E-polirovka.ru


0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сталь р18 характеристики и применение

Сталь марки Р18: характеристики и применение

Обработка металла включает в себя не только точение или фрезерование. К резанию относят и обработку отверстий, и нарезание наружной и внутренней резьбы. Для обработки конструкционных или легированных сталей необходим инструмент, изготовленный из металла, который превосходит их по твердости и прочностным характеристикам. К таким материалам можно смело отнести сталь Р18.

Химический состав и основные эксплуатационные свойства

Марку Р18 относят инструментальным быстрорежущим сталям.

В состав входят следующие химические элементы:

  • C 0,73 — 0,83;
  • Si до 0,5;
  • Mn до 0,5;
  • Ni до 0,4;
  • S до 0,03;
  • P до 0,03;
  • Cr 3,8 — 4,4;
  • Mo до 1;
  • W 17 — 18,5;
  • V 1 — 1,4;
  • Co до 0,5;
  • Fe

Набор этих веществ придает этой стали определенные свойства, которые позволяют применять для производства режущего инструмента для станков токарно — фрезерной группы, резьбообразующих, для получения и обработки отверстий. Этим инструментом обрабатывают детали из легированных, углеродистых и конструкционных сталей с пределом прочности до 1000 МПа. Кроме того, таким инструментом можно обрабатывать цветные металлы.

Во время процессов резания инструмент, произведенный из стали Р18, сохраняет свои эксплуатационные параметры при температурах до 600 ºC.

Производители стали выпускают следующую номенклатуру продукции:

  • Прокат разного сечения — ГОСТ 1133-71;
  • Полосы разной формы- ГОСТ 4405-75;
  • Прутки, в т.ч. калиброванные — ГОСТ 4405-75;
  • Профиль ТУ 14-11-245-88.

Перечислена только малая часть ассортимента выпускаемых проката из стали.

Аналоги стали Р18

Среди отечественных сталей, предназначенных для производства инструмента, можно подобрать аналог — Р12. За рубежом выпускают следующие марки:

  • США — Т1;
  • Германия — HS18-0-1;
  • Европейский союз — 1.3355;
  • Китай — W18Cr4V.

Быстрорежущая сталь с маркировкой Р18, содержащая в своем составе 18% вольфрама, длительное время применялась для производства большинства режущего инструмента. После прохождения термической обработки ее твёрдость составляла 62 — 65 по HRC и обладает хорошей прочностью. Недостатком этого материала по праву считают карбидную неоднородность, особенно это касается прутков большого диаметра.

Особенности использования стали Р18 при резании

Использование стали в механической обработке металла позволило увеличить скорость, например, точения в 2 — 4 раза.

Р18 используют для изготовления режущего инструмента, который работает при значительных силовых нагрузках и нагрева режущей кромки.

Резцы, фрезы и сверла изготовленные из этой инструментальной стали обладают стабильными свойствами — это особенно важно при организации гибких автоматизированных производств.

Качество реза, выполняемого резцом из стали марки Р18 обеспечивает наличие в составе таких легирующих компонентов, как вольфрам, кобальт и некоторые другие.

Для заточки инструмента можно использовать обыкновенные наждаки, но для этого необходимо устранить биение кругов.

Особенности термической обработки

Термическая обработка при температуре порядка 1200 — 1300 ºC, с последующим отпуском, вызывает дисперсионное затвердевание. В процессе закаливания большая часть карбида Fe3W3C разлагается и переходит в твердый раствор аустенитного или мартенситного типа. Это приводит к насыщению сплава углеродом, вольфрамом и другими легирующими элементами. Отпуск, который выполняют при температурах в 550 — 560 ºC приводит к повышению твердости до максимальных параметров. Это происходит в следствии выделении карбидов и разложение остатков аустенита.

Инструмент сложной формы, в т.ч. тонколезвийный или работающий в условиях переменной нагрузки, например, на прерывистом точении должен обладать высокой прочностью и вязкостью.

