Legering av ett element i den åttonde gruppen av periodiskaMendeleevs system med atomnummer 26 (järn) med kol och några andra element kallas vanligtvis stål. Den har hög hållfasthet och hårdhet, saknar plasticitet och seghet på grund av kol. Legeringselement ökar legeringens positiva egenskaper. Ändå anses stål vara ett metalliskt material som innehåller minst 45% järn.
Tänk på en legering som stål R6M5 och ta reda på vilka egenskaper den har och i vilka områden den används.
Mangan som legeringselement
Fram till 1800-talet för bearbetning av icke-järnmetaller ochvanligt stål användes för trä. Dess skäregenskaper räckte nog för detta. Men när man försöker bearbeta ståldelar värms verktyget snabbt upp, slits ut och till och med deformeras.
Engelsk metallurg R.Muchette, genom experiment, fick reda på att för att göra legeringen mer hållbar måste ett oxidationsmedel tillsättas till den, vilket frigör överskott av syre från den. Spegelgjutjärn, som innehöll mangan, tillsattes till gjutstål. Eftersom det är ett legeringselement bör dess andel inte överstiga 0,8%. Så stål R6M5 innehåller från 0,2% till 0,5% mangan.
Volframjärn
Redan 1858 tillverkades legeringar medmånga forskare och metallologer arbetade med volfram. De visste med säkerhet att detta är en av de mest eldfasta metallerna. Att lägga det till stål som ett legeringselement gjorde det möjligt att få en legering som tål höga temperaturer utan att slita ut.
Stål R6M5 innehåller 5,5-6,5% volfram.Legeringar med dess innehåll börjar oftast med bokstaven "P" och kallas höghastighetslegeringar. 1858 producerade Muchette det första stålet innehållande 9% volfram, 2,5% mangan och 1,85 kol. Senare tillsatte metallurgisten ytterligare 0,3% C, 0,4% Cr och avlägsnade 1,62% Mn, 3,56% W, en legering som heter samokal (P6M5). När det gäller dess egenskaper liknar den också P18-stål.
Volframbrist
Naturligtvis på 1860-talet, när många elementvar i överflöd, ansågs stål med tillsats av volfram som det mest hållbara. Med tiden blir detta element i naturen mindre och mindre och priset för det ökar.
Ur ekonomisk synvinkel, lägg till mycketmängden W i stål har blivit opraktisk. Av denna anledning är R6M5-stål mycket mer populärt än R18. Om man tittar på deras kemiska sammansättning kan man se att volframhalten i P18 är 17-18,5%, medan den i volfram-molybdenlegeringen är upp till maximalt 6,5%. Dessutom innehåller samokal upp till 0,25% koppar och upp till 5,3% molybden.
Andra legeringselement
Förutom det redan nämnda kolet, mangan,volfram och molybden, stål R6M5 innehåller också kobolt (upp till 0,5%), krom (4,4%), koppar (0,25%), vanadin (2,1%), fosfor (0,03%)), svavel (0,025%), nickel (0,6 %) kisel (0,5%). Vad är det för?
Varje legeringselement har sin egen funktion.Så, till exempel, är krom nödvändigt för värmehärdning, och nickel ökar segheten. Molybden och vanadin eliminerar praktiskt taget sprödheten efter anlöpning. Några av legeringselementen förbättrar stålegenskaper såsom rodnad och het hårdhet.
Stål R6M5, vars egenskaper vi studerar, idet härdade tillståndet har en hårdhet på 66 HRC vid en testtemperatur på upp till 600 ° C. Det betyder att även med stark uppvärmning tappar den inte sina hållfasthetsegenskaper, vilket innebär att den inte slits eller deformeras.
Beteckning P6M5
Avkodningen av stål beror på hur det ärdet tillverkas vilka legeringselement det innehåller och hur mycket kol det innehåller. Olika typer har sina egna beteckningar. Om till exempel legeringen inte innehåller legeringselement betecknas den "St" och ett tal bredvid den, som visar den genomsnittliga kolhalten i stål (St20, St45).
I låglegerade legeringar går det förstandelen kol och sedan bokstäverna som anger kemiska element (10ХСХ, 20ХН4FA). Om det inte finns några siffror bredvid dem, som i exemplet, betyder det att innehållet i var och en av dem inte överstiger 1%. Bokstaven "P" i legeringen betecknar att den är snabb (snabb).
Det följs av ett tal - detta är en procentsatsinnehållet i volfram (P9, P18) och dessutom är bokstäver och siffror legeringselement och deras procentandel. Det följer av detta att höghastighetsstål R6M5 innehåller upp till 6% volfram och upp till 5% molybden.
Glödgning
Som regel är produktionen av en sådan legeringklassisk och kan användas för alla höghastighetsstål. Man bör dock komma ihåg att för att volfram-molybdenlegeringen ska vara riktigt stark, hård och slitstark måste den glödgas.
Om andra märken, till exempel St45, tappar sinahållfasthetsegenskaper under glödgning, då höghastighet, tvärtom, förbättras och blir starkare och hårdare. Det är därför P6M5 glödgas innan den släcks. Hur händer detta?
Valsade produkter (till exempel plåt "stål R6M5") med en tjocklek av cirka 22 mm i en speciell ugn upphettas till en temperatur av 870 ° C, kyls sedan till 800 ° C och värms sedan upp igen. Det kan finnas cirka 10 sådana cykler.
Dessutom är det efter den femte nödvändigt att gradvis sänka temperaturen. Till exempel uppvärmning igen till 850 ° C och svalna till 780 ° C. Och så vidare tills det når 600 ° C.
En sådan komplex glödgningsprocess förklaras av närvaronkorn av austenit i legerade legeringar, vilket är mycket oönskat. Uppvärmning och kylning gör att legeringselementen kan lösas upp så mycket som möjligt, men austeniten kommer inte att växa.
Om du inte tål temperaturregimen ochglödgning vid en temperatur av mer än 900 ° C, sedan bildas en ökad mängd austenit i legeringen och hårdheten kommer att minska. Det rekommenderas att kyla med oljebad, detta skyddar volfram-molybdenlegeringen från sprickor och sprickor.
Metod för tillverkning av Р6М5
Naturligtvis, som alla andra legeringar, P6M5tillverkas i olika sortiment. Så i vissa butiker hälls höghastighetsstål i göt. I en annan produktionsanläggning rullas den varmvalsad. För detta komprimeras de uppvärmda götarna mellan valsverkets axlar. Dess resulterande form beror på själva axlarnas form.
Stålkvalitet P6M5 används ofta för delar som arbetar vid höga temperaturer. Av denna anledning är de senaste åren pulver till en mycket populär metod för tillverkning av stål.
När du häller hett stål i göt,mycket snabb frisättning av karbider från smältan. I vissa områden bildar de oregelbundna ackumuleringsområden, som då är platsen för initiering av sprickor.
Användning av pulverproduktionspecialpulver, som innehåller alla nödvändiga komponenter. Det sintras i en speciell vakuumbehållare med hög temperatur och tryck. Detta hjälper till att säkerställa att materialet är homogent.
ansökan
R6M5 stål används ofta i olikaindustrier. Oftast används den för tillverkning av skärverktyg för svarvning, fräsning och borrmaskiner i metallurgi. Detta beror på dess egenskaper som styrka, värmebeständighet, hårdhet.
Som regel är borrar gjorda av det,kranar, matriser, fräsar. Metallskärningsverktyg av stål P6M5 är utmärkta för skärning vid höga hastigheter, dessutom behöver de inte kylas med kylvätska. En kniv av R6M5-stål är inte heller ovanligt.
Eftersom legeringen av volfram-molybden har hög hårdhet och hög seghet används den ofta för att göra knivar med hållbara handtag och vackra mönster.
Legering av element i önskad mängdfår skapa ett unikt stål som praktiskt taget inte rostar och har god slipbarhet. Detta gör det möjligt att öka skärhastigheten med 4 gånger under låssmedarbeten.
Det används också för att produceravärmebeständiga kullager som arbetar med hög hastighet vid temperaturer på 500-600 ° C. Analoger av legering R6M5 är R12, R10K5F5, R14F4, R9K10, R6M3, R9F5, R9K5, R18F2, 6M5K5. Om volfram-molybdenlegeringar som regel används för tillverkning av verktyg för grovborrning (borrar, fräsar), sedan vanadin (R14F4) för efterbehandling (reamers, broaches). Varje skärverktyg måste ha en markering som gör att du kan ta reda på från vilken legering den är tillverkad.
