 часа. Удерживать кислород позволяет метод раскиления ванн бурой и фтористым магнием. На этапах отпуска в сплав добавляют легирующие элементы, образующие карбиды, что придает изделиям высокую прочность.

Несмотря на то, что закалка важный этап при изготовлении прочных сортов металлических сплавов, необходимым остается предварительный отжиг стали. Он способствует избавлению от эффекта повышенной хрупкости металла при высоких прочностных качествах.

Смотрите видео: закалка стали р6м5 в домашних условиях

Изделия нашедшее место в быту и на производстве

Сталь Р6М5, ее характеристики и применение для ножей. Это довольно распространенный предмет в быту, имеется ряд его производителей с мировым брендом, например, Rapid. В интернете присутствует множество видео с экспериментами, где используются ножи из стали марки Р6М5. Действительно они хорошо перерезают такие вещи: веревки, древесину, соответственно мясо с костями, прочее. Самый яркий эксперимент связан с попыткой разрезать ножом Р6М5 металлическую пластину толщиной в несколько мм, получилось.

Заготовки ножей из стали р6м5 – эта сталь очень популярна в быту

Следует добавить, быстрорежущая сталь Р6М5 не имеет склонности к легкому точению. Поэтому довольно часто владельцы ножей жалуются на невозможность наточить его. Во всяком случае бытовыми точилками этого сделать не получится. Видимо поэтому изделия из Р6М5 редко встречаются именно в быту, их чаще можно увидеть, как подсобный инструмент среди слесарного инвентаря или у заядлых рыбаков, охотников.

Почти в каждом доме можно встретить бытовой электроинструмент. Вспомогательные элементы (оснастка) к нему могут изготавливаться, как раз из быстрорезов.

Сверло Р6М5 используют в производстве бытовых инструментов, предназначенных для выполнения ремонтных работ. Дополнительно, существует мнение, что сверлить закаленное железо лучше маркой Р6М5К5. Кроме того, встречаются такие разновидности сверла:

  • простые с односторонней заточкой;
  • корончатые (для гипсокартона);
  • ступенчатые;
  • копьевидные для стекла и керамогранита;
  • по камню, кирпичу, дереву.

Несмотря на выше отмеченный комментарий, сверло по металлу Р6М5 также довольно распространенный инструмент. Из р6м5 делают зенковки, коронки, конические машинные развертки, буры, резцы долбежные, полотна ножовочные.

Видео – Как сделать нож из Р6М5 своими руками

Как точить изделия быстрорезы

Подобная продукция подвержена износу и затуплению. Зная сталь Р6М5, характеристики и ее применение, можно предположить, что обычные шлифовальные круги из электрокорунда не смогут справиться с задачей, что, собственно, подтверждается практикой. Поверхность, подвергнутая заточке, остается шероховатой, а режущие качества уже не приближаются к первоначальным. Поэтому для возвращения товарных свойств рекомендуют отдавать изделия в заточку, где применяются круги из эльбора.

Стоимость металла в продукции

Купить Р6М5 в готовых изделиях несложно, однако стоимость сплава достаточно высока. Приведем небольшой прайс-лист изделий из стали этой марки. Так круг инструментальный, в зависимости от толщины: 2, 5 или 16 мм, стоит 1350, 1200, 600 рублей за килограмм, соответственно. Стоимость полосы инструментальной чуть ниже и составляет 620 рублей за килограмм.

Несомненно, цены на металл марки Р6М5 в продукции могут варьироваться, поэтому приведенные цифры стоит воспринимать относительно, только, чтобы определить уровень стоимости сплава. С другой стороны, высокие расценки на быстрорез, делают металл достаточно популярным при сбыте металлолома (см. лом быстрореза). Стоимость вторичной быстрорежущей стали существенно превосходит аналоги обычных марок металла. Альтернативно, изделия из сплава Р6М5, отслужившие свой эксплуатационный ресурс, могут использоваться как деловой лом, с более высокой стоимостью.

Сталь Р6М5: плюсы и минусы для ножей

Сталь Р6М5 – быстрорежущая сталь, используемая для создания разных режущих инструментов. Лезвия из этого материала выдерживают большие нагрузки и перегревы. Благодаря тому, что этот сплав имеет высокую стабильность свойств, нож из Р6М5 будет обладать прекрасными режущими свойствами, прочностью, гибкостью и устойчивостью к коррозии.

Сталь для ножей Р6М5.

  1. Применение сплава
  2. ГОСТ и ТУ стали Р6М5
  3. Расшифровка – что обозначают символы маркировки
  4. Химический состав
  5. Основные характеристики
  6. Трудности закалки быстрорежущей стали
  7. Особенности заточки стали
  8. Стоимость металла в продукции
  9. Аналоги

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.

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.

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.

Расшифровка – что обозначают символы маркировки

Элементы оборудования, приборы имеют высокий показатель прочности, материал владеет отменной вязкостью. Сталь обеспечивает продолжительную работоспособность, как в составе компонентов изделий, так и в клинках или готовых инструментах.

Подобные маркировки являются наследством советской эпохи:

  1. Буква “Р” – это индикатор быстрорежущих сталей. Выражение получается из перевода английского “rapid”” – “стремительный”.
  2. Знак после “Р” отмечает наличие в составе вольфрама в процентном отношении. Для конкретно этого металла находится в приделе 6% с незначительными отхождениями.
  3. После следует буква “М”, означающая наличность в марке молибдена. Показатель, стоящий дальше – процент наличия элемента в общей массе.
  4. Помимо М, быстрорежущие стали могут включать в свою маркировку следующие обозначения: “К” – кобальт, “Т” – титан, “Ф” – ванадий, “Ц” – цирконий.

Рассматривая обозначение “Р6М5”, расшифровывание способно включать ещё и другие буквы. В случае, если сталь выплавили методом электрошлакового переплава, возникает дополнение в виде “Ш” (Р6М5-Ш). С введением в производственный процесс новейших технологий теперь попадается и такая формулировка – Р6АМ5. Это обозначает добавление в общий состав азотом.

Химический состав

Химсостав Р6М5 включает, помимо перечисленных выше углерода и молибдена, следующие компоненты:

  • углерод (С) 0,82 – 0,90 %;
  • марганец (Mn) 0,20 – 0,50 %;
  • хром (Cr) 3,8 – 4,4 %;
  • кремний (Si) 0,20 – 0,50 %;
  • молибден (Мо) 4,8 – 5,3 %;
  • ванадий (V) 1,7 – 2,1 %;
  • кобальт (Со) 0,5 %;
  • никель (Ni) 0,4 %;
  • фосфор (Р) 0,03 %;
  • сера (S) 0,025 %;
  • вольфрам (W) 5,5 – 6,5%.

Сплав с добавками кобальта, применяют ещё с начала двадцатого века. Из него выпускают приборы для резки кислотостойких, устойчивым к большим температурам металлов. Обработка подобных металлов приборами из иной марки требуют дополнительных затрат. Эта сталь характеризуется высокой твёрдостью и термостойкостью.

Основные характеристики

Базовые параметры стали такой марки – это: высокая вязкость, прекрасная износостойкость, неплохой уровень шлифуемости. Эта марка используется при выпуске многих типов лезвий и режущего оборудования для работы с конструкционными прочными сталями.

Нож с клинком из стали Р6М5.

Сплав вольфрамово-молибденового типа — второе название этой марки, которая может удерживать характерные ей качества даже при экстремальных температурных перепадах. Более того, её крепость на изгиб доходит до 4700 МПа. Сочетание её с ударной вязкостью даёт ей ощутимое превосходство над многими собратьями.

Читайте также  Коэффициент теплопроводности стали 20

Трудности закалки быстрорежущей стали

Термическая обработка Р6М5 содержит гряду специфик, сопряжённых с характеристиками этой марки, а также большим временем нагревания под закалку. Чтобы достигнуть 1230 градусов по Цельсию (температура закаливания по ГОСТу), тратится рабочего времени на 25 процентов больше, чем для аналогичной марки Р18. Вначале делается отпускной период при 200 и 300 градусах по часу. Далее обработка выполняется в 3 этапа:

  • 690 градусов -3 минуты;
  • 860 – также 3 минуты;
  • 1230 – 1,5 минуты.

Затем сталь остужают. В дальнейшем обрабатывании используют троекратный отпускной период при 560 градусов по 1.5 часа. В периодах отпуска сплав дополняют легирующими добавками, которые образуют карбиды, что увеличивает прочность конечного металла. Предшествующий отжиг стали содействует избавлению от высокой хрупкости при высоком показателе прочности.

Особенности заточки стали

Любая продукция подвластна изнашиванию, а если это лезвие – утере остроты. Сталь Р6М5 вследствие особого метода изготовления и химического состава плохо поддаётся затачиванию.

Шлифовальные круги из электрокорунда не в силах справиться с подобной проблемой. Полотно, подвергаемое заточке, останется неровным, а режущие качества будут далеки от рабочих. Поэтому для восстановления изделию заводской заточки, его необходимо обрабатывать на кругах из эльбора, которые имеются далеко не на каждой специализированной точильне.

