Сталь р18: характеристики, расшифровка, применение

Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение

Марка стали Р18 относится к быстрорежущему классу с нормальной производительностью. В ее состав входит 18% вольфрама, что обеспечивает улучшение технических качеств: повышение твердости до HRC 62-65, красностойкости до 600 градусов, прочности. Она пользуется высокой популярностью, из нее часто изготавливают ножи и прочий режущий инструмент. Преимуществом изделий является простота механической обработки, а недостатком – карбидная неоднородность, которая усугубляется с увеличением толщины детали.

В качестве основных методов обработки стали выступают фрезеровка и заточка, также используется резка, сверловка, нарезка резьбы. Обработка конструкционной и легированной стали осуществляется с использованием инструмента, изготовленного из более прочного и твердого металла, в качестве которого может выступать быстрорежущая сталь Р18.

Вернуться к содержанию

Расшифровка

  • В наименовании содержится информация о виде стали – быстрорежущем инструментальном (Р), в состав которой входит 18% вольфрама (18).
  • Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение
  • Вернуться к содержанию

Химсостав

В составе металла содержится:

  • 73% феррума;
  • 17,75±0,75% вольфрама;
  • 15% молибдена;
  • 4,1±0,3% хрома;
  • 1,2±0,2% ванадия;
  • 0,78±0,05% углерода;
  • по 0,5% кобальта, марганца и кремния;
  • 0,4% никеля;
  • по 0,03% серы и фосфора.

Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение

Соответствие состава стали Р18 указанным нормам обеспечивает ее прочность, надежность и долговечность, позволяет использовать для изготовления инструментов и деталей для токарных, фрезерных станков, нарезки резьбы внутреннего и наружного типа, создания и обработки отверстий. Металл подходит для мехобработки легированной, углеродистой, конструкционной стали с пределом прочности до 1 ГПа, цветных металлов.

  1. Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение
  2. Сохранение рабочих параметров обеспечивается при температуре менее 600 С.
  3. Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение
  4. Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение
  5. Вернуться к содержанию

Где применяется?

Металл широко распространен при создании лезвийного режущего инструмента, предназначенного для мехобработки материалов на основе железа и углерода с разной степенью твердости.

К ним относятся жаростойкие и нержавеющие стали, твердость которых достигает HRC70.

Использование стали Р18 обеспечивает увеличение скорости обработки, исключает пластические деформации и изменение характеристик в результате нагрева.

Повышение технических параметров материала обеспечивается за счет термической обработки. Одним из способов является закалка, которая осуществляется при температуре 1300 градусов.

За счет присутствия в составе кобальта происходит рост температуры, при которой изменяется внутренняя структура карбидов, основным из которых является Fe3W3C.

Во время закалки большая часть данного вещества превращается в твердый мартенсит или аустенит.

Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение

Низкий отпуск быстрорежущей стали Р18 при t = 550-560 градусов позволяет получить мелкозернистую структуру. Это обусловлено разложением остаточной аустенитной формы и образованием дисперсных карбидных соединений.

Чередование режимов термообработки позволяет исключить риск трещинообразования. При этом чаще всего используют порядок:

  • нагрев до 500 градусов;
  • повышение температуры до 850 градусов;
  • установка температуры на 1300 градусов на протяжении определенного количества времени в зависимости от толщины элемента (1-30 мм, 15 секунд на каждый миллиметр).

После этого осуществляется ступенчатый отпуск, что обеспечивает полное преобразование остаточной аустенитной структуры стали Р18.

Устойчивость к коррозии и износу обеспечивается за счет дополнительной обработки режущей части. Для этого может применяться один из методов:

  • пропарка;
  • покрытие сульфидами;
  • цианирование для увеличения вязкости;
  • азотирование для снижения хрупкости.
  • Они осуществляются после термообработки, заточки и шлифования, что гарантирует повышение прочности.
  • Вернуться к содержанию

Технические характеристики

Основными характеристиками стали Р18 являются:

вязкость 100 кДж/м2;
твердость по Рокквелу 227;
прочность при сжимающей нагрузке 10,5 ГПа;
относительное удлинение 13%;
предел текучести 0,45 ГПа;
прочность при растягивающей нагрузке 0,83 ГПа;
способность проводить тепло 28 Вт/мК;
модуль сдвига/упругости 83/220 ГПа;
удельный вес 8,8 т/м3.

Вернуться к содержанию

Сортамент

Выпуск продукции осуществляется в соответствии с нормативными документами, в качестве которых выступают ГОСТ:

  • №1133-71 – прокатные элементы;
  • №4405-75 – полосы и прутья;
  • ТУ 14-11-245-88 – профили.
  1. Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение
  2. Также существуют и другие виды проката.
  3. Вернуться к содержанию

Применение при резании

Заточка инструмента осуществляется в 2-4 раза быстрее при использовании марки стали Р18.

Она применяется для изготовления режущего инструментария, эксплуатируемого в сложных условиях, в то числе при нагреве и высокой нагрузке.

При этом обеспечивается сохранение основных технических характеристик изделий, что является преимуществом. Такой параметр необходим при создании автоматизированных цехов.

Высокое качество реза обусловлено присутствием легирующих компонентов в составе материала. Заточка осуществляется с помощью наждачных кругов, но во время процесса важно исключить динамические и вибрационные воздействия.

Вернуться к содержанию

Производство режущего инструмента

Цена стали Р18 определяется типом проката, при этом учитывается вес изделия и объем заказа. Одним из видов готовых продуктов является сверло, которое изготавливается на основании требований Госстандарта 2034-80. К ним относится необходимость обеспечения твердости на хвостовике 63-68 HRC.

Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение

Шлифовка является последующей стадией после температурной обработки. Для этого используются специальные станки, способные гарантировать соблюдение допусков на продукт обработки – А1 и В1 по h8, В – h9.

Вернуться к содержанию

Термообработка

Закалка и отпуск являются причинами дисперсного затвердевания. При этом происходит распад основной части карбидных соединений, и образуется твердый раствор аустенита и мартенсита.

В результате металл насыщается углеродом и легирующими компонентами. Термообработка стали Р18 включает закалку при температуре 1200-1300 градусов и отпуск при 550-560 градусах.

Это обеспечивает предельную прочность состава за счет выделения карбидных соединений и распада аустенита.

Инструменты сложной геометрической формы, с тонким лезвием, эксплуатируемые при изменяемой нагрузке, должны быть прочными и вязкими.

Для этого термическая обработка включает различные режимы и типы нагрева и отпуска, что приводит к распаду карбидов и упрочнению аустенитной формы. Это также положительно сказывается на устойчивости к действию температуры.

Тонкое лезвие с шириной режущей кромки 3-5 мм проходит закалку при температуре 1250 градусов.

Марка Р18 имеет характерную особенность – при бесступенчатом нагреве после термообработки могут образоваться трещины и прочие дефекты на поверхности.

Чтобы исключить данный негативный фактор, нагрев осуществляют ступенчато, на первой стадии температура повышается до 500 градусов, на втором – 850 градусов, на третьем – 1300 градусов. Для определения продолжительности закалки необходимо учитывать толщину изделия.

На каждый миллиметр сечения требуется порядка 10-15 секунд. Во время первых двух стадий можно увеличить данную продолжительность в два раза.

Предварительный и окончательный нагрев осуществляется в соляной ванне, заполненной смесью хлоридов бария (78%) и натрия (22%). Раскисляется раствор посредством введения фтористого магния, что не допускает образования на поверхности металла оксидной пленки.

Отпуск также происходит ступенчато, продолжительность каждой ступени составляет 1 час, всего предусмотрено 3 этапа.

Вернуться к содержанию

Аналоги стали Р18

К аналогам стали Р18 относятся:

  • российская Р12;
  • китайская W18Cr4V;
  • европейская 1.3355;
  • немецкая HS18-0-1;
  • американская Т1.

На протяжении долгого времени данный материал использовался для изготовления режущего инструмента. Твердость его обусловлена температурной обработкой, что также обеспечивает прочность металла. К недостаткам его относится только карбидная неоднородность, которая отчетливо видна в прутьях большого сечения.

Посмотрите также на марки:

  • 17Г1С;
  • 12Х18Н10Т;
  • 40Х13;
  • 40ХН;
  • М390.

Полезно? Сохраните себе на стену! Спасибо за лайк!

Источник: http://vse-postroim-sami.ru/materials/metal/10108_bystrorezhushhaya-stal-r18/

Сталь Р18 — расшифровка маркировки быстрорежущего сплава, характеристики и применение

Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение

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%;
  • Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применениеV (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.

Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение

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

Свойства материала

У стали р18 есть следующие физические свойства

Параметр Единица измерения
Плотность, 8800 кг/см3
Модуль упругости, Е 220 ГПа
Модуль сдвига при кручении, G 83 ГПа
Теплопроводность 28 Вт/(м·градус)

Удельное электрическое сопротивление зависит от температуры нагрева металла

Удельное электрическое сопротивление
Температура, град Количество
20 420
100 470
200 545
300 630
400 720
500 815
600 920
700 1035
800 1150
900 1175

Механические свойства выделяют от завода производителя и после термообработки

От завода-производителя

Предел прочности при растяжении, Ϭ В 830 МПа
Максимум текучести, Ϭ Т 450 МПа
Линейное удлинение, δ 5 13%
Предел сужения, ψ 22%
Предел прочности при сжатии, Ϭ СЖ 1050 МПа
Твердость, НВ 227
Ударная вязкость, KCU 100 кДж/м2

После термообработки

Параметр Значение, МПа
Ϭ В 2150
Ϭ Т 2480
Ϭ СЖ0,2 3060
Ϭ СЖ 3820
Ϭ ИЗГ 3000
Тк 1880

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

Технологические свойства

Температурный режим ковки 900 °C — 1200°С
Охлаждение после ковки 750 °C — 800 °C, колодец
Свариваемость Хорошая, без ограничений
Обработка резанием НВ до 228, К v = 0.3−0.6
Обработка шлифованием Повышенная
Флокеночувствительность Отрицательная

Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение

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.

Читайте также:  Токарно-винторезный станок 16к20ф3: характеристики, паспорт, схемы

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

Источник: https://tokar.guru/metally/stal/bystrorezhuschaya-stal-r18-harakteristika-i-oblast-primeneniya.html

Сталь для ножей Р18: плюсы и минусы

Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение

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.

Р18

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.

Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение

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.

Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение

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.

Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение

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.

Источник: https://plusiminusi.ru/stal-dlya-nozhej-r18-plyusy-i-minusy/

Сталь р18 характеристики и применение

Марка стали — Р18

Стандарт — ГОСТ 19256

Буква Р в стали Р18 означает, что сталь быстрорежущая, 18 — указывает среднюю массовую долю вольфрама 18%. Сталь легированная, быстрорежущая.

Быстрорежущая сталь Р18 применяется для изготовления всех видов режущего инструмента при обработке углеродистых легированных конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600°С.

Из стали Р18 изготовляют резцы, фрезы, сверла, долбяки, развертки, зенкеры, метчики, протяжки и другие режущие инструменты.

Массовая доля основных химических элементов, %C — углеродаSi — кремнияMn — марганцаCr — хромаW — вольфрамаMo — молибденаV — ванадия
0,73-0,83 0,20-0,50 0,20-0,50 3,80-4,40 17,00-18,50 Не более 1,00 1,00-1,40
Температура критических точек, °СAc1Ac3Ar1Ar3
820 860 725 770
Технологические свойства
Ковка Температура ковки, °С: начала 1200, конца 1900. Охлаждение замедленное в колодце.
Свариваемость Не применяется для сварных конструкций.
Обрабатываемость резанием В отожженном состоянии при HB 212-228: Kv твердый сплав = 0,6 Kv быстрорежущая сталь = 0,3
Флокеночувств. Не чувствительна
Шлифуемость Повышенная
Физические свойстваТемпература испытаний, °С2010020030040050060070080090020-10020-20020-30020-40020-50020-60020-70020-80020-90020-1000
Модуль нормальной упругости E, ГПа 228 223 219 210 201 192 181
Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа 83
Плотность ρn, кг/м 3 8800
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м*К) 26 27 28 29 28 27 27
Удельное электросопротивление ρ, нОм*м 419 472 544 627 718 815 922 1037 1152 1173
Коэффициент линейного расширения α*10 6 , K -1
Удельная теплоемкость c, Дж/(кг*К)

Отверстия под резьбу

Таблица сверл для отверстий под нарезание трубной цилиндрической резьбы.

Размеры гаек под ключ

Основные размеры под ключ для шестигранных головок болтов и шестигранных гаек.

G и M коды

Примеры, описание и расшифровка Ж и М кодов для создания управляющих программ на фрезерных и токарных станках с ЧПУ.

Читать также:  Как настроить головку спутниковой антенны

Типы резьб

Типы и характеристики метрической, трубной, упорной, трапецеидальной и круглой резьбы.

Масштабы чертежей

Стандартные масштабы изображений деталей на машиностроительных и строительных чертежах.

Режимы резания

Онлайн калькулятор для расчета режимов резания при точении.

Читайте также:  Стали: марки, характеристики, применение сплава

Отверстия под резьбу

Таблица сверл и отверстий для нарезания метрической резьбы c крупным (основным) шагом.

Станки с ЧПУ

Классификация станков с ЧПУ, станки с ЧПУ по металлу для точения, фрезерования, сверления, расточки, нарезания резьбы, развёртывания, зенкерования.

Режимы резания

Онлайн калькулятор для расчета режимов резания при фрезеровании.

Форматы чертежей

Таблица размеров сторон основных и дополнительных форматов листов чертежей.

CAD/CAM/CAE системы

Системы автоматизированного проектирования САПР, 3D программы для проектирования, моделирования и создания 3d моделей.

Чтение чертежей

Техническое черчение, правила выполнения чертежей деталей и сборочных чертежей.

При изготовлении режущих инструментов могут применяться самые различные стали. Основные требования, которые предъявляются к ним, заключаются в высокой износоустойчивости, твердости и жаропрочности.

Инструментальные быстрорежущие сплавы получили самое широкое распространение в сфере производства режущих инструментов.

В эту категорию относится сталь Р18, которая характеризуется наличием ванадия в составе.

Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение

Характеристики и применение

Рассматривая марку Р18 характеристики следует учитывать, что она часто подвергается термической обработке. К основным качествам относят:

  1. Высокая твердость поверхностного слоя. Если провести термическую обработку твердость достигает 62-65 единиц HRC. Этого вполне достаточно для того, чтобы проводить резание конструкционных металлов обыкновенного качества при различной скорости и подаче. Кроме закалки выполняют отпуск, за счет которого достигается мелкозернистая структура.
  2. Повышенная прочность определяет то, что рассматриваемый материал Р18 выдерживает длительную нагрузку.
  3. Красностойкость позволяет проводить резание на протяжении длительного периода. Повышение температуры стали приводит к тому, что он начинает терять свои эксплуатационные характеристики.

Существенным недостатком назовем карбидную неоднородность. При изготовлении больших инструментов и их применении режущая часть может выкрашиваться. Решают проблему путем увеличения количества карбидной фазы. Проводимая термическая обработка делает структуру мелкозернистой и более устойчивой к механическому воздействию.

Применение Р18 можно связать с физическими особенностями материала. Они следующие:

  1. Плотность составляет 8800 кг/см 3 .
  2. Модуль упругости 220 МПа.
  3. Твердость (без закалки) 227 НВ.
  4. Максимальная текучесть 450 МПа.
  5. Передел прочности при растяжении 830 МПа.

Ковка предусматривает нагрев заготовки до температуры 1200 градусов Цельсия. Свариваемость сплава хорошая, подогревать материал не нужно. Поверхность можно шлифовать при использовании обычных абразивных кругов.

Область применения стали Р18 весьма велика. В большинстве случаев она применяется при изготовлении режущих лезвийных инструментов, которые могут применяться для механической обработки металлов с различной твердостью.

При применении инструментов, которые изготовлены из рассматриваемого инструментального сплава, скорость обработки увеличивается в 4 раза.

Существенно расширить область применения можно за счет закалки и отпуска, в некоторых случаях проводится ковка.

Читать также:  Расчет режимов резания при токарной обработке онлайн

Химический состав

Концентрация тех или иных элементов определяет основные свойства стали, а также его область применения. В состав стали Р18 входят следующие элементы:

  1. Большая часть состава приходится именно на железо, концентрация которого составляет около 73%.
  2. Добавляется небольшое количество хрома. За счет повышения его концентрации до 4% создаваемый инструмент становится более устойчивым к коррозионному воздействию.
  3. Особыми элементами, которые увеличивают эксплуатационные характеристики материала, становятся ванадий и молибден (не более 1,4%).
  4. Углерод является основным химическим элементом практически всех металлов, в данном случае концентрация составляет 0,8%. Относительно небольшое количество углерода в составе определяет высокую свариваемость. Повышенная твердость достигаются за счет включения в состав других химических элементов.

Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение

Химический состав стали Р18 и других быстрорежущих сталей

На другие химические элементы приходится не более 1%. Особое внимание уделяется вредных примесям, повышение концентрации которых приводит к снижению основных эксплуатационных характеристик.

Расшифровка маркировки стали

Маркируется быстрорез Р18 при использовании определенных стандартов. В рассматриваемом случае расшифровка позволяет определить только содержанием вольфрама, концентрация которого указывается цифровой. Первая буква определяет группу быстрорежущих сталей. Концентрация других химических веществ определяет ГОСТом, не указывается при маркировке сплавов рассматриваемой группы.

Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение

Расшифровка маркировки быстрорежущей стали

Термическая обработка Р18

Как ранее было отмечено, для существенного повышения эксплуатационных характеристик материала проводится термическая обработка. Особенности химического состава определяют какие режимы при этом используются.

Быстрорежущая сталь Р18 улучшается следующим образом:

  1. При закалке заготовка нагревается до температуры 1300 градусов Цельсия. это связано с тем, что кобальт существенно повышает температуру перестроения структуры. Для того чтобы исключить вероятность появления структурных трещин проводится ступенчатый нагрев. Продолжительность выдержки зависит от толщины заготовки и ее линейных размеров. Охлаждение заготовки проводится на открытом воздухе в случае больших размеров. Вода в качестве охлаждающей среды практически не применяется, так как неравномерность охлаждения приводит к появлению поверхностных и структурных дефектов. В последнее время для охлаждения применяется масло, которое обеспечивает равномерность охлаждения.
  2. Получить мелкозернистую структуру можно путем проведения отпуска при температуре 560 градусов Цельсия. Охлаждение в данном случае проводится на открытом воздухе.

После термообработки нужно рассмотреть возможность улучшения эксплуатационных характеристик сплава. Для этого изменяется химический состав при проведении следующих процедур:

  1. Сульфидирование.
  2. Азотирование.
  3. Цианирование.
  4. Пропаривание.

Читать также:  Как разобрать болгарку штурм

Подобное улучшение проводится также после заточки и шлифовки режущего инструмента или другого изделия. За счет этого поверхностному слою предается большая прочность. Для нагрева заготовки и внесения химических веществ может применяться специальное оборудование. Стоит учитывать, что высокая температура нагрева не позволяет выполнять обработку в домашних условиях.

Источник: https://morflot.su/stal-r18-harakteristiki-i-primenenie/

Р18

Главная/Характеристики Марок Стали, Металлопроката/Р18

Сталь Р18: характеристики, расшифровка, применение

  Характеристика материала. Сталь Р18.

Марка Сталь Р18
Заменитель СТАЛЬ Р12
Классификация СТАЛЬ ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ БЫСТРОРЕЖУЩАЯ (БЫСТРОРЕЗ НОРМАЛЬНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ)
Прочие обозначения
Иностранные аналоги AISI T1, DIN HS18-0-1
Применение резцы, сверла, фрезы, резьбовые фрезы, долбяки, развертки, зенкеры, метчики, протяжки для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600 °С.
Вид поставки
Сортовой прокат, в том числе фасонный: 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 14-1-1408-75, ТУ 14-1-1706-76
Лента ГОСТ 4986-79
Полоса ГОСТ 19265-73, ГОСТ 4405-75
Проволока ТУ 14-1-1096-74
Поковки и кованые заготовки ГОСТ 19265-73, ГОСТ 1133-71, ГОСТ 4405-75

Краткое описание и применение.

Быстрорежущая сталь Р18 относится к быстрорежущим сталям нормальной производительности. Эта сталь, содержащая 18% вольфрама, долгое время была наиболее распространенной.

Инструменты, изготовленные из этой стали, после термической обработки имеют твердость HRC 62-65, красностойкость 600о С и достаточно высокую прочность. Сталь Р18 сравнительно хорошо шлифуется.

Существенным недостатком этой стали является большая карбидная неоднородность, особенно значительная в прутках большого сечения.

При увеличении карбидной неоднородности прочность стали снижается и при работе наблюдается выкрашивание режущих кромок инструмента и снижение его стойкости.

Большое количество избыточной карбидной фазы делает сталь Р18 более мелкозернистой, менее чувствительной к перегреву при закалке, более износостойкой.

Из стали Р18 могут изготовляться всевозможные инструменты, в том числе такие сложные как шеверы, долбяки, протяжки и др.

Сталь Р18 относится к быстрорежущим сталям нормальной теплостойкости. Быстрорежущие стали наиболее характерны для режущих инструментов. Они сочетают высокую теплостойкость (500-650°С) в зависимости от состава и обработки) с высокими твердостью (до HRC 68-70), износостойкостью при повышенных температурах и повышенным сопротивлением пластической деформации.

Быстрорежущие стали позволяют повысить скорость резания в 2 — 4 раза по сравнению со скоростями, применяемыми при обработке инструментами из углеродистых и легированных инструментальных сталей. Быстрорежущие стали широко применяют для режущих инструментов, работающих в условиях значительного нагружения и нагрева рабочих кромок.

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

Высокие режущие свойства быстрорежущих сталей обеспечиваются легированием сильными карбидообразующими элементами (вольфрамом, молибденом, ванадием), элементами, повышающими температуру ( ' )-превращения (кобальтом, алюминием), и применением специальной термической обработки, заключающейся в закалке с высоких температур (1200 — 1300 °С) и отпуске, вызывающем дисперсионное твердение. Для стали Р18 основным является карбид М6С (Fe3W3C). Для получения высоких теплостойкости и твердости достаточно большая доля распадающегося карбида должна быть переведена при закалке в твердый раствор (аустенит, мартенсит), что насыщает его углеродом, вольфрамом, молибденом, ванадием, хромом. Последующий отпуск при температурах 550-560 °C повышает твердость до максимальных значений вследствие выделения дисперсных, карбидов и распада остаточного аустенита. В зависимости от химического состава, а следовательно, и уровня основных свойств быстрорежущие стали подразделяют на стали нормальной и повышенной теплостойкости (производительности). Если содержание ванадия не превышает 2%, их относят к быстрорежущим сталям нормальной теплостойкости (производительности). Это стали Р18, Р9 , Р6М5. Быстрорежущие стали с более высоким содержанием ванадия, а также дополнительно легированные кобальтом относят к сталям повышенной теплостойкости (Р12Ф3 , Р6М5Ф3 , Р18Ф3К5 , Р9К5 , Р6М5К5 , Р9М4К8 и др.).

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

 Для инструментов сложной формы, тонколезвийных, а также для инструментов, используемых при прерывистом точении, большее значение приобретают прочность и вязкость быстрорежущей стали. Нагрев под закалку быстрорежущих сталей проводится при температурах и выдержках, обеспечивающих растворение специальных карбидов и легирование аустенита, для получения оптимальной теплостойкости.

При закалке тонколезвийных инструментов небольших размеров (менее 3-5 мм) температура закалки снижается на 10-20 °С (балл зерна 11). Для предупреждения образования трещин и повышенных термических напряжений нагрев под закалку ведут с одним или двумя подогревами. Первый подогрев при 400-500 °С, второй при 800-850 °С.

Выдержку при окончательном нагреве выбирают из расчета 10-15 с на 1 мм диаметра (толщины) для инструмента диаметром 5-30 мм. Пусть толщина фрезы 3-5 мм, следовательно время выдержки при окончательном нагреве 40 c; температура — 1280 °С. Время выдержки при подогреве обычно берут удвоенным по сравнению с выдержкой при окончательном нагреве.

Читайте также:  Настольно-сверлильный станок гс2116к технические характеристики

Подогрев и окончательный нагрев под закалку быстрорежущих сталей, как правило, проводят в электродных соляных ваннах. Среда нагрева: при подогреве — смесь 78 % ВаС12 и 22 % NaCl (Тпл = 640 °С), при окончательном нагреве — в расплаве ВаС12 (Tпл = 962 °С). Для предохранения от окисления ванну раскисляют фтористым магнием.

Переохлажденный аустенит быстрорежущих сталей устойчив, вследствие чего они могут охлаждаться в любой среде — воздухе, масле, горячих средах при 500-560 °С. Будем охлаждать изделие в масле. Отпуск быстрорежущих сталей выполняется при температурах 550-570 °С, 2-3 раза по 1 ч. Быстрорежущие стали с большой устойчивостью остаточного аустенита требуют трех- и даже четырехкратного отпуска.

Будем выполнять трехкратный отпуск при температуре 550 °С. При отпуске происходит выделение упрочняющих карбидов и распад остаточного аустенита. В результате быстрорежущая сталь получает высокую твердость, прочность и теплостойкость.

При закалке в аустените растворяется весь хром, 8% W, 1% V и 0,4-0,5% C. После закалки в структуре кроме мартенсита и первичных карбидов содержится 30-40% остаточного аустенита. Остаточный аустенит превращают в мартенсит при отпуске.

Аустенит, обедняясь углеродом и легирующими элементами, становится менее устойчивым и при охлаждении ниже точки MН испытывает мартенситное превращение.

Однократного отпуска недостаточно для превращения всего остаточного аустенита, поэтому применяют многократный отпуск.

Химический состав в % материала Р18

C Si Mn Ni S P Cr Mo W V Co
0.73 — 0.83 до   0.5 до   0.5 до   0.4 до   0.03 до   0.03 3.8 — 4.4 до   1 17 — 18.5 1 — 1.4 до   0.5

Механическиесвойствастали Р18

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

tисп, 0С σВ, Мпа KCU, Дж/м2 HRCэ
Закалка 1280 °С, масло. Отпуск трехкратный по 1 ч.
400 1370 23 61
500 1470 19 63
550 2350 17 66
600 2210 65
  • Твёрдость быстрореза Р18 после термообработки
  • Твердость Температура, °С
    после отжига после закалки с отпуском HRC3 (HRC), не менее закалки отпуска
    НВ, неболее диаметр отпечатка, мм, не менее
    255 3,8 63(62) 1270 560
  • Температура критических точек стали Р18
  • Ar1=725 °С Ar3(Arcm) =770 °С Ac1=820 °С Ac3=860 °С
  • Физические свойства стали Р18
  • Температура испытания,°С 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
    Модуль нормальной упругости, Е, ГПа 228 223 219 210 201 192 181
    Модуль упругости при сдвиге кручением G, ГПа 83
    Плотность, pn, кг/см3 8800
    Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С) 26 27 28 29 28 27 27
    Уд. электросопротивление (p, НОм · м) 419 472 544 627 718 815 922 1037 1152 1173

Красностойкость (теплостойкость) стали Р18

Температура, °С Время, ч Твердость, HRCэ
620 4 59

Технологические свойства материала Р18

Температура ковки Начала 1200, конца 900. Охлаждение в колодцах при 750-800 С.
Свариваемость при стыковой электросварке со сталью 45 и 40Х хорошая.
Шлифуемость повышенная (ГОСТ 19265-73)
Обрабатываемость резанием Kv тв.спл.= 0,6 и Kv б.ст = 0,3 резанием при HB 212-228 
Флокеночувствительность не чувствительна

Обозначения:

Механические свойства
sв — Предел кратковременной прочности , [МПа]
sT — Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5 — Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y — Относительное сужение , [ % ]
KCU — Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB — Твердость по Бринеллю , [МПа]
Физические свойства :
T — Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E — Модуль упругости первого рода , [МПа]
a — Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o — T ) , [1/Град]
l — Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r — Плотность материала , [кг/м3]
C — Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o — T ), [Дж/(кг·град)]
R — Удельное электросопротивление, [Ом·м]
Свариваемость
без ограничений — сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая — сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая — для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки — отжиг

Купить сталь Р18. Быстрорежущая сталь со средним содержанием углерода 0,8% и легированная вольфрамом(18%), хромом(4%), ванадием(до 1.4%).

Источник: http://s-stal.ru/r18

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 ~73.

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.

ГОСТ

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.

Источник: https://prompriem.ru/stati/r18.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector