Stop elementu ósmej grupy okresowejUkłady Mendelejewa o liczbie atomowej 26 (żelazo) z węglem i kilkoma innymi pierwiastkami są zwykle nazywane stalą. Ma wysoką wytrzymałość i twardość, pozbawiony plastyczności i ciągliwości z powodu węgla. Pierwiastki stopowe zwiększają pozytywne właściwości stopu. Niemniej jednak uważa się, że stal jest materiałem metalicznym zawierającym co najmniej 45% żelaza.
Rozważmy taki stop, jak stal R6M5, i dowiedzmy się, jakie ma właściwości iw jakich obszarach jest używany.
Do XIX wieku do obróbki metali nieżelaznych idrewno używane zwykłej stali. Jego charakterystyka cięcia wystarczyła do tego. Jednak przy próbie obróbki części stalowych narzędzie bardzo szybko się nagrzewało, zużywało, a nawet odkształcało.
Angielski metalurg R.Muchette w drodze eksperymentów odkrył, że aby stop był trwalszy, należy do niego dodać utleniacz, który uwolni z niego nadmiar tlenu. Do staliwa dodano żeliwo lustrzane, które zawierało mangan. Ponieważ jest to pierwiastek stopowy, jego zawartość procentowa nie powinna przekraczać 0,8%. Tak więc stal R6M5 zawiera od 0,2% do 0,5% manganu.
Już w 1858 roku rozpoczęto produkcję stopów zwielu naukowców i metalurgów pracowało z wolframem. Wiedzieli na pewno, że jest to jeden z najbardziej ogniotrwałych metali. Dodanie go do stali jako pierwiastka stopowego umożliwiło uzyskanie stopu, który byłby odporny na wysokie temperatury i nie zużywał się.
Stal R6M5 zawiera 5,5-6,5% wolframu.Stopy z zawartością najczęściej zaczynają się na literę „P” i nazywane są szybkimi. W 1858 roku Muchette wyprodukował pierwszą stal zawierającą 9% wolframu, 2,5% manganu i 1,85 węgla. Później, dodając kolejne 0,3% C, 0,4% Cr i usuwając 1,62% Mn, 3,56% W, metalurg otrzymał stop o nazwie samokal (P6M5). Pod względem właściwości jest również zbliżona do stali P18.
Oczywiście w latach 60. XIX wieku, kiedy wiele elementówbyło pod dostatkiem, stal z dodatkiem wolframu uznawana była za najtrwalszą. Z biegiem czasu ten element w naturze staje się coraz mniejszy, a jego cena rośnie.
Z ekonomicznego punktu widzenia dodaj dużoilość W w stali stała się niepraktyczna. Z tego powodu stal R6M5 jest znacznie bardziej popularna niż R18. Patrząc na ich skład chemiczny widać, że zawartość wolframu w P18 wynosi 17,5%, podczas gdy w stopie wolframowo-molibdenowym maksymalnie do 6,5%. Ponadto samokal zawiera do 0,25% miedzi i do 5,3% molibdenu.
Oprócz wspomnianego już węgla, manganu,wolfram i molibden, stal R6M5 zawiera również kobalt (do 0,5%), chrom (4,4%), miedź (0,25%), wanad (2,1%), fosfor (0,03%) ), siarka (0,025%), nikiel (0,6%), krzem (0,5%). Do czego one służą?
Każdy pierwiastek stopowy ma swoją własną funkcję.Na przykład chrom jest niezbędny do utwardzania termicznego, a nikiel zwiększa wiązkość. Molibden i wanad praktycznie eliminują kruchość po hartowaniu. Niektóre pierwiastki stopowe poprawiają właściwości stali, takie jak twardość czerwona i twardość na gorąco.
Stal R6M5, której cechy badamy, ww stanie utwardzonym ma twardość 66 HRC w temperaturach próbnych do 600 ° C. Oznacza to, że nawet przy silnym nagrzaniu nie traci swoich właściwości wytrzymałościowych, co oznacza, że nie zużywa się ani nie odkształca.
Odszyfrowanie stali zależy od tego, w jaki sposóbjest wytwarzany, jakie zawiera pierwiastki stopowe i ile zawiera węgla. Różne typy mają swoje własne oznaczenia. Jeśli np. Stop nie zawiera pierwiastków stopowych, to jest oznaczony jako „St”, a obok niego liczba, która wskazuje średnią zawartość węgla w stali (St20, St45).
W stopach niskostopowych,procent węgla, a następnie litery oznaczające pierwiastki chemiczne (10ХСНД, 20ХН4ЗА). Jeśli obok nich nie ma liczb, jak w przykładzie, to zawartość każdego z nich nie przekracza 1%. Litera „P” w gatunku stopu oznacza, że jest on szybki (szybki).
Po nim następuje liczba - to jest procentzawartość wolframu (P9, P18), a następnie litery i cyfry to pierwiastki stopowe i ich udział procentowy. Wynika z tego, że stal szybkotnąca R6M5 zawiera do 6% wolframu i do 5% molibdenu.
Z reguły produkcja takiego stopuklasyczny i stosowany do wszystkich stali szybkotnących. Należy jednak mieć na uwadze, że aby stop wolframowo-molibdenowy był naprawdę mocny, twardy i odporny na ścieranie, należy go wyżarzać.
Jeśli inne marki, na przykład St45, stracą swojewłaściwości wytrzymałościowe po wyżarzaniu, a wręcz przeciwnie, przy wysokich prędkościach, ulegają poprawie i stają się mocniejsze i twardsze. Dlatego P6M5 jest wyżarzany przed hartowaniem. Jak to się stało?
Produkty walcowane (na przykład blacha „stal R6M5”) o grubości około 22 mm w specjalnym piecu są podgrzewane do temperatury 870 ° C, następnie schładzane do 800 ° C, a następnie ponownie podgrzewane. Takich cykli może być około 10.
Ponadto po piątym konieczne jest stopniowe obniżanie temperatury. Na przykład ponowne podgrzanie do 850 ° C i schłodzenie do 780 ° C. I tak dalej, aż osiągnie 600 ° C.
Taki złożony proces wyżarzania tłumaczy się obecnościąziarna austenitu w stopach stopowych, co jest wysoce niepożądane. Ogrzewanie i chłodzenie pozwala na maksymalne rozpuszczenie pierwiastków stopowych, ale austenit nie wzrośnie.
Jeśli nie możesz wytrzymać reżimu temperatury ipo wyżarzaniu w temperaturze powyżej 900 ° C, w stopie tworzy się zwiększona ilość austenitu i twardość spada. Zaleca się chłodzenie za pomocą kąpieli olejowych, co uchroni stop wolframowo-molibdenowy przed pęknięciami i pęknięciami.
Oczywiście, jak każdy inny stop, P6M5produkowane w różnych asortymentach. Tak więc w niektórych sklepach gorącą stal szybkotnącą wlewa się do wlewków. W innym zakładzie produkcyjnym jest walcowany na gorąco. W tym celu podgrzane wlewki są ściskane między wałami walcarki. Jego wynikowy kształt będzie zależał od kształtu samych wałów.
Gatunek stali P6M5 jest szeroko stosowany na części pracujące w wysokich temperaturach. Z tego powodu w ostatnich latach bardzo popularną metodą wytwarzania stali jest proszek.
Wlewając gorącą stal do wlewków,bardzo szybkie uwalnianie węglików ze stopu. W niektórych obszarach tworzą nieregularne obszary spiętrzenia, które są wówczas miejscem inicjacji pęknięć.
Zastosowania do produkcji proszkuspecjalny proszek zawierający wszystkie niezbędne składniki. Spiekany jest w specjalnym pojemniku próżniowym o wysokiej temperaturze i ciśnieniu. Pomaga to zapewnić jednorodność materiału.
Stal R6M5 jest szeroko stosowana w różnychbranże. Najczęściej stosowany jest do produkcji narzędzi skrawających do tokarek, frezarek i wiertarek w hutnictwie. Wynika to z jego właściwości wytrzymałości, odporności na ciepło, twardości.
Z reguły wykonuje się z niego wiertła,krany, matryce, noże. Narzędzia do cięcia metalu wykonane ze stali P6M5 doskonale nadają się do cięcia przy dużych prędkościach, ponadto nie wymagają chłodzenia chłodziwem. Nóż wykonany ze stali R6M5 również nie jest rzadkością.
Ponieważ stop wolframowo-molibdenowy ma wysoką twardość i dużą wytrzymałość, często jest używany do produkcji noży o trwałych uchwytach i pięknych wzorach.
Elementy stopowe w wymaganej ilościumożliwiło stworzenie wyjątkowej stali, która praktycznie nie rdzewieje i ma dobrą ścieralność. Pozwala to czterokrotnie zwiększyć prędkość skrawania podczas prac ślusarskich.
Służy również do produkcjiżaroodporne łożyska kulkowe pracujące z dużą prędkością w temperaturach 500-600 ° C Analogi stopu R6M5 to R12, R10K5F5, R14F4, R9K10, R6M3, R9F5, R9K5, R18F2, 6M5K5. Jeśli do produkcji narzędzi do obróbki zgrubnej (wiertła, frezy) stosuje się z reguły stopy wolframu i molibdenu, to wanad (R14F4) do wykańczania (rozwiertaki, przeciągacze). Każde narzędzie tnące musi mieć oznaczenie, które pozwala dowiedzieć się, z jakiego stopu jest wykonane.
