 |
Углеродистые инструментальные стали.
|
|
|
|
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ
по дисциплине «Материаловедение и технология
конструкционных материалов» на тему:
«Инструментальные материалы»
для студентов факультета: ТАМПТ и МТС, заочной
и дневной формы обучения
Севастополь
2007
УДК 669.584 (046)
Методические указания к практической работе на тему «Инструментальные материалы» по дисциплине «Материаловедение и технология конструкционных материалов» для студентов факультета ТАМПТ и МТС дневной и заочной формы обучения. / Сост.: Л.Б.Шрон, В.Б.Богуцкий, Г.П.Резинкина,
Э.С. Гордеева. – Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2007.- 45 с.
Целью издания методических указаний является помощь студентам в изучении классификации, маркировки и области применения инструментальных материалов
Методические указания обсуждены и утверждены на заседании кафедры «Технология машиностроения», протокол №3 от 1 ноября 2007 г.
Допущены учебно-методическим центром СевНТУ в качестве методических указаний.
Рецензент: докт. техн. наук проф. Ю.К.Новоселов
СОДЕРЖАНИЕ
| 1. Цель работы 2. Теоретический раздел | 4 |
| 2.1. Инструментальные стали | 4 |
| 2.1.1 Углеродистые инструментальные стали | 4 |
| 2.1.2 Легированные стали | 5 |
| 2.1.3 Быстрорежущие стали | 6 |
| 2.2. Твердые сплавы | 7 |
| 2.2.1 Однокарбидные твердые сплавы | 8 |
| 2.2.2 Двухкарбидные твердые сплавы | 8 |
| 2.2.3 Трехкарбидные твердые сплавы | 8 |
| 2.3. Сверхтвердые материалы | 9 |
| 2.3.1 Алмазы | 9 |
| 2.3.2 Синтетические поликристаллические материалы (композиты) | 10 |
| 2.3.3 Минералокерамические материалы | 11 |
| 2.4. Абразивные материалы | 11 |
| 2.4.1 Естественные материалы | 12 |
| 2.4.2 Искусственные материалы 3. Порядок выполнения работы | 13 16 |
| 4. Содержание отчета | 16 |
| Библиографический список | 17 |
| Приложение А | 18 |
|
|
|
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Ознакомится с маркировкой инструментальных материалов различных стран их составом, назначением и свойствами. Получить навыки обоснованного выбора материала для изготовления различных инструментов
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Инструментальными называются материалы, обладающие высокой твердостью, прочностью и износостойкостью и, применяемые для изготовления различного инструмента.
Требования, предъявляемые к инструментальным материалам, зависят от вида изготавливаемых из них инструментов: режущие, ударно-штамповые или измерительные.
Инструментальные стали.
По теплостойкости инструментальные стали подразделяются на три группы:
- не обладающие теплостойкостью, работающие при температуре до 2500 С (углеродистые и легированные стали, содержащие до 3-4% легирующих элементов);
- полутеплостойкие, работающие при температуре до 400 - 5000 С (содержащие свыше 0,6-0,7% углерода и 4-18% хрома);
- теплостойкие, работающие при температуре до 550 – 6500 С (высоколегированные стали, содержащие хром, вольфрам, ванадий, молибден, кобальт).
Другой важной характеристикой инструментальных сталей является прокаливаемость. Высоколегированные, теплостойкие и полутеплостойкие стали обладают высокой прокаливаемостью. Инструментальные стали, не обладающие теплостойкостью, делят на стали небольшой прокаливаемости (углеродистые) и повышенной прокаливаемости (легированные).
Углеродистые инструментальные стали.
Эти стали относятся к группе сталей, не обладающих теплостойкостью. Они сохраняют свои свойства до температуры 2500С.
Маркировка стали начинается с буквоы У с последующими цифрами от 7 до 14, которые показывают среднее содержание углерода в десятых долях процента. Например: У10:»1%С; У8 –0,8%С.
|
|
|
Инструментальных сталей обыкновенного качества не бывает.
В высококачественных сталях в конце марки ставят букву А. Например: У10А, У7А- высококачественные.
В особовысококачественных сталях в конце марки стоят буквы: СШ (обработаны синтетическим шлаком), Ш (электрошлаковый переплав), ЭЛ (электронно-лучевой переплав), ВД (вакуумно-дуговой переплав) и др. Например: У12-Ш, У7-ВД.
Механические свойства вышеуказанных сталей смотри в приложении А, таблица А1. Применение этих сталей в приложении А, таблица А2.
2.1.2. Легированные стали.
Эти стали относятся к группе не теплостойких или полутеплостойких. Они сохраняют свои свойства до температуры 2500С и 4500С соответственно.
В марке этих сталей в начале может стоять однозначное число (либо оно может отсутствовать). Число показывает среднее содержание углерода в десятых долях процента (если число отсутствует, то среднее содержание углерода составляет ≈ 1 %). Легирующие элементы в маркировке стали обозначаются буквами русского алфавита (маркировка стран СНГ), а среднее количество легирующего элемента указывается цифрой, стоящей после соответствующей буквы, если цифры нет, то среднее содержание легирующего элемента не превышает 1 – 1,5 %. Идентификаторы легирующих элементов указано в таблице 1.
Таблица 1.- Идентификаторы легирующих элементов
| Буквенное обозначение | Легирующий элемент | Буквенное обозначение | Легирующий элемент |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| А* | N -азот | Н | Ni - никель |
| Б | Nb -ниобий | Р | В - бор |
Окончание таблицы 1
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| В | W - вольфрам | С | Si–кремний, |
| Г | Mn - марганец | Т | Тi - титан |
| Д | Cu - медь | Ф | V - ванадий |
| Е | Se - селен | Х | Сr - хром |
| К | Cо - кобальт | Ц | Zr - цирконий |
| Л* | Li - литий | Ч | редкоземельные |
| М | Мо - молибден | Ю | Аl - алюминий |
| Примечания: * буква А и Л обозначают азот и литий соответственно, если они стоят в середине буквенного обозначения марки.
| |||
Все легированные инструментальные стали являются высококачественными, в конце марки буква А не ставится. Например: 6ХС, ХВГ, Х, 9ХС.
В особовысококачественных сталях в конце марки через тире стоят буквы СШ, Ш, ЭЛ, ВД (см. п. 1.1). Например: 6ХС-Ш
Механические свойства вышеуказанных сталей смотри в приложении А, таблица А3.
Применение вышеуказанных сталей смотри в приложении А, таблица А4.
|
|
|
2.1.3. Быстрорежущие стали.
Эти стали относятся к группе теплостойких, сохраняющих свои свойства до температуры 6500С.
Марка этих сталей начинается с буквы Р (rapid –от французского - быстрый).
Далее стоит цифра, указывающая на среднее процентное содержание основного легирующего компонента – вольфрама.
Базовый состав быстрорежущих сталей содержат 2 - 4% хрома, 1,5% ванадия и 0,8 – 0,88% углероды– в маркировке не указываются.
Углерода в этих сталях 0,8-0,88%.
Например: Р18 – 18% вольфрама; 2 - 4% хрома; до 1,5% ванадия; 0,8-0,88% углерода.
Быстрорежущие стали могут быть легированы молибденом, кобальтом.
Например: Р6М6 -6% вольфрама; 5% молибдена; С-0,8-0,88%; до 4% хрома; до 1,5 % ванадия;
Р6М5К5 - 6% вольфрама; 5% молибдена; 5% - кобальта; С-0,8-0,88%; до 4% хрома; до 1,5 % ванадия;
В быстрорежущих сталях с повышенным содержанием углерода марка начинается с двузначного числа, показывающего среднее содержание углерода в десятых долях процента. Например: 10Р6М4К2- 1% углерода; 6% вольфрама; 4% молибдена; 2% - кобальта; до 4% хрома; до 1,5 % ванадия.
Быстрорежущие стали могут быть высококачественными и особо высококачественными. В высококачественных сталях в конце марки буква А не ставится. В особо высококачественных сталях в конце марки через тире стоят буквы: СШ, Ш, ЭЛ, ВД, МП (см. п.1.1). Например: Р6М5-Ш, Р6М5К5-ЭЛ
Механические свойства некоторых быстрорежущих сталей смотри в приложении А, таблица А5.
Применение марок быстрорежущих сталей смотри в приложении А, таблица А6.
Соотношение между стандартными обозначениями инструментальных сталей различных стран мира смотри в приложении А, таблица А7 и А8.
