Быстрорежущая сталь Р18. Расшифровка, состав и обработка

Химический состав стали Р18

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.

Физические свойства Р18

Области использования

Благодаря вышеперечисленным характеристикам и невысокой стоимости сталь 95Х18 нашла применение во многих отраслях современного производства.

Авиационное приборостроение использует данную сталь для изготовления ответственных узлов механизмов, к которым предъявляются требования повышенного значения износостойкости. Детали из 95Х18 устойчивы в работе при температуре окружающей среды до 500 ºС и умеренном воздействии агрессивных сред. В первую очередь, сюда относятся посадочные кольца подшипников качения и скольжения.

В машиностроении сталь активно используется как материал деталей, работающих в условиях абразивного износа. Ее способы применения крайне разнообразны и включают всевозможные втулки, валы, оси, клапаны гидравлических установок, пружины и прочее.

В нефтяной промышленности 95Х18 применяют для изготовления ролико- и шарикоподшипников.

Самое большое распространение сталь 95Х18 получила при изготовлении клинкового оружия.

Основные современные ножи, применяемые в охоте и туризме, обычно производятся из сталей двух марок. Это 95Х18 и 65Х13. Каждая из них имеет свои особенности. До сих пор активно ведутся споры на форумах сайтов охотников, какая же все-таки из них лучше.

Сталь 95х18 для ножей плюсы и минусы

Преимущества:

• Прежде всего стоит отметить выгодное соотношение стоимости ножей и их эксплуатационных характеристик. Средняя их цена варьируется в пределах 3000 рублей.
• При более или менее «грамотном» использовании ножи держат заточку до 2 месяцев.
• Процесс заточки не требует высокой квалификации от владельца клинка.
• Данные ножи отличаются высокими характеристиками сопротивляемости коррозии металла.
• Повышенная твердость и прочность.

Недостатки:

• Ножи, изготовленные из стали 95Х18, имеют низкое значение показателя ударной вязкости. Это может стать причиной образования трещин при воздействии ударных нагрузок, а то и вовсе расколоть нож. Как результат, такие клинки непригодны для метания.
• Эксплуатационная характеристика клинка сильно зависит от проведенной ранее термической обработки. Сталь чувствительна к малейшим отклонениям от технологии ее проведения. Хотя отметим, что в условиях массового производства выполнение данной операции полностью возлагается на специализированное оборудование, сводящее появление некачественной продукции на нет.

Механические свойства Р18 в зависимости от температуры отпуска

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.

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.

Механические свойства стали Р18 в термообработанном состоянии при повышенных температурах

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.

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.

Механические свойства стали Р18 в состоянии поставки (после отжига) при повышенных температурах

Особенности

Сталь марки Р6М5 и Р18 применяют не только при изготовлении ножей, но и в производстве кранов, свёрл, промышленных режущих инструментов. Их выделяет способность сохранять твёрдость и остроту при воздействии высоких температур, значительных ударных нагрузках. Такими характеристиками сталь наделает высокое содержание углерода и вольфрама в составе.

Термическая обработка

Для придания ножам из Р18 и Р6М5 повышенной прочности и износостойкости, металл подвергается соответствующей термической обработке. Она проходит в 2 этапа:

1. Закаливание – нагревание до температуры 1200-1300С. Во избежание образования трещин, осуществляется постепенно. Сначала металл нагревают до температуры 400-500С, после – до температуры 800-850С. При максимальном нагреве заготовка подвергается термообработке ограниченное время (на каждый миллиметр толщины 10-15 секунд). Во время закаливания карбид разлагается, сплав насыщается вольфрамом и углеродом.
2. Отпуск – проводят при температуре 550-560С. Осуществляется в 2-3 этапа, каждый длительностью не менее часа. При этом повышаются прочностные характеристики металла.

Нагрев стали проводят в специальных соляных ваннах, которые состоят из хлорида бария (78%) и натрия хлора (22%). Фтористый магний применяют для раскисления раствора.

Производство режущего инструмента

После термической обработки стали начинается производство режущих инструментов. Для этого заготовки, которые предварительно проверяют на соответствие требованиям ГОСТа, направляют на шлифовку. Изделия из стали Р18 легче шлифуются, но и меньший период времени сохраняют остроту. Ножи из сплава Р6М5 возможно заточить только при наличии профессиональных инструментов и навыков, но качество заточки у них значительно лучше. На производстве для шлифовки заготовок из стали Р18 и Р6М5 применяют специализированные станки.

Нож Гриф сталь Р18, рукоять береста.

Использование при резании

Ножи из стали Р18 и Р6М5 являются быстрорезами, они универсальны в применении. Металл отлично показывает себя при нагревании и механических нагрузках. Он не теряет прочности, не деформируется. Производители ножей из данных марок стали проводили эксперименты, в ходе которых успешно справлялись не только с нарезкой различных продуктов питания (мясо, кости, хрящи), но и разрезании древесины, и даже металлических пластин толщиной в несколько миллиметров!

Характеристики быстрорежущих сталей

Быстрорежущие сплавы появились относительно недавно. До их появления для обточки изделий из дерева или цветных металлов применялись обычные стальные резцы, при использовании которых возникали некоторые трудности. Они имели очень маленький срок службы ввиду быстрого износа и сильно нагревались, из-за чего работы на больших скоростях делалась невозможной.

Проблема была решена в 1858 году после получения сплава, в котором как основные легирующие добавки были использованы вольфрам и марганец. В течение последующих десятилетий методом многочисленных экспериментов было получено несколько видов сверхпрочных металлов, которые позволили значительно увеличить скорость и продуктивность металлорежущих станков.

К категории быстрорежущих сталей относят большую группу сплавов, в составе которых имеются легирующие элементы, позволяющие добиваться стойкости к износу и сильному нагреванию. От обычных углеродистых сплавов их отличает высокий показатель прочности, который позволяет использовать инструменты из них для обработки твёрдых материалов.

Клинок из быстрореза.

Быстрорезы имеют ряд примечательных характеристик, по которым их можно отличить от других марок сталей, к ним относят следующие:

1. Сохранение твёрдости при высоких температурах, так называемая горяча твёрдость. Любые предметы при трении нагреваются. Температура режущего инструмента, работающего на огромных оборотах, увеличивается очень быстро до высоких показателей. Обычные стали при таком нагреве подвергаются отпуску, из-за чего теряют свои рабочие свойства. Быстрорежущая сталь не подвергается подобным процессам, так как её состав позволяет ей выдерживать температуру до 6000 градусов Цельсия без потери прочности.
2. Высокая красностойкость – параметр сплава, характеризующийся временным промежутком, в течение которого он способен работать при высокой температуре без потери первоначальных свойств.
3. Сопротивление разрушительным процессам. Помимо стойкости к сильному нагреву быстрорезы должны иметь повышенные механические показатели, в сравнении с обычными металлами. Инструменты из таких сплавов даже под высоким давлением не крошатся и не переламываются, за счёт чего активно применяются для изготовления свёрл и резцов.

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.

Расшифровка: что обозначают символы маркировки

Выше уже рассказывалось, какие данные можно извлечь из названия любой марки быстрорезов. Для большей наглядность рассмотрим расшифровку одной широко используемой быстрорежущей стали Р9Ф5:

• Р – понятно, обозначение быстрорежущих сплавов, от английского «рапид» – скорость;
• 9 – процентное содержание в сплаве вольфрама;
• Ф – обозначает наличие в составе стали ванадия;
• 5 – процентное содержание ванадия.

Если анализировать аббревиатуру Р9Ф5 дальше, то её расшифровка может содержать и другие буквы. Например, если металл получен методом электрошлакового переплава, появляется ещё одна буква – «Ш».

Внедрение современных технологий, а именно с применением азотирования, можно встретить следующую маркировку Р9АФ5.

Импортные аналоги быстрорезов имеют следующую маркировку – HSS, которая расшифровывается как High Speed Steel, в переводе на русский – это высокоскоростная сталь:

• Германия – 1.3343;
• Япония – S600/S601;
• США – М2.

Сталь с маркировкой Р9Ф5.