Углеродистых инструментальных сталей (ГОСТ 1435-90)

Марка стали	Твердость HRCЭ, не менее	Область применения
У7, У7А, У8, У8А, У8Г, У8ГА		Зубила, ножницы, деревообрабатывающий инструмент, штампы.
У9, У9А, У10, У10А, У11, У11А		Метчики, сверла, развертки, ножовки.
У12, У12А, У13, У13А		Напильники, граверный инструмент

 

Легированные инструментальные стали

Легированные инструментальные стали (ГОСТ 5950–2000) обычно содержат 0,9…1,4% углерода (С). Суммарное содержание легирующих элементов (Cr, W, Mn, Si, V и др.) не превышает 5%. Все стали этой группы производят высококачественными.

По своему химическому составу легированные инструментальные стали отличаются от углеродистых повы­шенным содержанием кремния или марганца, или нали­чием одного или нескольких легирующих элементов: хрома (увеличивает твердость, прочность, коррозионную стойкость материала, понижает его пластичность); нике­ля (повышает прочность, пластичность, ударную вязкость, прокаливаемость материала); вольфрама (повышает твердость и теплостойкость материала); ванадия (повышает твердость и прочность материала, способствует образо­ванию мелкозернистой структуры); кобальта (увеличи­вает ударную вязкость и жаропрочность материала); молибдена (повышает упругость, прочность, теплостой­кость материала). Для режущих инструментов исполь­зуются низколегированные стали марок 9ХФ, 11ХФ, 13Х, В2Ф, ХВ4, ХВСГ, ХВГ, 9ХС и др. Эти стали обладают более высокими технологическими свойствами – лучшей закаливаемостью и прокаливаемостью, меньшей склон­ностью к короблению, но теплостойкость их практически равна теплостойкости углеродистых сталей 200...260 °С и поэтому они используются для изготовления ручных инструментов (разверток) или инструментов, предназна­ченных для обработки на станках с низкими скоростями резания (мелкие сверла, развертки).

Стали данной группы маркируются цифрами и буквами. В начале марки цифра показывает среднее содержание углерода в десятых долях процента. Отсутствие цифры означает, что содержание углерода составляет около 1%. Буквы за цифрами – соответствующий легирующий элемент, цифра за буквой – среднее содержание этого элемента в целых процентах. Отсутствие цифры означает, что данного элемента содержится ≈ 1%.

При маркировке используют следующие буквенные обозначения легирующих элементов: В – вольфрам, Г – марганец, К – кобальт, М – молибден, Н – никель, С – кремний, Т – титан, Ф – ванадий, Х – хром.

Пример расшифровки стали марки ХВГ: сталь инструментальная, легированная, высококачественная, содержит С ≈ 1% – углерода, Cr ≈ 1% – хрома, W ≈ 1% – вольфрама, Mn ≈ 1% – марганца.

Окончательная термическая обработка – закалка и отпуск. Структура закаленной стали – легированный мартенсит, карбиды и остаточный аустенит. Теплостойкость этих сталей не превышает 200…260 °С.

Низколегированные стали В2Ф, 13Х и др. применяют для слесарных инструментов (плашек, разверток, метчиков, шаберов, зубил и др.).

Среднелегированные стали ХВСГ, 9ХС, ХВГ и др. служат для изготовления разверток, фасонных резцов, сверл малого диаметра, концевых фрез, протяжек, метчиков и других инструментов, работающих при скоростях резания до 25 м/мин (табл. 1.3).

Таблица 1.3 Область применения

Легированных инструментальных сталей (ГОСТ 5950-2000)

Марка стали	Твердость HRCЭ, не менее	Область применения
ХВ4		Граверный инструмент, резцы.
Х		Зубила, строгальные и долбежные резцы.
9ХС		Сверла, развертки, метчики, плашки,
Х12ВМ		Холодные штампы, волоки.
4Х5В2ФС		Пресс-формы для литья под давлением.
6ХВГ		Пуансоны сложной формы.

Быстрорежущие стали

Инструменты из быстрорежущих сталей имеют высокую теплостойкость (550…650 °С), что позволяет им работать со скоростями резания в 3…4 раза большими (до 100 м/мин), чем инструментом, изготовленным из углеродистых и легированных сталей.

Быстрорежущие стали (ГОСТ 19265–73) содержат 0,7..1,5% C, до 18% W и др. элементы. В обозначении марок стоит буква " Р" (от англ. слова "Rapid"), что в переводе означает "быстрый": цифры за этой буквой показывают среднее содержание вольфрама. Вольфрам является основным легирующим элементом, так как обеспечивает высокую теплостойкость. Добавление ванадия повышает теплосостойкость инструмента до 650 °С.

Пример расшифровки стали Р9: сталь быстрорежущая, высококачественная, содержит 9% вольфрама.

Таблица 1.4 Область применения