Пример правильной заточки ножа.

Стоимость металла в продукции

Приобрести Р6М5 в готовой продукции просто, но себестоимость сплава довольно велика. Так на круг инструментальный, исходя из толщины: 2, 5 или 16 мм, цена составляет, соответственно, 600, 1200, 1350 рублей за килограмм. Стоимость стальной полосы немного ниже и равняется 620 рублям за килограмм. Действительно, цены на сплав Р6М5 в готовом изделии могут колебаться, поэтому данные цифры нужно понимать относительно.

Аналоги

Зарубежные аналоги сплава:

США Германия Япония Франция Англия Италия Испания Китай Северная Корея
T11302
М2
1.3343
HS6-5-2
S6-5-2
S6-5-2S
SC6-5-2
X82WMoCrV6-5-4
SKH51 HS6-5-2
HS6-5-2HC
X85WMoCrV6-5-4
Z85WDCV
3343
BM2
HS6-5-2
X82WMoV6-5
6-5-2
EM2
HS6-5-2
W6Mo5Cr4V2 SKH51

Предыдущая

Могу отличить гарду от ограничителя, а обух от лезвия. С кинжалом за грибами не хожу, а серрейтором не пытаюсь спилить дерево. Люблю ходить в горы и лес, периодически охочусь с друзьями. Во всех моих увлечениях без ножа не обойтись.

Особенности стали Р6М5

  1. Состав и расшифровка
  2. Плюсы и минусы
  3. Характеристики
  4. Аналоги
  5. Применение
  6. Обработка

Сплав железа, углерода и других дополнительных компонентов называют сталью. Полученный сплав получается прочнее и тверже других соединений. Сталь Р6М5 относится к классу инструментальных. Материал высокопрочный и устойчив к износу.

Такими характеристиками обладают не все инструментальные сплавы. Элементы из этого материала характеризуются долгим сроком службы, даже при больших нагрузках при использовании. Иногда сплав Р6М5 называют вольфрамо-молибденовым. Инструменты из нее поддерживают свою твердость даже после термического воздействия.

Состав и расшифровка

Сплав Р6М5 появился во времена британской промышленной революции. При обработке дерева и цветных металлов достаточно было инструментов из обычной стали. Но с развитием промышленности появилась потребность в обработке твердых металлов, имеющиеся инструменты деформировались и быстро выходили из строя из-за длительного и непрерывного использования на высоких скоростях. В 1858 году ученые-сталевары создали сплав, одним из элементов которого стал вольфрам, самый тугоплавкий элемент из таблицы Менделеева. Это стало первым вариантом стали Р6М5. Состав сплава Р6М5 схож со сталью Р18.

Американские ученые сформировали окончательную современную рецептуру сплава. Создание этого сплава в значительной степени ускорило производительность и развитие металлообработки.

В формуле быстрореза Р6М5 молибден и вольфрам выступают легирующими элементами. Маркировку сплава можно расшифровать по буквам и цифрам. Первое число указывает на долю вольфрама, а последующие буквы и цифры на другие легирующие компоненты и их процентное содержание. Значение буквы Р – быстрорежущий сплав. Так, маркировка Р6М5 показывает, что сталь содержит 6% вольфрама и 5% молибдена. Присутствие иных индексов в названии инструментального сплава указывает на дополнительные компоненты. Например, К – кобальт, Т – титан и так далее. Современные технологии производства сплава предполагают использование азота в качестве дополнительного легирующего компонента. Такой сплав носит марку Р6АМ5.

Химический состав стали согласно ГОСТу:

  • вольфрам;
  • молибден;
  • хром;
  • стронций;
  • ванадий;
  • и менее 1% составляют примеси других металлов и элементов (медь, хром и другие).

Свойства стали обусловлены входящими в нее металлами. Главным является сопротивление накаливанию в условиях длительного использования при повышенной температуре. Материал не теряет своей твердости, лезвия из него долго сохраняют остроту режущей поверхности даже при вибрационных нагрузках. Сплав способен выдержать нагрев до +600 градусов Цельсия и сохранить свои свойства. Хром в сплаве необходим для увеличения термической стойкости, ванадий уменьшает хрупкость после накаливания.

Каждый компонент важен для технических характеристик стали.

Плюсы и минусы

Благодаря индивидуальным параметрам стали Р6М5 в область ее использования входит обработка твердых металлов. Сплав увеличивает скорость обработки деталей, их шлифовку, резку и сверление. Особенно это важно для инструментов для динамического и вибрационного воздействия. Из положительных качеств материала можно отметить:

  • устойчивость к повышению температуры при использовании, продолжительность работы без снижения качества;
  • твердость и хорошее сопротивление накаливанию;
  • долгое сохранение остроты режущей поверхности;
  • ударная вязкость;
  • восприятие долгой и систематической механической, ударной и динамической нагрузки.

Ножи из такой стали долго сохраняют остроту и не требуют специального ухода. Они стойки к воздействию химических веществ и других микроэлементов. Например, лезвие не затупляется после соприкосновения с лимонной кислотой или щелочной средой. Клинки подходят для работы в условиях низкой влажности воздуха. Лезвие терпит недолгое воздействие открытого огня. Опалину можно удалить обычной тряпкой или смыть проточной водой.

Основной недостаток деталей из стали самокала – низкое содержание хрома, вследствие чего ускоряется процесс коррозии, особенно под постоянным воздействием высоких температур.

Из других недостатков стоит отметить:

  • сложность заточки режущих поверхностей из стали Р6М5 (особенно касается ножей и сверл);
  • относительно высокая стоимость материала;
  • тонкая режущая поверхность может нанести травмы при неосторожном использовании;
  • ножи не годятся для нарезки мягких фруктов и овощей без упругой кожицы;
  • острота заточки теряется при быстром охлаждении (заморозке) и прекращении использования инструмента на долгий период;
  • без должного ухода лезвие начинает ржаветь;
  • инструмент затупляется быстрее при эксплуатации при низких (минусовых) температурах и высокой влажности.

Для сохранения заточки и режущих качеств лезвия лучше хранить в сухом месте, после использования удалить загрязнения и протереть насухо. При чрезмерном нагреве охлаждать естественным способом без резких перепадов температур.

Характеристики

Отечественные производители обязаны строго соблюдать нормативы ГОСТа или ТУ, описывающие химическую формулу, механические свойства и основные требования. Импортируемая сталь также должна отвечать условиям ГОСТа или ТУ. Сталь быстрорез обладает редкими характеристиками и техническими нормативами:

  • твердость по Роквеллу 62-65 HRC;
  • плотность 7750 кг/м3;
  • предел прочности на изгиб 2900-3400 МПа;
  • температура плавления составляет 1320 градусов Цельсия;
  • высокая износостойкость и механическая выносливость;
  • повышенная вязкость.

Среди особенностей сплава выделяют предрасположенность к обезуглероживанию. А также самокал неплохо шлифуется и применяется для сварки. Продукция из материала не покрывается ржавчиной при постоянном использовании.

Аналоги

Отечественный материал имеет зарубежные варианты (шведский, американский, французский, японский и немецкий). Все аналоги имеют маркировку HSS, которая расшифровывается High Speed Steel и переводится «высокоскоростная сталь».

Отечественными вариантами сплава Р6М5 являются Р12, Р10К5Ф5, Р18 и еще несколько вариантов. Их применяют при черновой переработке металла (сверление и фрезерование). Но в них процент вольфрама выше, что увеличивает их стоимость и редкость на рынке. Сталь Р6М5 благодаря особенностям закалки и отжига показывает более высокие показатели плотности и твердости. Материал опережает альтернативные варианты по уровню ударной вязкости и пластичности.

Применение

Ценные показатели материала определили сферу его потребления. Прежде всего это выпуск разнообразных металлообрабатывающих элементов. Материал также применяют для изготовления лезвий для клинков (как в промышленных масштабах, так и самодельных ножей). Лезвия для домашнего пользования из легированного сплава Р6М5 долговечны и долго остаются острыми. Они легко справятся как с нарезкой овощей и фруктов, так и с разделкой туш крупного рогатого скота. Нож с легкостью разрезает хрящи и мелкие кости. Походные варианты ножей пользуются популярностью у рыбаков, туристов и охотников. Лезвия могут даже перерезать мягкий металл. Но заточить вручную их не получится, они требуют профессионального токарного оборудования.

Нередко сталь применяют в производстве бытовых электроинструментов: различные сверла, развертки, плашки (лерки), полотна для ручных и механических ножовок, долбежные резцы и прочее. Детали широко применяются в быту. Инструменты из этого материала легкие и просты в эксплуатации. Их применяют для разного рода ремонтных и строительных работ:

  • простые сверла для бытового использования;
  • сверла в форме короны, используемые для кафеля;
  • бор с наконечником в форме копья;
  • дрель по металлу.

А также материал используют для изготовления резьбонарезных инструментов благодаря высокой степени износостойкости и способности к непрерывному использованию при постоянном нагревании.

