Сталь марки Р18

Марка: Р18 (заменитель: Р12)
Класс: Сталь инструментальная быстрорежущая
Вид поставки: сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 19265-73 , ГОСТ 2590-2006, ГОСТ 2591-2006. Калиброванный пруток ГОСТ 19265-73 , ГОСТ 7417-75. Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 19265-73 , ГОСТ 14955-77. Лист толстый ТУ 14-1-1408-75. Лист тонкий ТУ 14-1-1706-76, ТУ 14-1-1408-75. Полоса ГОСТ 19265-73 , ГОСТ 4405-75 . Проволока ТУ 14-1-1096-74. Поковки и кованые заготовка ГОСТ 19265-73 , ГОСТ 1133-71.
Использование в промышленности: резцы, сверла, фрезы, резьбовые фрезы, долбяки, развертки, зенкеры, метчики, протяжки для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600 °С.
Химический состав в % стали Р18
C 0,73 - 0,83
Si до 0,5
Mn до 0,5
Ni до 0,4
S до 0,03
P до 0,03
Cr 3,8 - 4,4
Mo до 1
W 17 - 18,5
V 1 - 1,4
Co до 0,5
Fe ~73
Дополнительная информация и свойства
Термообработка: Состояние поставки
Температура ковки: °С: начала 1200, конца 900. Охлаждение в колодцах при 750-800 °С.
Твердость материала: HB 10 -1 = 255 МПа
Температура критических точек: Ac1 = 820 , Ac3(Acm) = 860 , Ar3(Arcm) = 770 , Ar1 = 725
Свариваемость материала: хорошая при стыковой электросварке со сталями 45 и 40Х.
Обрабатываемость резанием: при HB 212-228 К υ тв. спл=0,6 и Кυ б.ст=0,3
Механические свойства стали Р18 в состоянии поставки (после отжига) при 20 °С
σ0,05 (МПа) σ0,2 (МПа)
σв(МПа) δ5 (%) ψ % σсж0,2 (МПа) σсж (МПа) ε (%) Τк (МПа) γ (%) KCU (Дж / см2)
210 (5) 510 (20) 840 (30) 8 (1) 10 (1) 520 (13) 2600 (80) 50 (1,5) 560 (17) 50 (0,7) 19 (1)
Механические свойства стали Р18 в состоянии поставки (после отжига) при повышенных температурах
Температура испытания, °С σ0,2 (МПа)
σв(МПа) δ5 (%) ψ % σсж (МПа) Τк (МПа) KCU (Дж / см2) НВ
200
400
600
800
1000
1100
1200
450 (50)
420 (40)
300 (40)
110 (20)
90 (20)
---
30 (10)
830 (80)
700 (70)
480 (50)
200 (20)
100 (20)
---
30 (10)
13 (2)
15 (2)
31 (3)
60 (5)
42 (4)
---
12 (3)
22 (4)
22 (4)
55 (6)
70 (6)
55 (6)
---
25 (5)
1050 (50)
850 (50)
620 (40)
100 (20)
50 (10)
---
40 (10)
520 (30)
450 (30)
300 (20)
100 (20)
50 (10)
---
40 (10)
---
---
---
---
100 (10)
130 (15)
45 (5)
227 (6)
210 (6)
140 (6)
30 (4)
24 (4)
---
4 (1)
Механические свойства стали Р18 в термообработанном состоянии
σ0,05 (МПа) σв(МПа) σсж0,2 (МПа) σсж (МПа) Τк (МПа) σизг (МПа) KCU (Дж / см2)
2480 (70) 2150 (110) 3060 (90) 3820 (120) 1880 (100) 3000 (200) 30 (3)
Механические свойства стали Р18 в термообработанном состоянии при повышенных температурах
Температура испытания, °С σизг (МПа)
HV HRC
200
400
500
550
600
650
3570 (180)
3730 (180)
3290 (160)
3060 (150)
2430 (120)
2180 (110)
815 (10)
755 (10)
712 (10)
661 (10)
615 (10)
504 (10)
64
62
60
58
56
51
Механические свойства стали Р18 в зависимости от температуры отпуска
Температура отпуска, °С σв (МПа) KCU (Дж / см2) HRC
Закалка 1280 °С, масло. Отпуск трехкратный по 1 ч
400
500
550
600
1370
1470
2350
2210
23
19
17
---
61
63
66
65
Красностойкость (ГОСТ 19265-73)
Температура, °С Время, ч HRC
620 4 59
Шлифуемость - повышенная (ГОСТ 19265-73)
Физические свойства стали Р18
T (Град) E 10- 5 (МПа) a 10 6 (1/Град) l (Вт/(м·град)) r (кг/м3) C (Дж/(кг·град)) R 10 9 (Ом·м)
20 2.28 8800 419
100 2.23 26 472
200 2.19 27 544
300 2.1 28 627
400 2.01 29 718
500 1.92 28 815
600 1.81 27 922
700 27 1037
800 1152
900 1173

Расшифровка марки стали Р18: буква Р говорит о том, что перед нами инструментальная быстрорежущая сталь, в которой присутствует вольфрам в количестве около 18%.

Применение стали Р18 и термообработка изделий: свёрла изготовляют из быстрорежущей стали Р18, легированных сталей и углеродистых.

Свёрла из быстрорежущей стали нагревают с промежуточным подогревом. При подогреве в камерной печи свёрла рекомендуется устанавливать в вертикальное положение хвостовиком в специальные отверстия, высверленные в огнеупорном кирпиче. Этот способ подогрева обеспечивает равномерный нагрев и наименьшую поводку при закалке. При подогреве свёрл в горизонтальном положении необходимо пользоваться подставками из огнеупорного кирпича со специальными углублениями.

После окончательного нагрева охлаждение производится в селитровой ванне при температуре ванны 450-500° или в масляной ванне до температуры 150-200° с последующим остыванием на воздухе. Хорошие результаты в части предохранения от поводки для свёрл диаметром до 8-10 мм даёт охлаждение прокатыванием специальным утюгом-так называемая закалка под утюгом.

При отсутствии возможности закалки в горячих средах и вследствие трудности правки свёрла больших диаметров охлаждают на воздухе в клещах в подвешенном состоянии. Отпускают двукратно при температуре 540-580° по 1 часу. Проверяют на твёрдость тарированным напильником. Твёрдость Rc = 62-65, а для свёрл до 5 мм Rc = 60-64. Свёрла диаметром свыше 6 мм с коническим хвостовиком и 8 мм с цилиндрическим хвостовиком согласно ГОСТ 2034-80 изготовляют с приваренными хвостовиками из Ст5, Ст6 и из сталей 45 и 50. Цилиндрические хвостовики закалке не подвергаются. В конических хвостовиках калят лапку путём нагрева её в свинцовой ванне до температуры 830-850° и охлаждения в масле. Требуемая твёрдость лапки Rc=30-45.

Развёртки и зенкеры изготоеляют из углеродистой, легированных 9ХС, X, ХВГ, ШХ12 и быстрорежущей сталей. Из быстрорежущей стали в основном изготовляют развёртки и зенкеры, работающие на высоких скоростях резания и обрабатывающие твёрдые стали. Из легированных и углеродистых сталей изготовляют машинные развёртки и зенкеры, работающие с умеренной скоростью резания, а также ручные.

При изготовлении развёрток со вставными ножами корпус изготовляют из сталей 45, 50 или из стали 40Х, а ножи - из быстрорежущей или легированной. В сварных развёртках для хвостовиков применяют Ст6 и стали 45, 50.

Нагрев развёрток и зенкеров из быстрорежущей стали под закалку должен производиться с подогревом. Окончательный нагрев для всех марок стали производят в соляной печи. Развёртки из быстрорежущей стали надо охлаждать в селитре при температуре 450-500° или же в масле до температуры 150-200° с последующим остыванием на воздухе. Длинные развёртки охлаждают на воздухе в подвешенном состоянии для уменьшения коробления. Развёртки из легированной стали охлаждают в горячем масле, а из углеродистой - в воде с переносом в масло. Развёртки из углеродистой стали малых диаметров (до 6-8 мм) охлаждают в масле. Специальные развёртки с двумя и более переходами следует изготовлять из стали, принимающей закалку в масле или на воздухе.

Отпуск развёрток из быстрорежущей стали производят двукратно, с выдержкой по 1 часу по достижении температуры 540-580°. Развёртки из углеродистых и легированных сталей отпускают в масляной ванне при температуре 150- 180° с выдержкой от 1 до 2 час. Контроль на твёрдость зубьев развёрток и зенкеров производится тарированным напильником, а торцов развёрток алмазным конусом. Твёрдость режущей части: для развёрток из быстрорежущей стали до диаметра 6 мм Rc = 61-63, а свыше 6 мм Rc = 62-65; для развёрток из легированной и углеродистой сталей Rc = = 59-64.

Хвостовые развёртки из быстрорежущей стали диаметром свыше 10 мм изготовляют сварными. Хвостовики изготовляют из сталей 45 , 50 и Ст. 6. Цилиндрические хвостовики развёрток закалке не подвергают. Квадраты и лапки хвостовиков закаливают на твёрдость Rc = 30-45. Корпуса развёрток со вставными ножами закаливают на твёрдость Rc = = 30-40. В развёртках из углеродистой и легированной сталей вначале калят квадраты и лапки, а затем режущую часть. Продолжительность нагрева развёрток под закалку приведена в табл. 18.

Из быстрорежущей стали Р18 (и некоторых других) изготавливают также разнообразный инструмент: протяжки, метчики и т.д.

Технологический процесс изготовления протяжек из быстрорежущей стали:

1) ковка (при отсутствии мерного материала);

2) изотермический отжиг для поковок;

3) предварительная механическая обработка;

4) первая термическая обработка: а) нагрев до температуры закалки с промежуточным подогревом, б) охлаждение в масле, в) отжиг при температуре 770 - 790° и г) правка;

5) чистовая механическая обработка;

6) вторая термическая обработка: а) подогрев до температуры 800-850° и обкатка в буре при нагреве в камерной печи, б) окончательный нагрев, в) охлаждение до температуры 300-400°, г) правка при температуре 300-400°, д) охлаждение на воздухе в подвешенном состоянии, е) отпуск двукратный по 1 часу после достижения 540-580° и ж) правка при охлаждении от температуры отпуска;

7) очистка на пескоструйном аппарате или травлением;

8) нормализация хвостовой части в свинцовой ванне при температуре 800-850° (для протяжек, нагреваемых полностью);

9) шлифование;

10) отпуск в масляной ванне при температуре 200-250° для снятия внутренних напряжений, возникших при шлифовании. Твёрдость режущей части Rc = 62-65.

Протяжки из быстрорежущей стали изготовляются сварными. Материалом для хвостовиков служит сталь 40Х, допускается и сталь 50. Твёрдость передней хвостовой части Rc = 35 - 45. Если при нормализации не получают требуемой твёрдости, то следует произвести закалку передней части хвостовика путём нагрева в свинцовой ванне до температуры 840-850° и охлаждения в масле. Отпуск хвостовика производить в селитре.

Метчики из быстрорежущей стали нагревают под закалку с подогревом. Окончательный нагрев производят в соляной ванне. Охлаждают в селитре с температурой 450-500° или в масле до температуры 150-200° с последующим охлаждением на воздухе. Длинные метчики охлаждают на воздухе в подвешенном состоянии. Отпускают двукратно с выдержкой по 1 часу после достижения температуры 540-580°.

Метчики из быстрорежущей стали диаметром свыше 12 мм изготовляют сварными. Хвостовики изготовляют из сталей 45 и 50. Закалку квадратов хвостовиков метчиков из углеродистых и легированных сталей производят до закалки режущей части, а в метчиках из быстрорежущей стали после закалки режущей части. Твёрдость квадрата хвостовика Rс= 30 - 45. Метчики диаметром до 4 мм можно калить полностью с одинаковой твёрдостью режущей части и хвостовика.

Зубила для насечки напильников изготовляют из быстрорежущей стали Р18 или Р9. Закаливают рубящую часть (лезвие) на длине 20-30 мм с последующим двукратным отпуском при температуре 540-580°. При закалке нельзя допускать перегрева, так как перегретое зубило выкрашивается, требует частой переточки и этим значительно снижает производительность труда рабочего.

Тангенциальные плашки также изготовляют из быстрорежущей стали. Нагрев плашек под закалку производят в соляной ванне с предварительным подогревом. В случае окончательного нагрева в камерной печи, при подогреве до температуры 800° плашки покрывают слоем буры. Охлаждать плашки можно в селитре при температуре 450 -500° или в масле до температуры 150-200°, а затем на воздухе. Отпускают двукратно по 1 часу при температуре 540-580°. Контролируют твёрдость на приборе РВ. Требуемая твёрдость Rc = 62 -65.

Для цилиндрических фрез из быстрорежущей стали следует применять предварительный подогрев. Окончательный нагрев лучше всего вести в соляной печи. При нагреве в камерной печи нагретую фрезу перед окончательным нагревом следует обкатывать в буре.

Продолжительность нагрева цилиндрических фрез из быстрорежущей стали под закалку приведена в таблице:

Диаметр, мм Ширина, мм Кол-во одновременно нагреваемых фрез Время нагрева в соляной ванне, мин Время нагрева в камерной печи, мин
40
50
60
75
90
50
60
60
75
100
2
2
2
1
1
1,1-1,2
1,4-1,5
1,8-2
2,6-2,8
3,8-4
2,2-2,4
2,8-3
3,6-4
5,2-5,6
7,6-8

Охлаждение производится в селитре при температуре 450 - 500° в течение 5-10 мин., а потом на воздухе или же в масле до температуры 150-200° и затем на воздухе. Время пребывания в масле устанавливается опытным путём для каждого размера фрезы. При нагреве фрез большого диаметра в соляных ваннах следует выключать ток во избежание прикосновения к электродам и пригара фрезы. Отпуск производится двукратный с выдержкой по 1 часу при температуре 540-580°. Твёрдость Rc = 62-65. Твёрдость замеряют на торце возле зуба. Контроль сплошной.

Фрезы дисковые тонких сечений во избежание деформации охлаждают зажатыми между закалочными металлическими плитами до полного охлаждения.

Электрошлаковая наплавка стали Р18: сталь Р18 склонна к образованию закалочных трещин, поэтому заготовку необходимо предварительно подогревать до температуры 550° С. После наплавки изделие загружают в печь при температуре 600° С, выдерживают при этой температуре 1,5 ч и затем охлаждают на воздухе. После этого необходимо подвергнуть изделие двукратному отпуску при температуре 560-580°С (выдержка 1,5 ч). Твердость наплавленного слоя после полной термообработки составляет HRC 63-64.

Краткие обозначения:
σв - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
  ε - относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ0,05 - предел упругости, МПа
  Jк - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2 - предел текучести условный, МПа
  σизг - предел прочности при изгибе, МПа
δ5,δ4,δ10 - относительное удлинение после разрыва, %
  σ-1 - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σсж0,05 и σсж - предел текучести при сжатии, МПа
  J-1 - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν - относительный сдвиг, %
  n - количество циклов нагружения
sв - предел кратковременной прочности, МПа   R и ρ - удельное электросопротивление, Ом·м
ψ - относительное сужение, %
  E - модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2   T - температура, при которой получены свойства, Град
sT - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа   l и λ - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB - твердость по Бринеллю
  C - удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)]
HV
- твердость по Виккерсу   pn и r - плотность кг/м3
HRCэ
- твердость по Роквеллу, шкала С
  а - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С
HRB - твердость по Роквеллу, шкала В
  σtТ - предел длительной прочности, МПа
HSD
- твердость по Шору   G - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа
almata@zakaz-met.ru
Ваш город: Алматы
Наверх
Напишите нам