Нагревание под закаливание сталей типа Р18 выполняют при таких температурах и временных паузах, которые обеспечат разложение карбидов и упрочнение аустенита. Это необходимо для получения необходимой теплостойкости.

Тонколезвийный инструмент, с размерами режущей части от 3 до 5 мм температура закаливания должна быть ниже на 10 — 20 ºC от максимальной (1250 ºC).

Высокие температуры, которые необходимы для проведения термической обработки впоследствии могут привести к появлению трещин и излишних напряжений. Для того, чтобы избежать этих неприятностей, подогрев материала выполняют в два этапа. Первый нагрев выполняют при уровне температуре 400 — 500 ºC, второй при 800 — 850 ºC. По достижении окончательной температуры, а это 1200 — 1300 ºC, время нахождения детали в зоне нагрева ограничивают. Допустимое время рассчитывают из соотношения 10 — 15 секунд на 1 мм толщины (диаметра). То есть сверло диаметром 5 мм может находиться при таком режиме порядка 50 — 75 секунд.

Время нахождения заготовки на подогреве может быть удвоено в сравнении с пиковой нагрузкой. То есть, то же сверло будет находиться на подогреве порядка 100 — 150 секунд.

Предварительный и финишный нагрев выполняют в соляной ванне. Она заполняется смесью из:

  • 78 % ВаСl2 (хлорид бария);
  • 22 % NaCl (натрий хлор).

Для предохранения заготовок от окисления раствор раскисляют с помощью фтористого магния.

Отпуск стали проводят также в несколько этапов. Заготовки выдерживают при температуре 550- 570 ºC, причём необходимо провести два — три сеанса длительностью один час каждый

Особенности производства режущего инструмента

Готовый инструмент, например, сверла, в соответствии с требованиями ГОСТ 2034-80 должны обладать твёрдостью на хвостовике 63 — 65 по HRC, а режущая часть должна иметь твердость 63 — 68 HRC.

После того как заготовки, прошли все процедуры термообработки, их отправляют на шлифование. Для этого применяют особо точные шлифовальные специализированные станки, способные обеспечить следующие допуски на сверла повышенной точности (А1, В1) — по h8, для свёрл класса В — h9.

Сталь Р18 инструментальная быстрорежущая

Заменитель

Иностранные аналоги

Германия
(DIN)
Евронормы
(EN)
HS 18-0-11.3355

Расшифровка

Буква «Р» означает, что сталь является быстрорежущей.

Цифра 18 после буквы «Р» указывает среднее содержание вольфрама в процентах, т.е. для стали Р18 содержание вольфрама 18%.

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.
  • Лист толстый ТУ 14-1-1408-75.
  • Лист тонкий ТУ 14-1-1706-76, ТУ 14-1-1408-75.
  • Полоса ГОСТ 19265-73, ГОСТ 4405-75.
  • Проволока ТУ 14-1-1096-74.
  • Поковки и кованые заготовки ГОСТ 19265-73, ГОСТ 1133-71.

Характеристики и описание

Быстрорежущая сталь Р18 появилась на рубеже XIX-XX веков (изобретатели Ф. Тейлор и А. Уайт). Сталь Р18 характеризуется следующими свойствами:

  • Вязкость — хорошая,
  • Сопротивление износу — хорошее,
  • Шлифуемость — повышенная
  • Красностойкость 59HRCэ при отпуске в течении 4ч, °C — 620

Кроме того сталь Р18 характеризуется пониженной склонностью к перегреву при закалке.

В отожженном виде структура стали Р18 состоит из &alfa;-твердого раствора и карбидов. Все легирующие элементы (Cr, W, Mo, V). Основными карбидами в быстрорежущей стали являются карбиды М6С, МС, М23С6 и М3С приблизительно одинакового для всех сталей состава (смотри таблицу ниже).

В зависимости от состава стали, в первую очередь соотношение (W + Mo)/V меняется и соотношение М6С/МС. В стали Р18 почти нет карбида МС. Кроме этих
карбидов в отдельных случаях могут присутствовать в небольшом количестве карбиды M23C6, М3С, карбид М2С выделяется при отпуске.

B связи с дефицитом вольфрама в 70-х годах прошлого века сталь Р18 начали заменять на сталь марки Р6М5.

Назначение и применение

Быстрорежущая сталь Р18 применяется при изготовлении деталей и всех видов режущего инструмента для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600 °С, например:

  • резцы,
  • сверла,
  • фрезы,
  • резьбовые фрезы,
  • долбяки,
  • развертки,
  • венкеры,
  • метчики,
  • протяжки

Температура критических точек, °С

Аc1Аc3Аr3,Ar1
820860770725

Химический состав (ГОСТ 19265-73)

Марка сталиМассовая доля элемента, %
углеродамарганцакремнияхромавольфрамаванадиякобальтамолибденаникелямедисерыфосфораазотаниобия
не более
Р180,73-0,830,20-0,500,20-0,503,80-4,4017,00-18,501,00-1,40Не более 0,50Не более 1,000,60,250,0300,030

к содержанию ↑

Термообработка (закалка)

Для придания быстрорежущей стали наилучших режущих свойств необходимо перевести наибольшее количество легирующих элементов из карбидов в металлическую основу, в твердый раствор. Это осуществляется при нагреве под закалку.

Перлитно-аустенитное превращение при нагреве стали Р18 происходит при 780-820°С. Так как в перлите содержится 0,1-0,2% углерода, то закалка после такого нагрева приводит к получению малоуглеродистого мартенсита с низкой твердостью: HRC 45-50.

Рекомендуется следующий режим закалки стали Р18:

  • скорость нагрева vср = 50-100 °C/c (индукционный нагрев);
  • температура нагрева 1280-1320 °C
  • охлаждение в масле или на воздухе

к содержанию ↑

Температурные режимы термической обработки инструмента из стали Р18

Закалка
температура, °CТвердость
HRC
количество
аустенита, %
1270-129062-6425
Отпуск
температура, °Cчисло отпусковТвердость
HRC
560363-65

Твердость стали Р18 (ГОСТ 19265-73)

Твердость стали Р18 в отожженном состоянии, твердость образцов после закалки и отпуска, температура закалки и отпуска должны соответствовать значениям, указанным в таблице ниже.

Марка сталиТвердостьТемпература, °C
после отжигапосле закалки с отпуском HRC3 (HRC), не менеезакалкиотпуска
НВ, не болеедиаметр отпечатка, мм, не менее
Р182553,863(62)1270560

к содержанию ↑

Механические свойства стали в состоянии поставки (после отжига) при 20 °С (ГСССД 9-79)

σ0,05, МПаσ0,2, МПаσв, МПаδ5, %ψ %σсж0,2, МПаσсж, МПаε, %τk, МПаv, %KCU, Дж/см 2
210(5)510(20)840(30)8(1)10(1)520(13)2600(80)50(1,5)560(17)50(0,7)19(1)

Механические свойства стали в термообработанном состоянии (ГСССД 9-79)

σ0,05, МПаσв, МПаσсж0,2, МПаσсж, МПаτк, МПаσизг, МПаКСU, Дж/см 2
2480(70)2150(110)3060(90)3820(120)1880(100)3000(200)30(3)

Механические свойства стали в состоянии поставки (после отжига) при повышенных температурах (ГСССД 9-79)

tисп, °Сσ0,2, МПаσв, МПаδ5, %ψ %σсж, МПаτк, МПаKCU, Дж/см 2Твердость НВ
200450(50)830(80)13(2)22(4)1050(50)520(30)227(6)
400420(40)700(70)15(2)22(4)850(50)450(30)210(6)
600300(40)480(50)31(3)55(6)620(20)300(20)140(6)
800110(20)200(20)60(5)70(6)100(20)100(20)30(4)
100090(20)100(20)42(4)55(6)50(10)50(10)100(10)24(4)
1100130(15)
120030(10)30(10)12(3)25(5)40(10)40(10)45(5)4(1)

