Stal R6M5: charakterystyka, zastosowanie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Stop pierwiastka ósmej grupy układu okresowego Mendelejewa o liczbie atomowej 26 (żelazo) z węglem i kilkoma innymi pierwiastkami jest powszechnie nazywany stalą. Posiada wysoką wytrzymałość i twardość, pozbawioną plastyczności i lepkości dzięki węglu. Pierwiastki stopowe zwiększają pozytywne właściwości stopu. Jednak stal jest uważana za materiał metaliczny, który zawiera co najmniej 45% żelaza.

Rozważmy stop taki jak stal R6M5 i dowiedzmy się, jakie ma właściwości iw jakich obszarach jest używany.

Mangan jako pierwiastek stopowy

Do XIX wieku zwykła stal była używana do obróbki metali nieżelaznych i drewna. Jego właściwości tnące były do tego wystarczające. Jednak przy próbie obróbki części stalowych narzędzie bardzo szybko się nagrzewa, zużywa, a nawet odkształca.

Angielski metalurg R. Muschette, poprzez eksperymenty, odkrył, że dlaAby stop był mocniejszy, konieczne jest dodanie do niego środka utleniającego, który uwolni z niego nadmiar tlenu. Zaczęli dodawać do staliwa 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.

Żelazo wolframowe

Już w 1858 r. wielu naukowców i metalurgów pracowało nad uzyskaniem stopów 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 nadal nie ulegał zużyciu.

Stal R6M5 zawiera 5,5-6,5% wolframu. Stopy z ich zawartością najczęściej zaczynają się od litery „P” i nazywane są szybkimi. W 1858 roku Muschette otrzymał pierwszą stal zawierającą 9% wolframu, 2,5% manganu i 1,85 węgla. Później dodając do niego kolejne 0,3% C, 0,4% Cr i usuwając 1,62% Mn, 3,56% W, metalurg uzyskał stop o nazwie samokal (P6M5). Zgodnie ze swoimi właściwościami jest również podobna do stali P18.

Niedobór wolframu

Oczywiście w latach 60. XIX wieku, kiedy wiele pierwiastków było w pełnej obfitości, stal z dodatkiem wolframu była uważana za najmocniejszą. Z biegiem czasu tego pierwiastka w przyrodzie jest coraz mniej, a cena za niego rośnie.

Z ekonomicznego punktu widzenia dodawanie dużej ilości W do stali stało się niepraktyczne. Z tego powodu stal R6M5 jest znacznie bardziej popularna niż R18. Patrząc na ich skład chemiczny można zauważyć, że zawartość wolframu w P18 wynosi 17-18,5%, natomiast w stopie wolframowo-molibdenowym maksymalnie do 6,5%. Ponadto samo wywołanie zawiera do 0,25% miedzi i do 5,3% molibdenu.

Inne pierwiastki stopowe

Oprócz powyższego węgla, manganu, wolframu i molibdenu, stal R6M5 zawiera również kob alt (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 służą?

Każdy pierwiastek stopowy ma swoją własną funkcję. Na przykład chrom jest niezbędny do hartowania termicznego, podczas gdy nikiel zwiększa wytrzymałość. Molibden i wanad praktycznie eliminują kruchość odpuszczania. Niektóre pierwiastki stopowe poprawiają właściwości stali, takie jak twardość czerwona i twardość na gorąco.

Stal R6M5, której właściwości badamy, w stanie utwardzonym ma twardość 66 HRC w temperaturze testowej do 600 °C. Oznacza to, że nawet przy silnym nagrzewaniu nie traci swoich właściwości wytrzymałościowych, co oznacza, że nie zużywa się ani nie odkształca.

Oznaczenie Р6М5

Rozszyfrowanie stali zależy od tego, jak jest wykonana, jakie zawiera pierwiastki stopowe i ile zawiera węgla. Istnieją oznaczenia dla różnych typów. Jeżeli np. stop nie zawiera pierwiastków stopowych, to jest oznaczony „St” a obok niego jest liczba, która pokazuje średnią zawartość węgla w stali (St20,Art45).

W stopach niskostopowych najpierw pojawia się procent węgla, a następnie litery oznaczające pierwiastki chemiczne (10KhSND, 20KhN4FA). Jeżeli obok nich nie ma cyfr, jak w przykładzie, to zawartość każdej z nich nie przekracza 1%. Litera „P” w gatunku stopu wskazuje, że chodzi o cięcie z dużą prędkością (szybkie).

Po nim jest liczba - jest to procent wolframu (P9, P18), a następnie litery i cyfry to pierwiastki stopowe i ich procent. Z tego wynika, że stal szybkotnąca R6M5 zawiera do 6% wolframu i do 5% molibdenu.

Wyżarzanie

Z reguły produkcja takiego stopu jest klasyczna i będzie stosowana do wszystkich stali szybkotnących. Należy jednak pamiętać, że aby stop wolframowo-molibdenowy był naprawdę mocny, twardy i odporny na zużycie, musi zostać wyżarzony.

Jeżeli inne gatunki, na przykład St45, tracą swoje właściwości wytrzymałościowe podczas wyżarzania, to te szybkobieżne wręcz przeciwnie, poprawiają się i stają się mocniejsze i twardsze. Dlatego R6M5 jest wyżarzany przed utwardzeniem. Jak to się dzieje?

Wyroby walcowane (np. blacha R6M5) o grubości około 22 mm nagrzewane są w specjalnym piecu do temperatury 870°C, następnie schładzane do 800°C, a następnie ponownie nagrzewane. Takich cykli może być około 10.

Dodatkowo po piątej konieczne jest stopniowe obniżanie temperatury. Na przykład ponowne ogrzewanie, ale do 850°C, schłodzenie do 780°C. I tak dalej, aż osiągnie 600 ° C.

Tak złożony proces wyżarzania wynika z obecności ziarenaustenit w stopach stopowych, co jest wysoce niepożądane. Ogrzewanie i chłodzenie pozwala na maksymalne rozpuszczenie pierwiastków stopowych, ale austenit nie będzie rósł.

Jeśli nie wytrzymasz reżimu temperaturowego i wyżarzania w temperaturze wyższej niż 900 ° C, wówczas w stopie powstaje zwiększona ilość austenitu i twardość spada. Zaleca się chłodzenie za pomocą kąpieli olejowych, co ochroni stop wolframowo-molibdenowy przed pęknięciami i przebiciami.

Metoda produkcji P6M5

Oczywiście, jak każdy inny stop, R6M5 jest produkowany w różnych asortymentach. Tak więc w niektórych warsztatach stal szybkotnąca jest wlewana do wlewków. W innej produkcji jest walcowany na gorąco. W tym celu ogrzane wlewki są ściskane między walcami walcarki. Jego wynikowy kształt będzie zależał od kształtu samych wałków.

R6M5 gatunek stali jest szeroko stosowany na części pracujące w wysokich temperaturach. Z tego powodu stal malowana proszkowo jest ostatnio bardzo popularną metodą wytwarzania stali.

Podczas wlewania gorącej stali do wlewków następuje bardzo szybkie uwalnianie węglików z wytopu. W niektórych obszarach tworzą nierówne obszary akumulacji, które później stają się miejscem inicjacji pęknięć.

W produkcji proszków stosuje się specjalny proszek, który zawiera wszystkie niezbędne składniki. Jest spiekany w specjalnym pojemniku próżniowym w wysokiej temperaturze i ciśnieniu. Przyczynia się to do uzyskania materiałujednorodny.

Aplikacja

Stal R6M5 jest szeroko stosowana w różnych gałęziach przemysłu. Najczęściej jest używany do produkcji narzędzi skrawających do tokarek, frezarek i wiertarek w metalurgii. Wynika to z jego cech wytrzymałości, odporności na ciepło, twardości.

Z reguły wykonuje się z niego wiertła, gwintowniki, wykrojniki, frezy. Narzędzie do cięcia metalu wykonane ze stali R6M5 doskonale nadaje się do cięcia z dużymi prędkościami, ponadto nie wymaga chłodzenia chłodziwem. Nóż wykonany ze stali R6M5 również nie jest rzadkością.

Ponieważ stop wolframowo-molibdenowy ma wysoką twardość i wysoką wytrzymałość, jest często używany do produkcji noży z mocnymi uchwytami i pięknymi wzorami.

Stop elementów w wymaganej ilości pozwolił na stworzenie wyjątkowej stali, która praktycznie nie rdzewieje i ma dobrą podatność na szlifowanie. Dzięki temu praca ślusarza zwiększa prędkość cięcia 4-krotnie.

Jest również używany do produkcji łożysk kulkowych odpornych na wysoką temperaturę, pracujących z dużą prędkością w temperaturze 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 do wykańczania (rozwiertaki, przeciągacze) stosuje się wanad (R14F4). Każde narzędzie tnące musi mieć oznaczenie, które pozwoli określić, z jakiego stopu jest wykonane.