Твердые сплавы
Твердые сплавы изготовляют методом порошковой металлургии на основе карбидов различных металлов. Основными из них являются карбиды вольфрама, титана, тантала, сцементированных небольшим количеством кобальта. Эти карбиды обладают высокой твердостью, износостойкостью. Инструменты, оснащенные твердым сплавом, хорошо сопротивляются истиранию сходящей стружкой и материалом заготовки, они относятся к группе теплостойких материалов и не теряют своих режущих свойств при температуре нагрева до 750 - 1100о С. Их применяют для изготовления режущих частей таких инструментов как резцы, фрезы, сверла, зенкеры, развертки и др.
|
|
|
В зависимости от химического состава металлокерамические твердые сплавы разделяют на три основные группы: однокарбидные, двухкарбидные и трехкарбидные.
2.2.1. Однокарбидные твердые сплавы.
Сплавы группы ВК – вольфрамокобальтовые, такие как: ВК3, ВК4, ВК6, ВК8, ВК10 и др. В марке сплавов цифра показывает процентное содержание кобальта. Остальное составляет карбид вольфрама.
Для обозначения зернистости в конце марки ставится:
- буква М для мелкозернистой структуры
- буква К для крупнозернистой структуры
- буквы ОМ указывают на особомелкозернистую структуру
Буква В после цифры указывает на то, что изделия спекаются в атмосфере водорода.
Например: сплав ВК8М содержит 8% кобальта и 92% карбида вольфрама. Структура сплава мелкозернистая.
2.2.2. Двухкарбидные твердые сплавы.
Сплавы группы ТК – титановольфрамокобальтовые, такие как: Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12и др. В марке цифра после буквы К показывает процентное содержание кобальта, а после буквы Т – процентное содержание карбидов титана. Остальное составляет карбид вольфрама. Буква В в конце марки означает, что сплав имеет крупнозернистую структуру.
Например: сплав Т15К6В содержит 6% кобальта, 15% карбида титана, остальное составляет карбид вольфрама. Структура сплава крупнозернистая.
2.2.3. Трехкарбидные твердые сплавы
Сплавы группы ТТК – титанотанталовольфрамокобальтовые, такие как: ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ10К8, ТТ20К9 и др.. В марке цифра после буквы К показывает процентное содержание кобальта, а после букв ТТ – процентное содержание карбидов титана и карбидов тантала. Остальное составляет карбид вольфрама.
Например: сплав ТТ7К12 содержит 12% кобальта, 7% карбидов титана и тантала, остальное составляет карбиды вольфрама.
2.2.4. Безвольфрамовые твердые сплавы
С целью экономии дефицитного вольфрама разрабатываются безвольфрамовые металлокерамические твердые сплавы на основе карбидов. Эти сплавы изготавливают на никелемолибденовой связке. Полученные твердые сплавы на основе карбидов по своим характеристикам примерно равноценны стандартным сплавам группы ТК. В настоящее время промышленностью освоены безвольфрамовые сплавы ТН-20, ТМ-3, КНТ-16 и др. Химический состав данных сплавов определяется по справочникам. Эти сплавы обладают высокой окалиностойкостью, низким коэффициентом трения, меньшим по сравнению с вольфрамосодержащими сплавами удельным весом, но имеют, как правило, более низкую прочность, склонность к разрушению при высоких температурах.
|
|
|
Применение твердых сплавов смотри в приложении А, таблица А9.
Примерное соответствие отечественных и зарубежных марок твердых сплавов согласно классификации ISO смотри в приложении А, таблица А10.
Сверхтвердые материалы
К сверхтвердым относят материалы, твердость и износостойкость которых превышает твердость и износостойкость твердых сплавов.
К основным группам относятся естественные и искусственные алмазы, нитрид бора (композиты) и минералокерамика.
Эти материалы относятся к группе теплостойких инструментальных материалов, которые сохраняют свои свойства до температуры от 800 - 2000о С.
2.3.1. Алмазы
Алмаз – минерал, по химическому составу представляющий собой разновидность углерода с небольшим количеством примесей окислов железа, кремния, титана, магния, алюминия, кальция, меди. Режущие свойства и стойкость алмазных инструментов определяются физическими и механическими свойствами алмаза – его теплопроводностью, величиной коэффициента трения, модуля упругости, твердостью. Алмазы имеют теплопроводность в несколько раз превышающую теплопроводность других инструментальных материалов. Алмазы могут быть природные и синтетические. Применение указанных материалов смотри в приложении А, таблица А11
2.3.2. Синтетические поликристаллические материалы (композиты)
Поликристаллические сверхтвердые материалы, используемые в качестве инструментальных для лезвийного инструмента являются плотными модификациями углерода и нитрида бора (ВN). Углерод и нитрид бора могут существовать в виде различных полиморфных модификаций, отличающихся друг от друга строением кристаллической решетки.
Для чистовой обработки труднообрабатываемых материалов и закаленной стали применяют режущий инструмент, оснащенный пластинами из синтетических поликристаллических сверхтвердых материалов на основе нитрида бора – композитов. В исходный нитрид бора вводят различные легирующие добавки и наполнители и получают прочно связанные мельчайшие кристаллиты (поликристаллы). К группе сверхтвердых материалов относятся композит 01 (эльбор-Р), композит 02 (белбор), композит 03 (петбор), композит 10 (гексанит-Р).
Нитрид бора обладает очень высокой твердостью и теплостойкостью. Скорость резания при обработке закаленной стали 70 – 150 м/мин.
Физические и механические свойства синтетических поликристаллических материалов смотри в приложении А, таблица А12.
Применение и состав синтетических поликристаллических материалов смотри в приложении А, таблица А13.
Основные марки синтетических поликристаллических материалов, выпускаемые различными странами мира смотри в приложении А, таблица А14.
2.3.3. Минералокерамические материалы
Минералокерамические материалы изготавливаются в форме пластинок и устанавливаются в резцовую вставку механическим путем, приклеиванием или припаиванием и делятся на следующие группы:
1. Оксидная керамика состоит из оксида алюминия (99%) с незначительными добавками оксида магния и других элементов. К ней относятся марки ЦМ-332, ВШ.
2. Оксидно- карбидная керамика состоит из оксида алюминия (60-80%), карбидов и окислов тугоплавких металлов. К ней относятся марки ВОК-60, ВОК-63, В-3.
3. Оксинитридная керамика состоит из нитридов кремния и тугоплавких материалов с включением оксида алюминия и некоторых других компонентов. К ней относится силинит-Р.
Эти материалы обладают высокой твердостью, красностойкостью (до 12000С). Однако они отличаются низкой прочностью при изгибе (350-400 МН/м2) и большой хрупкостью, что приводит к частым выкрашиваниям и поломкам пластинок при работе.
Существенным недостатком минералокерамики является ее крайне низкое сопротивление циклическому изменению температуры. Вследствие этого даже при небольшом числе перерывов в работе на контактных поверхностях инструмента появляются микротрещины, которые приводят к его разрушению даже при небольших усилиях резания. Это обстоятельство ограничивает применение минералокерамического инструмента. Механические свойства керамики смотри в приложении А, таблица А15
Применение сверхтвердых минералокерамических материалов смотри в приложении А таблица, А16.
Основные марки керамики различных стран и область их применения приведены в приложении А, таблица А17
Характеристики инструментальных материалов представлены в приложении А, таблица А18.
Абразивные материалы
В современном производстве большое место занимают процессы шлифования, при которых используются различные абразивные инструменты. Режущими элементами этих инструментов служат твердые и теплоустойчивые зерна абразивного материала с острыми кромками.
Абразивные материалы подразделяются на естественные (природные) и искусственные. Физико-механические свойства этих материалов смотри в приложении А, таблица А19. К естественным (природным) абразивным материалам относятся: алмаз, кварц, наждак, корунд, гранат, кремень и др.
2.4.1. Естественные (природные) материалы
Алмаз природный состоит из чистого углерода с небольшим количеством примесей. В промышленных целях используют технический алмаз. Он отличается высокой твердостью, теплопроводностью, высоким модулем упругости, малыми коэффициентами линейного и объемного расширения, Вместе с тем он хрупок, обладает анизотропией свойств. При нагревании свыше 700…8000С переходит в графит.
Корунд состоит из α-модификации Al2O3. Преимущественная область применения – для обработки металла и стекла свободными зернами, в в меньшей степени для производства шлифовальных кругов и брусков для хонингования.
Наждак содержит корунд (10…30%), связанный с магнезитом, гематитом или шпинелью. Область применения та же, что и у корунда.
Гранат представляет собой группу минералов, из которых наиболее пригодны для использования в абразивных целях альмандин и пироп. Шлифзерно и шлифпорошки из этих веществ применяют при изготовлении шлифовальной шкурки для обработки древесины, кожи, пластмасс; микрошлифпорошки – для полировки изделий из стекла.
Кремень – кварцесодержащий природный материал. Для абразивного производства используют кремень, содержащий не менее 92% SiO2, не более 2% СаО и не более 4% глинистых минералов. Из кремния производят шлифзерно и шлифпорошки, применяемые для изготовления шлифовальной шкурки или в виде свободных зерен при обработке древесины.
Естественные абразивные материалы отличаются большой неоднородностью, наличием посторонних примесей. Поэтому по качеству абразивных свойств они не удовлетворяют растущим потребностям промышленности.
2.4.2. Искусственные материалы
В настоящее время чистовая обработка искусственными абразивными материалами занимает ведущее место в машиностроении.
Наиболее распространенными искусственными абразивными материалами являются электрокорунды, карбиды кремния и бора, синтетический алмаз, эльбор.
Электрокорунды получают плавкой боксита или глинозема в электрической дуговой печи. Выпускается следующих разновидностей: нормальный, белый, хромотитанистый, циркониевый, сферокорунд, формокорунд. Ранее выпускались также хромистый (марки 32А, 33А, 34А), титанистый (марка 37А) и монокорунд (марки 43А, 44А, 45А).
Нормальный (марки 12А, 13А, 14А, 15А, 16А) получают восстановительной плавкой шихты, состоящей из бокситового агломерата, углеродистого материала и чугунной стружки. Окраска нормального электрокорунда меняется от бесцветной до светло- и темно-коричневой.
Белый марки (12А, 13А, 14А, 15А, 16А) получают плавкой глинозема. Плавку производят непрерывным способом с периодическим выпуском расплава в изложницы. Основная составляющая продукта- корунд (98…99%), в небольшом количестве (1…2%) присутствуют примеси. Зерна бесцветные и прозрачные, иногда слабо-розового или другого оттенка вследствие присутствия незначительных количеств изоморфных примесей ионов- красителей.
Хромистотитанистый (марки 91А, 92А, 93А, 94А) производят плавкой глинозема в электрической дуговой печи с добавлением легирующих компонентов (оксидов хрома и титана). Легирование двумя компонентами дает возможность улучшить абразивные свойства материала. Шлифовальные материалы из хромистотитанистого электрокорунда благодаря своим высоким абразивным свойствам вытеснили хромистый электрокорунд.
Циркониевый (марка 35А)получают при плавке в электрической дуговой печи шихты, в состав которой входит сырье, содержащее глинозем и оксид циркония.
Сферокорунд получают из расплавленного оксида алюминия в виде полых корундовых сфер. При работе шлифовального круга сфера разрушается и обнажает острые режущие кромки, что обеспечивает производительное шлифование при малом тепловыделении.
Формокорунд получают методом экструдирования специально подготовленной шихты с последующим спеканием при температуре 17000 С.
Карбид кремния (корборунд) получается в результате взаимодействия кремнезема и углерода в электрических печах, затем дробления на зерна. Карбид кремния обладает большой твердостью, превосходящей твердость электрокорунда, высокой механической прочностью и режущей способностью. Карбид кремния выпускают следующих марок: черный (53С, 54С, 55С) и зеленый марок (63С, 64С).
Карбид бора В4С обладает высокой твердостью, высокой износоустойчивостью и абразивной способностью. Его недостатком является высокая хрупкость.
Алмаз синтетический получают из графита при высоком давлении и температуре. По физическим свойствам синтетический алмаз идентичен природному и не уступает ему по абразивной способности.
Эльбор – материал на основе кубического нитрида бора. Отличается высокой твердостью, теплостойкостью, высоким модулем упругости, низким коэффициентом линейного расширения, химической устойчивостью к кислотам, щелочам, инертностью к железу. При производстве возможно получать эльбор с различными свойствами и строением. Из него изготавливают все виды абразивного инструмента.
К искусственным абразивным материалам относятся также полировально-доводочные порошки – оксиды хрома и железа.
Шлифовальные материалы (по ГОСТ 3647-80 (в ред 1995г.)), кроме алмазных и эльборовых, по размеру зерен разделяются на шлифзерна (2000 … 160 мкм); шлифпорошки (125 … 40 мкм); микрошлифпорошки (63 … 14 мкм); тонкие микрошлифпорошки (10 … 3 мкм).
Зернистость шлифзерна и шлифпорошка обозначают цифровым индексом, равным 0,1 размера стороны ячейки сита в микрометрах, на котором задерживаются зерна основной фракции. Зернистость микрошлифпорошков обозначают буквенным индексом М и цифровым индексом, равным верхнему пределу размеров зерен основной фракции в микрометрах.
В зависимости от содержания основной фракции (высокое, повышенное, нормальное и допустимое – в такой последовательности уменьшается содержание основной фракции) обозначение зернистости дополняют буквенным индексом В, П, Н или Д.
Каждый вид материала имеет определенную, ограниченную зернистость: карбид бора – 16; зеленый карбид кремния М1 – 80; черный карбид кремния М5 – 160; нормальный электрокорунд М5 – 200; белый электрокорунд М5 – 80; хромистотитанистый электрокорунд 6 – 200; микрокорунд 6 – 80; сферокорунд 50 – 250; кремень 6 – 50; корунд М7 – М40.
Применение абразивных материалов смотри в приложении А, таблица А20.
Обозначения основных абразивных материалов, выпускаемых различными странами смотри в приложении А, таблица А21, обозначение зернистости – приложение А, таблица 22.
Для удержания абразивных зерен используются различные виды связки.
Связка оказывает существенное влияние на режущую способность абразивного инструмента, а следовательно, и на процесс шлифования.
Основой (преобладающим компонентом) связки могут быть различные органические и неорганические материалы, смотри приложение А таблица А23. Так, в керамических связках - боросиликатное стекло; в металлических – алюминий, медь, железо, цинк, олово и другие элементы; в органических - пульвербакелит и т.д. Кроме основы в связки вводятся и клеящие вещества (декстрин, жидкое стекло) и отвердители (уротропин). В состав органических связок для алмазного инструмента входят наполнители (карбид бора в связку марки Б1, железный порошок в связку марки Б2, карбид кремния зеленый в связку марки Б4, дробленная резина в связку марки БР
Вид связки маркируется на инструменте буквенными индексами: «К», «Б», «В» - абразивные инструменты из обычных материалов; «К», «О», «М» - абразивные инструменты из эльбора. Иногда (например для отрезных кругов на бакелитовой связке) в состав связки вводят упрочняющие элементы. При этом к обозначению связки добавляется индекс «у». Кроме приведенных связок при изготовлении высокопрочных кругов находит применения поропластовая или эпоксидно-каучуковая связка. Поропластовая связка – вспененный поливинилформаль. Пористость кругов до 80%. Эпоксидно-каучуковая связка (ЭК) на основе эпоксидно-новолачного блоксополимера отличается повышенной химической стойкостью.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
3.1. Получить индивидуальное задание.
3.2. Для заданного инструмента предложить различные инструментальные материалы (не менее трех).
3.3. Описать механические и эксплуатационные свойства.
3.4. Расшифровать таблицу с предложенными марками материалов.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
4.1. Наименование работы.
4.2. Цель работы.
4.3. Эскиз инструмента с предложенными вариантами марок материала, их механические и эксплуатационные характеристики.
4.4. Таблица с расшифрованными марками материалов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Пахолюк А.П. Основи матеріалознавства i конструкцiйнi матерiали /А.П. Пахолюк, О.А. Пахолюк. – Львiв: видавництво “Свiт”, 2005. – 172с.
2. Лахтин Ю М. Материаловедение / Ю.М.Лахтин, В.И.Леонтьева. – М.: Машиностроение, 1990. – 685с.
3. Гуляев А.П. Металловедение / А.П.Гуляев. – М.: Металлургия, 1986. – 851с.
4. Материаловедение / Под ред. Б.Н.Арзамасова. – М.: Машиностроение, 1986. – 611с.
5. Геллер Ю.А. Инструментальные стали.- М.: Металлургия, 1995. – 584с.
6. Маслов А.Р. Справочник инструментальщика./ А.Р. Маслов, Г.В. Боровский, С.Н. Григорьев. – М.: Машиностроение, 2005. – 464с.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)
Таблица А1 – Механические свойства углеродистых сталей (ГОСТ 1435-99)
| Марка стали | Свойства после отжига | Свойства после закалки и отпуска | |||
| НВ, МПа | σв, МПа | δ,% | НRC | σизг, МПа | |
| У7, У7А | 1870 | 630 | 28 | 57-59 | 2000 |
| У8, У8А | 1870 | 600 | 28 | 57-59 | 1950 |
| У9, У9А | 1920 | 600 | 28 | 58-59 | 2050 |
| У10, У10А | 1970 | 600 | 23 | 58-59 | 2400 |
| У11, У11А | 1970 | - | 23 | 58-59 | 2900 |
| У12, У12А | 2070 | 600-700 | 21 | 58-59 | 3500 |
| У13, У13А | 2170 | - | 21 | 58-59 | 2150 |
Таблица А2 – Применение углеродистых сталей различных марок
| Марка материала | Применение |
| 1 | 2 |
| У7, У7А | Деревообрабатывающий инструмент: топоров, стамесок, долот. Пневматические инструменты небольших размеров: зубила, бойки. Кузнечные штампы. Слесарно-монтажный инструмент: молотки, кувалды, отвертки, комбинированные плоскогубцы, боковые кусачки. |
| У8, У8А, У8Г, У8ГА, У9, У9А | Инструмент, работающий в условиях, не вызывающих перегрева режущей кромки. Деревообрабатывающий инструмент: фрезы, зенковки, топоры, стамески, долота, пилы продольные и дисковые. Слесарно-монтажный инструмент: кернеры, отвертки, комбинированные плоскогубцы, острогубцы, боковые кусачки. Накатные ролики и калибры простой формв. |
Окончание таблицы А2
| 1 | 2 |
| У10А, У10А | Столярные пилы, ручные ножовки, слесарные шаберы, напильники, накатные ролики, штампы для холодной штамповки. |
| У11, У11А | Деревообрабатывающий инструмент: пилы ручные и машинные, поперечные и столярные, сверла спиральные. Штампы холодной штамповки (вытяжные, высадочные, обрезные и вырубные) небольших размеров и без резких переходов по сечению. Калибры простой формы и пониженным классом точности, накатные ролики, напильники, шаберы слесарные и др. |
| У12, У12А | Метчики ручные, напильники, шаберы слесарне. Штампы для холодной штамповки обрезные и вырубные небольших размеров и без переходов по сечению, холодновысадочные пуансоны и штемпели мелких размеров, калибры простой формы и пониженных классов точности. |
| У13, У13А | Инструменты с повышенной износостойкостью при умеренных и значительных удельных давлениях (без разогрева режущей кромки); напильники, бритвенные лезвия и ножи, острые хирургические инструменты, шаберы, гравировальные инструменты. |
Таблица А 3 – Механические свойства некоторых
инструментальных легированных сталей (ГОСТ 5950-2000)
| Марка стали | Твердость после отжига НВ | Твердость НRC после
| Температура отпуска, 0С | |
| закалки | отпуска | |||
| 9ХС | 197-241 | 62-65 | 63-64 | 160-200 |
| ХВГ | 207-255 | 63-65 | 62-63 | 160-200 |
| ХВСГ | 196-241 | 62-65 | 63-64 | 200-300 |
| 11Х | 179-217 | 62-65 | 60-64 | 160-200 |
| 13Х | 187-241 | 62-65 | 60-64 | 160-200 |
| Х12 | 207-255 | 62-65 | 60-63 | 160-200 |
| Х12М | 207-255 | 62-64 | 62-63 | 160-200 |
| Х12Ф1 | 207-255 | 62-63 | 59-62 | 160-200 |
| 5ХГМ | 197-241 | 53-58 | 40-46 | 500-600 |
| 5ХНСВ | 207-255 | 55-59 | 35-41 | 500-600 |
| 4Х5В2ФС | 180-229 | 52-54 | 52-51 | 500-600 |
| 4Х3В2М2Ф2 | 207-269 | 50 | 42-46 | 500-600 |
| 3Х2В8Ф | 207-255 | 49-52 | 40-45 | 500-600 |
Таблица А4 - Применение инструментальной легированной
стали
| Марка материала | Применение |
| 1 | 2 |
| 9ХС, ХВГ | Инструменты относительно больших размеров, работающие в тяжелых условиях, резьбонарезные инструменты (круглые плашки с мелким шагом) |
| ХВСГ | Инструменты типа протяжек, длинные метчики |
| 11Х, 13Х | Ленточные пилы, ножовочные полотна |
| Х12, Х12М, Х12Ф1, Х6ВФ | Инструменты, деформирующие металл в холодном состоянии: накатные плашки, ролики, фильеры (волоки) для волочения |
Окончание таблицы А4
| 1 | 2 |
| ХНМ, 5ХГМ, 5ХНСВ | Инструмент, деформирующий металл в горячем состоянии: молотовые штампы |
| 4Х5В2ФС, 4Х3В2М2Ф2 | Инструмент, деформирующий металл в горячем состоянии: штампы горизонтально-ковочных машин и ударный инструмент |
| 3Х2В8Ф | Штампы, работающие при больших удельных давлениях и высоких температурах, а также прессовый инструмент и детали пресс-форм для литья под давлением |
Таблица А 5 – Механические свойства некоторых
быстрорежущих сталей (ГОСТ 19265-73)
| Марка стали | В отожженном состоянии | После закалки и отпуска (3-х кратного) твердость НRC | ||
| σ0,2, МПа | δ, % | НВ | ||
| Р6М5 | 600-659 | 6-8 | 255 | 65-66 |
| Р12Ф3 | 560-580 | 9-10 | 269 | 65-66 |
| Р8М3К6С | 600-640 | 4-5 | 285 | 68-70 |
Таблица А6 – Применение быстрорежущих сталей
| Марка материала | Применение |
| 1 | 2 |
| Р6М5, Р8М3К6С, Р12Ф3 | Для изготовления всех типов режущих инструментов, работающих при больших скоростях резания: сверла, резцы, фрезы. |
Таблица А7 –Быстрорежущие стали по стандартам, применяемым в странах СНГ, их зарубежный аналог и химический состав
| Марка по ГОСТ 19265-73 (в ред. 1991) | Зарубежный аналог | Средний химический состав, % | ||||
| Стандарт (страна) | Марка | С | W | V | Co | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Р6М5 Р18 Р6М5Ф3 | ATM; AISI (США) | М2 Т1 М3 | 0,9 0,75 1,0 | 6,4 18 6,4 | 1,9 1,0 2,5 | - - - |
| Р6М5 Р6М5Ф3 Р6М5К5 | DIN 17350-80 (Германия) | S6-5-2 S6-5-3 S6-5-2-5 | 0,9 1,0 0,9 | 6,4 6,4 6,4 | 1,9 2,5 1,9 | - - 4,8 |
| Р6М5 Р18 Р6М5К5 | NFA 35-590-78 (Франция) | 6-5-2 18-0-1 6-5-2-5 | 0,85 0,8 0,85 | 6,0 18 6,0 | 2,0 1,0 2,0 | - - 5,0 |
| Р6М5 Р6М5Ф3 Р18 Р5М5К5 | JIA 4403-83 (Япония) | КН-9 КН-52 КН-2 КН-55 | 0,75 1,0 0,8 0,86 | 6,0 6,0 18 6,0 | 2,0 2,5 1,0 2,0 | - - - 5,0 |
| Примечание. Во всех сталях содержание, %: Мо-5 (за исключением сталей Т1, 18-0-1 и КН-2); Cr -4. | ||||||
| Таблица А8 – Соотношение между стандартными обозначениями сталей различных стран мира | Япо- ния | SK3 | SUJ3 | SKS31 | SKD12 | SKD1 | SKD11 | SKH2 | SKH51 | SKH55 | |
| Франция AFNOR | ХС100;Yi105 | Y100C6 | 105WC13 | Z100CDV5 | Z200C12 | Z200CD12-01 | Z160CDV12 | Z80WCV18-04-01 | Z85WDCV2-9-2 | 6-5-2-5 | |
| Англия BS | 060А96 | BL3 | ВА2 | BD3 | BD6 | BD2 | BТ1 | BM2 | ВМ35 | ||
| Германия DIN | Ck101 | 100Cr6 | 105WCr6 | Х100CrMov5 1 | X210Cr12 | X210CrW12 | X155CrVMo121 | S180-1 | S6-5-2 | S6-5-2-5 | |
| США AISI/SAE | 1095 | L3 | A2 | D3 | D4 | D2 | T1 | M2 | M35 | ||
| Страны СНГ | У10А | Х | ХВГ | Х6ВФ | Х12 | Х12ВФ | Х12МФ1 | Р18 | Р6М5Ф3 | Р6М5К5Ф2 | |
| №п.п | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Таблица А9 – Применение твердых сплавов
| Марка материала | Применение |
| 1 | 2 |
| ВК3-М, ВК3 | Для обработки чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов. |
| ВК4, ВК6, ВК6-М | Для чернового точения, фрезерования, рассверливания, зенкерования при обработке чугуна, жаропрочных сплавов, цветных металлов и неметаллических материалов. |
| ВК8 | Для чернового точения и других видов черновой обработки чугуна, жаропрочных сплавов и цветных металлов. Для изготовления волок. |
| Т5К10, Т15К6 | Для чернового точения, фрезерования и строгания сталей. |
| Т30К4 | Для чистового точения, фрезерования и строгания сталей. |
| ТТ10К8-Б | Для черновой и чистовой обработки труднообрабатываемых материалов, в том числе жаропрочных сплавов и сталей. |
| ТН-20, КНТ-16 | Для получистового и чист |
|
|
|