Скорость эксплуатации изделий из сплава Р6М5 намного превышает продуктивность работы инструментов из других материалов. Особенно это касается абразивных и сверлильных приборов.

Обработка

Сталь Р6М5 является самозакаливающейся, но термообработка согласно технологическим процедурам улучшает показатели. Во время процесса важно соблюдать порядок всех пунктов закалки, которые продлят долговечность сплава и инструментов из него на 20-25%. Термообработка сплава протекает в серию этапов. Она занимает в несколько раз больше времени, чем для других аналогичных сплавов, но полученный результат этого стоит:

  • сталь разогревают до 500 градусов в соленой ванне и удерживают ее 15-20 минут, процедуру повторяют при 800 градусов;
  • сталь нагревают до температуры 1280 градусов, время нагрева зависит от толщины листа, во время нагрева периодически делают отпуск от нескольких минут до часа;
  • затем сплав оставляют на 3 часа при 580 градусов (отпуск).

Период закалки рассчитывают, беря во внимание толщины прокатного листа. На каждый миллиметр стали необходимо 10 секунд времени. Довольно сложный технический процесс закалки стали отражается на ее стоимости. Но без него сплав не будет иметь таких уникальных термостойких характеристик.

После термообработки запускается процесс ковки. Ковку начинают при 1160 градусах с последующим понижением до 850 градусов. Для охлаждения пользуются специальными колодцами при температуре 750-780 градусов. При этом используют селитру, масла или просто воздух. Во время отпуска в материал внедряют легирующие добавки, которые улучшают прочность и износостойкость материала.

Перед процедурой тепловой обработки и ковки, материал проходит процесс отжига, что снижает хрупкость материала при заточке. Отжиг производят при предельной температуре 800 градусов с понижением на 500 каждый час. Заготовки проката остужают на воздухе. Количество циклов отжига может составлять до 10 для одного проката. При этом необходимо строго соблюдать температурный режим. Если превысить температуру, то уровень прочности резко снизится, в сплаве образуется повышенный уровень аустенита. А постепенное охлаждение проката рекомендуется проводить в масляных ваннах, так лист избежит трещин и сколов.

При закалке деталь с приваренным острием из стали проходит процедуру закалки в солевом растворе при положении сварного соединения выше уровня жидкости на 15-20 см. Для заточки режущих поверхностей инструментов используют эльбор. Заточка проходит в два шага с абразивами разной зернистости, для лучшего результата. Простые электрокорундовые камни не подходят для заточки таких инструментов. А при применении эльбора структура может изменяться, а частота быть недостаточной. Из-за этого используют два вида абразива, сначала более крупный для придания остроты, а затем мелкий (с 25-16 показателями крупности) для финишной шлифовки.

Сталь Р6М5: характеристики, расшифровка, химический состав

Химический состав

Химсостав Р6М5 включает, помимо перечисленных выше углерода и молибдена, следующие компоненты:

  • углерод (С) 0,82 – 0,90 %;
  • марганец (Mn) 0,20 – 0,50 %;
  • хром (Cr) 3,8 – 4,4 %;
  • кремний (Si) 0,20 – 0,50 %;
  • молибден (Мо) 4,8 – 5,3 %;
  • ванадий (V) 1,7 – 2,1 %;
  • кобальт (Со) 0,5 %;
  • никель (Ni) 0,4 %;
  • фосфор (Р) 0,03 %;
  • сера (S) 0,025 %;
  • вольфрам (W) 5,5 – 6,5%.

Сплав с добавками кобальта, применяют ещё с начала двадцатого века. Из него выпускают приборы для резки кислотостойких, устойчивым к большим температурам металлов. Обработка подобных металлов приборами из иной марки требуют дополнительных затрат. Эта сталь характеризуется высокой твёрдостью и термостойкостью.

Технологические свойства марки Р6М5

Температура критических точек Ac1 = 815 , Ar1 = 730
Твердость после отжига HB 10 -1 = 255 МПа

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.

Классическая технология, предполагающая проковку изделия из быстрорежущего сплава, которое предварительно было отлито в специальную форму, позволяет наделить такое изделие более высокими качественными характеристиками.

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.

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.

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».

Правила маркировки сталей, относящихся к категории быстрорежущих, строго регламентированы соответствующим ГОСТ, что значительно упрощает процесс их расшифровки.

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

Механические свойства стали Р6М5

Свойства по стандарту ГОСТ 19265-73

*Температура нагрева: закалка — 1220 °С, отпуск — 550 °С

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: