Что такое легированная инструментальная сталь?
Легированная инструментальная сталь — это стальной материал, который обычно характеризуется высокой твердостью, износостойкостью, жаростойкостью, коррозионной стойкостью и прочностью.
Его используют при изготовлении инструментов и деталей машин, а его свойства обычно улучшают путем добавления различных металлических элементов (хрома, ванадия, молибдена и т. д.) в углеродистую инструментальную сталь.
Легированную инструментальную сталь можно подвергать термической обработке для регулировки ее твердости и прочности. Обычно ее нагревают до высоких температур и быстро охлаждают в процессе, называемом закалкой, что увеличивает твердость и в то же время делает ее хрупкой, поэтому для контроля твердости необходимы умеренная ковка, механическая обработка и термическая обработка.
Применение легированной инструментальной стали
1. Режущие инструменты
Используются легированные инструментальные стали, такие как быстрорежущая сталь (HSS) и молибденовая сталь.
2. Штампы
Инструментальная сталь и вольфрамовая сталь используются для штампов. Примерами являются формы для литья пластмасс и формы для литья.
3. Станки
Легированная инструментальная сталь, такая как быстрорежущая сталь и молибденовая сталь, используется для станков. Примерами являются лезвия станков, детали привода станков и подшипники.
4. Автомобильные детали
Легированная инструментальная сталь, такая как быстрорежущая сталь и хромованадиевая сталь, используется для автомобильных деталей. Примерами являются клапаны двигателя, шасси и шестерни.
5. Детали самолетов
Легированные инструментальные стали, такие как быстрорежущая сталь, вольфрамовая сталь и молибденовая сталь, используются для деталей самолетов. Примерами являются детали реактивных двигателей, трубы топливной системы и детали системы управления.
6. Другое
Легированные инструментальные стали, такие как быстрорежущая сталь и хромованадиевая сталь, используются в различных отраслях промышленности. Примерами являются строительные материалы, точное машиностроение, электроника и спортивные товары.
Типы легированной инструментальной стали
1. Для режущей инструментальной стали
Легированная инструментальная сталь для режущих инструментов характеризуется высокой твердостью и термической упрочняемостью и может использоваться для высокоскоростной резки. Они очень прочны и выдерживают длительное использование.
2. Для ударопрочных инструментальных сталей
Легированная инструментальная сталь для ударопрочных инструментальных сталей имеет более высокую ударную прочность, чем углеродистая сталь, и с меньшей вероятностью деформируется или ломается даже при ударах или вибрации.
3. Для штампов холодной обработки
Легированная инструментальная сталь для штампов холодной обработки подходит для форм, используемых при комнатной температуре.
4. Для форм горячей обработки
Легированная инструментальная сталь для горячештамповочных инструментов обладает свойствами, подходящими для форм, используемых при высоких температурах.
Как выбрать легированную инструментальную сталь
Основные факторы, которые следует учитывать при выборе легированной инструментальной стали, следующие:
1. Условия резания
Требуемая твердость и износостойкость варьируются в зависимости от условий резания, таких как скорость резания, скорость подачи, глубина обработки, метод охлаждения и т. д. Поэтому необходимо проверить условия резания и выбрать соответствующую легированную инструментальную сталь.
2. Требуемые характеристики
Легированная инструментальная сталь обладает различными характеристиками, такими как твердость, износостойкость, коррозионная стойкость, усталостная стойкость, обрабатываемость и характеристики термообработки. В зависимости от требуемых характеристик следует выбирать соответствующую легированную инструментальную сталь.
3. Форма и размер материала
В зависимости от формы и размера материала легированной инструментальной стали будут различаться ее характеристики обработки и термообработки. Например, легированная инструментальная сталь с более мелким размером зерна подходит для небольших лезвий и инструментов.
4. Стоимость
При выборе подходящей легированной инструментальной стали также следует учитывать стоимость закупки. Высококачественная легированная инструментальная сталь может быть дорогой.
Свойства легированной инструментальной стали
В частности, легированная инструментальная сталь обладает следующими свойствами:
- Высокая твердость
Тверже углеродистой стали, что делает ее пригодной для таких применений, как резка и имитационная обработка. - Износостойкость
Устойчив к истиранию и трению, эксплуатационные характеристики сохраняются даже после длительного использования. - Термостойкость
Подходит для высокотемпературной обработки, так как не деформируется и не размягчается даже при использовании при высоких температурах. - Коррозионная стойкость
Высокая устойчивость к коррозии и повреждениям, вызванным коррозией. - Усталостная прочность
Высокая прочность при повторяющихся нагрузках обеспечивает отличную долговечность, так как она не выходит из строя под действием усталости даже после длительного использования.
Другая информация о легированной инструментальной стали
Общие легирующие элементы
Ниже описаны общие легирующие элементы и их влияние. Легирующие элементы, перечисленные ниже, влияют на свойства стали в зависимости от пропорции, добавленной к стали, и других условий добавления. Количество добавленных легирующих элементов оказывает значительное влияние на свойства стали, и поэтому следует установить оптимальное количество.
1. Хром (Cr)
Хром добавляют для повышения коррозионной стойкости. Образуя оксиды и защищая поверхность, он также повышает коррозионную стойкость, а также твердость и прочность стали.
2. Ванадий (V)
Ванадий добавляют для повышения прочности. Он характеризуется образованием мелких частиц, которые укрепляют кристаллическую структуру стали, тем самым увеличивая ее прочность. Он также используется для повышения износостойкости.
3. Молибден (Mo)
Молибден добавляют в стали, чтобы сделать их пригодными для использования при высоких температурах. Он улучшает устойчивость к окислению и коррозии при высоких температурах, а также увеличивает прочность и твердость стали.
4. Марганец (Mn)
Марганец является легирующим элементом, добавляемым для повышения твердости и прочности. Он также окисляет поверхность стали во время термообработки и способствует поверхностному упрочнению.
5. Никель (Ni)
Никель добавляют для улучшения коррозионной стойкости. Как и хром, он повышает коррозионную стойкость, образуя оксиды и защищая поверхность. Он также способствует прочности стали посредством термической обработки.
6. Кобальт (Co)
Кобальт добавляют в стали, чтобы сделать их пригодными для использования при высоких температурах. Он улучшает стойкость к окислению и коррозии при высоких температурах, а также увеличивает твердость и прочность стали.
Также используются различные другие легирующие элементы, такие как вольфрам (W), который улучшает твердость, прочность и обрабатываемость. Кремний (Si) используется для повышения прочности и контроля деформации во время термической обработки.
Комбинации легирующих элементов дают легированные инструментальные стали с различными свойствами. Например, легированная инструментальная сталь, сочетающая хром и ванадий, может улучшить как коррозионную стойкость, так и прочность. Легированная инструментальная сталь, сочетающая хром и никель, также подходит для использования при высоких температурах.