Сталь марки Р9
| Марка: Р9 (заменитель: Р18) 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 14-1-1408-75, ТУ 14-1-1706-76. Лента ГОСТ 2283-79 . Полоса ГОСТ 19265-73 , ГОСТ 4405-75 . Поковки и кованые заготовка ГОСТ 19265-73 , ГОСТ 1133-71. Использование в промышленности: для изготовления инструментов простой формы, не требующих большого объема шлифовки, для обработки обычных конструкционных материалов. |
| Химический состав в % стали Р9 | ||
| C | 0,85 - 0,95 | |
| 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 | 8,5 - 9,5 | |
| V | 2,3 - 2,7 | |
| Co | до 0,5 | |
| Fe | ~80 | |
| 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) = 870 , Ar3(Arcm) = 780 , Ar1 = 740 , Mn = 180 Свариваемость материала: при стыковой электросварке со сталью 45 и 40Х хорошая. Обрабатываемость резанием: в горячекатанном состоянии при HB 205-255 К υ тв. спл=0,8 и Кυ б.ст=0,6 |
| Механические свойства стали Р9 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) | 490 (20) | 840 (30) | 10 (1) | 29 (2) | 620 (13) | 2500 (75) | 56 (17) | 560 (17) | 60 (1,4) | 26 (1) |
| Механические свойства стали Р9 в термообработанном состоянии при повышенных температурах | |||
| Температура испытания, °С | σизг (МПа) | HV | HRC∂ |
| 200 400 500 550 600 650 | 3630 (180) 3870 (140) 3380 (160) 2800 (140) 2260 (120) 1520 (100) | 769 (10) 712 (10) 673 (10) 605 (10) 555 (10) 459 (10) | 62 60 59 56 53 48 |
| Механические свойства стали Р9 в термообработанном состоянии при 20 °С | ||||||
| σ0,05 (МПа) | σв(МПа) | σсж0,2 (МПа) | σсж (МПа) | Τк (МПа) | σизг (МПа) | KCU (Дж / см2) |
| 2200 (70) | 2210 (110) | 2870 (90) | 3900 (120) | 1960 (100) | 3150 (200) | 20 (2) |
| Механические свойства стали Р9 в состоянии поставки (после отжига) при повышенных температурах | ||||||||
| Температура испытания, °С | σ0,2 (МПа) | σв (МПа) | σ5 (%) | 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) | --- --- --- --- 220 (20) 240 (20) 150 (15) | 227 (6) 210 (6) 140 (6) 30 (4) 24 (4) --- 4 (1) |
| Механические свойства стали Р9 в зависимости от температуры отпуска | |||||
| Температура отпуска, °С | σв (МПа) | KCU (Дж / см2) | HRC∂ | ||
| Закалка 1230 °С, масло. Отпуск трехкратный по 1 ч | |||||
| 200 300 400 500 540 580 600 620 660 | 1030 1080 1270 1470 --- --- 1960 --- --- | 10 52 49 39 --- --- 26 --- --- | 66 64 --- 61 54 | ||
| Красностойкость (ГОСТ 19265-73) | ||||
| Температура, °С | Время, ч | HRC∂ | ||
| 580 620 | 4 | 63 59 | ||
| Шлифуемость - пониженная (ГОСТ 19265-73) | ||||
| Физические свойства стали Р9 | ||||||
| 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 | 2.2 | 8300 | 380 | |||
| 100 | 23 | 417 | ||||
| 200 | 25 | 505 | ||||
| 300 | 26 | 600 | ||||
| 400 | 28 | 695 | ||||
| 500 | 30 | 790 | ||||
| 600 | 31 | 900 | ||||
| 700 | 1020 | |||||
| 800 | 1160 | |||||
| 900 | 1170 | |||||
Расшифровка марки стали Р9: буква Р говорит о том, что перед нами инструментальная быстрорежущая сталь, в которой присутствует вольфрам в количестве около 9%.
Инструмент из стали Р9 и его термообработка: для изготовления резцов, работающих на высоких и средних скоростях резания, применяется быстрорежущая сталь марок Р9 и Р18. Резцы из быстрорежущей стали, как правило, изготовляются комбинированными с приваренными пластинками, державки из углеродистой, а пластинки из быстрорежущей стали. Для державок отрезных и расточных резцов применяют Ст6 и Ст7, а для остальных сталь 45 или сталь 50.
Нагрев резцов из быстрорежущей стали под закалку производят в основном в электродносоляных печах, заполненных хлоробариевой солью, а при отсутствии таковых - в газовых и нефтяных печах и как исключение - в кузнечных горнах.
Практикой установлено, что нормальные резцы с приваренными пластинками из быстрорежущей стали можно нагревать сразу до высокой температуры, не опасаясь возникновения трещин.
Отсчёт времени ведут по секундомеру или песочным часам. Охлаждение резцов производят в масле, так как охлаждение на воздухе уменьшает стойкость резца в работе и поэтому может быть рекомендовано только для тонких специальных резцов в целях уменьшения деформации. При охлаждении на воздухе не следует класть инструмент для охлаждения на пол или на плиты, лучше подвешивать его или же ставить в специально заготовленные гнёзда, в ящики с песком и т. п.
Твёрдость после закалки должна быть не ниже Rc = 61. После выборочного испытания на твёрдость вся партия подвергается отпуску. Отпуск производят в печах ПН31 и ПН32 с принудительной циркуляцией воздуха. При отсутствии таковых для отпуска можно использовать электропечи Н15 или Н3О, а также печи с обогревом газом или нефтью. При отпуске рекомендуется класть резцы не на под, а на специальную подставку. Этим устраняется опасность перегрева резцов, если под имеет более высокую температуру, чем требуется для отпуска. После отпуска резцы для охлаждения кладут на пол. Отпуск следует производить один раз с выдержкой 2-й часа при температуре 540-580°, или же двукратный с выдержкой по 1 часу. После отпуска твёрдость должна остаться та же или увеличиться на 1 -2 единицы.
Приступая к закалке одной или нескольких партий резцов, необходимо предварительно закалить и отпустить несколько резцов. При получении хороших результатов по выбранному режиму необходимо обработать все остальные резцы. Качество готовых резцов проверяется тарированным напильником, а 2-3% от партии - на приборе РВ после предварительной обработки на точиле параллельных сторон.
Забракованные резцы, подлежащие перекалке, следует обязательно отжечь, в противном случае в быстрорежущей стали получится так называемый нафталинный излом (неустранимый при дальнейшей обработке), резко снижающий стойкость и увеличивающий хрупкость инструмента. Требуемая твёрдость резцов Rc = 62-65.
Круглые резцы изготовляются из быстрорежущей стали, углеродистых сталей У10А и У12А, легированных сталей 9ХС, ХВГ и др.
Круглые фасонные резцы часто из-за сложности профиля после закалки не шлифуют, а только полируют. Поэтому следует принять все меры для предотвращения обезуглероживания и образования окалины на резцах.
Круглые резцы, изготовленные из быстрорежущей стали, перед окончательным нагревом необходимо подогревать в отдельной печи или же прерывистым погружением в расплавленную соль. Окончательный нагрев следует вести в хорошо раскислённой соляной печи. Охлаждение производить в расплавленной селитре при температуре 450-500° в течение 5-8 мин. с последующим охлаждением на воздухе или же в масле до температуры 150-250°, а затем на воздухе.
Если окончательный нагрев под закалку ведётся в камерной печи с обогревом газом, нефтью или электричеством, необходимо подогретый до температуры 800° резец обкатать в прокалённой и мелко истолченной буре. Порошок буры, приняв температуру резца, расплавится, покроет его равномерным слоем и тем самым предохранит от обгара поверхности. Отпуск производят двукратной выдержкой по 1 часу при температуре 540-580°. Требуемая твёрдость Rc= 62-65°.
| 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 | |