к содержанию ↑

Механические свойства стали в термообработанном состоянии при повышенных температурах (ГСССД 9-79)

tисп °Сσизг, МПаТвердостьtисп °Сσизг, МПаТвердость
HVHRCэHVHRCэ
2003570(180)815(10)645503060(150)661(10)58
4003730(180)755(10)626002430(120)615(10)56
5003290(160)712(10)606502180(110)504(10)51

к содержанию ↑

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tотп, °Сσв, МПаKCU,
Дж/см 2
Твердость
HRCэ
40013702361
50014701963
55023501766
600221065

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 1280 °С в масле; отпуск трехкратный по 1 ч.

Технологические свойства

Температура ковки, °С: начала 1200, конца 900. Охлаждение в колодцах при 750-800 °С.

Свариваемость — хорошая при стыковой электросварке со сталями 45 и 40Х.

Обрабатываемость — Kv тв.спл = 0,6 и Kv б.ст = 0,3 резанием при НВ 212-228.

Быстрорежущая сталь Р18: характеристика и область применения

Сплав Р18 относится к категории инструментальных быстрорежущих сталей. Калиброванные прутки Р18 еще называют серебрянкой. Характеризуется содержанием ванадия менее 2%. Хорошо подвергается обработке сваркой и шлифовке. Материал применяется для изготовления инструмента для металлорежущих станков: фрезы, сверла, резцы, протяжки, шеверы, долбяки и прочие. Высокие эксплуатационные характеристики инструменту придают карбидообразующие элементы, вводимые в сплав в качестве легирующих элементов.

  • Р18, расшифровка маркировки стали
  • Характеристики и применение
    • Свойства материала
  • Область применения

Из быстрорежущей стали изготавливаются инструменты, работающие с большой производительностью и сопротивлением. При этом сохраняют свои режущие свойства при нагреве до 700 °C.

Р18, расшифровка маркировки стали

Обозначение марки сплава понятно просвященным. Оно расшифровывается следующим образом:

  • Р — сталь быстрорежущая;
  • 18 — содержание вольфрама.

Кроме вольфрама в сплаве, также содержатся:

  • Fe (железо) — 73%;
  • Cr (хром) — 4%;
  • V (ванадий) — не более 1,4%;
  • Мо (молибден) — менее 1%;
  • С (углерод) — 0,8%
  • Si (кремний) — 0,5%;
  • Mn (марганец) — 0,5%;
  • Со (кобальт) — 0,5%;
  • Ni (никель) — 0,4%;
  • S (сера) — 0,03%;
  • Р (фосфор) — 0,03%.

Характеристики и применение

Говоря о стали р18, характеристиках и применении, нужно отметить, что изготовленные из нее инструменты после термической обработки обладают твердостью HRC 62…65 единиц и высокой прочностью. Этого вполне достаточно для обработки конструкционных сталей обыкновенного качества. Длительная красностойкость без потери прочности позволяет производить длительную обработку деталей.

Но большим недостатком сплава считается карбидная неоднородность. Особенно это заметно в заготовках большого диаметра. В крупном инструменте данный недостаток проявляет себя снижением стойкости и выкрашиванием режущих элементов.

Проблему решают увеличением избыточного количества карбидной фазы. Термообработка делает внутреннюю структуру стали мелкозернистой.

Свойства материала

У стали р18 есть следующие физические свойства

ПараметрЕдиница измерения
Плотность,8800 кг/см3
Модуль упругости, Е220 ГПа
Модуль сдвига при кручении, G83 ГПа
Теплопроводность28 Вт/(м·градус)

Удельное электрическое сопротивление зависит от температуры нагрева металла

Удельное электрическое сопротивление
Температура, градКоличество
20420
100470
200545
300630
400720
500815
600920
7001035
8001150
9001175

Механические свойства выделяют от завода производителя и после термообработки

Предел прочности при растяжении, Ϭ В830 МПа
Максимум текучести, Ϭ Т450 МПа
Линейное удлинение, δ 513%
Предел сужения, ψ22%
Предел прочности при сжатии, Ϭ СЖ1050 МПа
Твердость, НВ227
Ударная вязкость, KCU100 кДж/м2
ПараметрЗначение, МПа
Ϭ В2150
Ϭ Т2480
Ϭ СЖ0,23060
Ϭ СЖ3820
Ϭ ИЗГ3000
Тк1880

Теплостойкость (красностойкость). При температуре 610 °C твердость составляет HRC 59 на протяжении 4 часов.

Температурный режим ковки900 °C — 1200°С
Охлаждение после ковки750 °C — 800 °C, колодец
СвариваемостьХорошая, без ограничений
Обработка резаниемНВ до 228, К v = 0.3−0.6
Обработка шлифованиемПовышенная
ФлокеночувствительностьОтрицательная

Область применения

Использование быстрорежущей стали Р18 характерно для режущих лезвийных инструментов, которые предназначены для обработки металлов с различной твердостью, в том числе нержавеющих и жаропрочных сталей.

Их твердость достигает HRC 70. Отличаются повышенной стойкостью к пластическим деформациям и износостойкостью при нагревании. В отличие от инструментальных сталей инструментами из Р18 скорость обработки повышается до 4 раз.

Улучшение эксплуатационных свойств достигается термической обработкой. Нагрев под закалку производится до температуры 1300 °C. Введенный в состав кобальт повышает температуру превращения внутренней структуры карбидов. Основным карбидом считается Fe3W3С. При нагревании и выдержке значительная часть карбида переходит в твердый раствор мартенсита ли аустенита.

Для получения мелкозернистой внутренней структуры используется низкий отпуск. Температура проведения 550 °C — 560 °C. В данной фазе происходит распад остаточного аустенита и выделение дисперсных карбидов.

Для предотвращения образования трещин нагрев под закалку производят ступенчато. Сначала подогревают до 500 °C, затем до 850 °C. Выдержка при температуре 1300 °C проводится в зависимости от толщины обрабатываемой детали. Время не более 15 секунд на 1 мм размера при диаметре не более 30 мм. Например, диаметр фрезы 10 мм. Время выдержки не должно превышать 150 секунд (2,5 минуты).

Время подогрева вдвое больше времени выдержки заготовки. Из-за избыточного количества карбидов остаточный аустенит не может полностью преобразоваться. Поэтому применяется многократный отпуск.

Режущий инструмент из быстрорежущей стали подвергается дополнительной обработке для повышения коррозионностойкости и изностойкости режущей кромки. В зависимости от типа обрабатываемого материала используется:

  • азотирование, снижающее хрупкость поверхностного слоя;
  • цианирование, увеличивающее вязкость;
  • сульфидирование;
  • пропаривание.

Данные операции производятся после термической обработки, заточки и шлифовки. Это помогает придать готовому инструменту большую прочность

Сталь для ножей Р18: плюсы и минусы

Сталь Р18 – очень твердый, качественный сплав, в состав которого помимо железа входит много легирующих веществ, улучшающих его качества. Она используется не только для производства высококачественного холодного оружия, но и для выполнения инструментов, которые должны быть очень твердыми. Из Р18 делают сверлящие или режущие инструменты, например пилы или сверла. За счет высокой твердости эта сталь может резать металл более мягкой марки.

Ближайшим отечественным аналогом Р18 является Р12. Из зарубежных можно привести китайскую W18Cr4V и Т1 из США.

В Р18 содержится большое количество веществ, которое улучшают свойства стали. Главное из них – вольфрам. Буква Р в марке означает, что она содержит вольфрам, а число 18 показывает процент вольфрама. Кроме вольфрама в Р18 содержится много других веществ: 0.8 % углерода, который придает высокую твердость, 0.4% марганца и кремния, которые улучшают вязкость, 4% хрома, который замедляет ржавление, 1.2 % ванадия, отвечающего за общую прочность и 0.5 % кобальта, за счет которого обеспечиваются режущие свойства. Содержание железа в этой стали – 73%, что не очень много.

Так как этот вид стали зачастую применяется для инструментов, туда добавляют молибден для жаростойкости и никель для пластичности.

Металл закаляют до трех раз – после второй закалки при температуре 400 градусов она становится прочнее, а после финишной третьей – особо твердой.

Все эти свойства относят Р18 к быстрорежущим – инструментом из этой стали можно работать до 4 раз быстрее, чем простым. Рассмотрим теперь плюсы и минусы этого сплава для изготовления клинков ножей.

Плюсы

  • Высокое качество. Изделия из этой стали почти заведомо будут без дефектов, за счет качества изготовления сырья. Поэтому при покупке быстрореза из Р18 можно не волноваться.
  • Высокая твердость очень важна для любого режущего инструмента. А марка Р18 имеет твердость по шкале Роквелла от 65 до 64. Для ножа такая твердость считается очень высокой, что причисляет такой клинок к классу быстрорезов. Его очень редко придется точить, ведь об обычные материалы он не затупляется – дерево им можно резать почти беспрепятственно.
  • Хорошая упругость и ударная вязкость за счет добавок. Обычно твердый металл оказывается и хрупким – его несложно сломать при боковых нагрузках на инструмент. Но данный сплав, как правило, будет гнуться, но не ломаться, ведь некоторые примеси, особенно марганец и никель, делают его более гибким, пластичным. Углерод и кремний добавляют не только прочность, но и защищают от излома. Поэтому из Р18 выполняют пилы, фрезы, которые прекрасно работают.
  • Клинок из Р18 обладает хорошими способностями к резке, долго не тупится, хорошо держит кромку. Здесь помогает примесь кобальта, который и отвечает за рез. Он помогает клинку держать кромку, а также позволяет заточить лезвие до бритвенной остроты, которую он будет удерживать даже при тяжелой работе.
  • Таким ножом можно будет резать изделия из более мягкого материала. Этот сплав традиционно используется для инструментов, которыми работают по металлу.
  • В целом этот вид стали можно считать почти идеально сбалансированным – он выделяется твердостью, достаточно прочен, долго сохраняет режущие способности. Пользователи отмечают, что из всех быстрорежущих сталей Р18 является одной из лучших. Сочетание всех этих свойств делает его идеальным кандидатом для ножевой стали высшего качества.

Минусы

  • Самостоятельно ковать эту сталь очень сложно, ведь чтобы даже расплавить ее потребуется температура до 1280 градусов. После такого нагрева ее придется долго обрабатывать, что также сложно. Закалять готовый клинок можно только в предварительно разогретом до 200 градусов масле, после чего клинок продолжает стынуть на открытом воздухе. Также, после остывания его приходится трижды отпускать при температуре в 400 градусов, по часу каждый раз.
  • Цена: этот сплав относится к высшему классу в области цены. Даже небольшой клинок из него будет стоить в районе четырех тысяч. А инструменты из него выпускаются только дорогими брендами.
  • Р18, несмотря на содержание хрома, легко поддается коррозии, поэтому за ножом требуется ухаживать. Оберегайте его от воды и от других агрессивных веществ. Ножи из такой стали, как правило, покрываются защитным веществом еще на заводе, или же проходят защитное оксидирование. Со временем покрытие сходит, особенно если инструмент часто используется, а потому регулярный уход становится необходимым.
  • При использовании ножа для выполнения поперечных нагрузок появляется большой риск сломать его. Это бывает со всеми ножами из очень твердой стали, потому что вместе с твердостью появляется и хрупкость. Но у ножей из Р18 этот риск заметно меньше, потому что особое внимание уделялось прочности – добавлены марганец и кремний.
  • Точить клинок станет очень сложно, потому что сплав имеет высокую твердость. Единственная точилка, которая подойдет для таких ножей – корундовая, потому что корунд превосходит твердостью этот сплав. Сам процесс точения будет долгим и сложным. Но если у вас есть электрический станок с вращающимся точильным камнем, процесс становится намного легче и быстрее. Заточку нож держит около года, если не подвергать его экстремальным нагрузкам.

Вывод

Сталь Р18 хорошо подходит для изготовления клинков быстрорезов. Клинок не надо будет часто затачивать, а бритвенную остроту он будет держать даже при интенсивной работе. Следует проявлять осторожность при боковых нагрузках, так как на них клинок меньше рассчитан.

Как рубящее оружие такой нож не подойдет – инструмент из такой стали может только резать, а потому он подойдет как кухонный или шкуросъемный. Также им можно будет и строгать по дереву, причем он будет легко резать самые твердые породы.

В такой нож придется вложить немало денег, но в качестве не придется сомневаться. Кроме того, такой клинок почти обязательно прослужит вам очень долго, при условии, что его будут использовать по назначению и защищать от коррозии.

Технические характеристики легированной стали Р18

Автор: Игорь

Дата: 17.12.2019

  • Статья
  • Фото
  • Видео

В процессе изготовления режущего инструмента применяется особый вид стали, способный сохранять режущие свойства при работе на высоких скоростях резания. Такой металл называют быстрорежущим. Одним из достойных представителей является сталь Р18, а ее характеристики и эксплуатационные показатели описываются в статье.

Общее описание, расшифровка и состав

Сталь марки Р18 изготавливается из очень твердого сплава. Помимо железа и углерода, в его состав входят различные легирующие вещества, позволяющие улучшить показатели прочности, вязкости, упругости и других качеств.

Маркировка Р18 означает следующее:

  • буквенное обозначение «Р» указывает на то, что сталь относится к разряду быстрорежущих;
  • цифровое обозначение «18» указывает на процентное содержание вольфрама.

Кроме этого в состав металла включены следующие химические элементы:

  • кремний (Si) – 0,2-0,5%;
  • марганец (Mn) – 0,2-0,5%;
  • хром (Cr) – 3,8-4,4%;
  • молибден (Mo) – не более 1%;
  • ванадий (V) – 1-1,4%.

За счет добавления этих химических элементов производителям удается придать металлу прочность, надежность и долговечность. Такой материал идеально подходит для производства различных инструментов и деталей для фрезерных станков, нарезки внутренней и наружной резьбы, создания и обработки отверстий.

Инструмент, изготовленный из стали Р18, подходит для работы с конструкционной сталью, имеющей предел прочности до 1000 МПа, и цветными металлами.

Р18 – сплав, обладающий повышенной жаростойкостью и жаропрочность. Но сохранение твердости и эксплуатационных качеств металла возможно только при воздействии температур, не превышающих 600°С.

Сфера применения

Свойства стали Р18 позволяют использовать ее для изготовления всех видов режущего инструмента. Из этого материала производятся сверла, резцы, фрезы, развертки, зенкеры, метчики и другие инструменты, работающие при значительных нагрузках и нагреве режущей кромки.

Наибольшее распространение эта марка стали получила среди производителей клинков и ножей. Благодаря высокой твердости, ножевые полотна практически не затупляются. Но сохранить качество заточки в течение длительного времени можно, если использовать клинок для обработки не очень твердых материалов.

Заточка ножей может производиться самостоятельно. Но этот процесс очень трудоемкий. Затачивать лезвие ножа можно на обычном наждаке. Целесообразнее использовать для этих целей электрический станок с вращающимся точильным камнем.

Этапы термической обработки

В процессе проведения термообработки сталь обретает необходимые механические свойства. На начальном этапе материал подвергают нагреву до 1200-1300°С, а затем охлаждают, погружая в селитровые или масляные ванны, или же оставляя на воздухе. Охлаждение производится до температуры 550-560°С. За счет выделения карбидов и разложения остатков аустенита, детали приобретают максимальную твердость.

При воздействии высоких температур быстрорежущая сталь Р18 способна покрываться трещинами. Чтобы этого избежать, термообработку и отпуск проводят в несколько этапов. То есть детали нагревают и охлаждают путем постепенного повышения и понижения температуры и ограничения времени нахождения детали в зоне нагрева.

При ковке изделий на начальной стадии поддерживается температура 1200°С. Ближе к концу проведения работ она повышается до 1900°С. Затем готовая деталь медленно охлаждается путем погружения в колодец.

Технические характеристики

Технические характеристики стали Р18 соответствуют следующим параметрам:

  • вязкость – 100 кДж/м 2 ;
  • твердость по шкале Роквелла – 227;
  • прочность на сжатие – 105 МПа;
  • относительное удлинение – 13%
  • предел текучести 450 МПа;
  • прочность на растяжение – 830 МПа;
  • теплопроводность – 28 Вт/мК;
  • модуль упругости – 220 МПа;
  • плотность – 8800 кг/см 3 .

Такие физические особенности материала позволяют ему выдерживать значительные нагрузки без потери эксплуатационных качеств.

Виды выпускаемой продукции

Вся продукция, изготавливаемая из стали марки Р18, должна соответствовать ГОСТу. В ассортимент выпускаемой продукции входит следующее:

  • сортовой прокат;
  • калиброванный пруток;
  • шлифованный пруток;
  • полоса;
  • кованые заготовки.

Из стали марки Р18 изготавливаются толстые и тонкие листы, а также проволока.

Преимущества и недостатки

Сталь Р18 – это высокопрочный сплав, предназначенный для изготовления режущего инструмента. Ее применение позволяет сократить время выполнения работ в 4 раза. Она имеет не только плюсы, но и минусы.

К ее преимуществам можно отнести следующее:

  • высокое качество – благодаря высокому качеству первичного сырья изготавливаемые изделия не имеют дефектов;
  • повышенная твердость – важнейшее качество для любого режущего инструмента, благодаря которому инструмент реже нуждается в заточке;
  • отличные показатели упругости и ударной вязкости, благодаря которым металл не подвержен излому;
  • отличные режущие качества, незаменимые для ножей.

В этом материале отлично сочетаются твердость, прочность и продолжительное сохранение режущих способностей.

Недостатков у этого металла немного, но они есть. Прежде всего, сплав Р18 не применяется для изготовления сварных конструкций. Его тяжело ковать самостоятельно, так как для его расплавления требуется производить нагрев до критических температур, а процесс закаливания очень сложен.

Как следует из расшифровки стали марки Р18, она является высоколегированной, что сказывается на конечной стоимости готовых изделий. Банальная покупка кухонного ножа обойдется потребителю в круглую сумму.

Несмотря на содержание хрома, металл поддается коррозии. Поэтому изготовленные из него изделия требуют особого ухода. А выполнить качественную заточку инструмента в домашних условиях практически невозможно.

Марки сплавов аналогичного качества

Аналогичные сферы применения и характеристики стали Р18 присущи и другим маркам металлов. Причем аналоги выпускаются как в России, так и далеко за ее пределами. Среди российских аналогов выделяется сплав марки Р12.

Среди зарубежных аналогичными свойствами обладают следующие марки сталей:

  • W18Cr4V – Китай;
  • 1.3355 – Европа;
  • HS18-0-1 – Германия;
  • Т1 – Америка.

Состав аналогов стали Р18 несущественно отличается от оригинала, а потому они также широко применяются в российской металлообрабатывающей промышленности.

Заключение

Сталь Р18 отличается высокими показателями твердости и прочности, которые прекрасно сочетаются с гибкостью. Поэтому данный металл обрел заслуженную популярность среди производителей ножей, клинков, ножовок, сверл и другого режущего инструмента.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Срок службы кровли из оцинкованной стали
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector