Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Свойства инструментальных материалов

03.11.2018

Твердость при комнатной температуре является в большинстве случаев измеряемым свойством инструментальных материалов. В Соединенном Королевстве применяется метод определения твердости по Виккерсу при помощи алмазной пирамиды (HV) — метод, удобный для определения твердости деталей различных размеров и формы. Определение твердости является эффективным контролем качества инструментальной стали. До сих пор все значения твердости были получены в результате измерений, проводимых при комнатной температуре, (например, кривые отпуска для стали ВМ2 и углеродистой стали, см. рис. 6.1). Определение твердости при высоких температурах могло бы быть более важным измерением, характеризующим работу режущих инструментов, однако методика таких испытаний более сложна, а результаты менее надежны. Штриховой линией на рис. 6.1 показаны результаты серии изменений твердости полностью разогретого образца стали ВМ2 при температурах, указанных на графике. С ростом температуры происходит монотонное уменьшение твердости без скачка при 560° С. Несмотря на то, что твердость быстро уменьшается, она все еще равна примерно 600 HV при этой температуре. Значения твердости при температуре до 550° С быстрорежущей стали шести разных марок, имеющих различную твердость, при комнатной температуре приведены на рис. 6.3. Полученные результаты показывают, что для быстрорежущих сталей твердость при комнатной температуре указывает также и на твердость при высокой температуре. Эта зависимость справедлива только для быстрорежущих сталей.

Предел прочности на сжатие стали, прошедшей полную термообработку, имеет непосредственное отношение к характеристике режущего инструмента. Диаграмма напряжений при сжатии быстрорежущей стали марки BT1 приведена на рис. 6.4. Предел текучести очень высокий (2270 Н/мм2), и даже при комнатной температуре перед разрушением отмечается значительное пластическое деформирование (например, 3—5%). Пластическое деформирование сопровождается быстрым деформационным упрочнением. После снятия нагрузки при достижении величины пластической деформации 0,2% и повторном нагружении образца предел текучести увеличился до 3000 Н/мм2 (рис. 6.4). Имеется мало сведений о влиянии температуры на предел прочности при сжатии. Сравнительные данные по быстрорежущей стали и другим инструментальным материалам в диапазоне сравнительно высоких температур приведены на рис. 6.5. Измеряемым параметром, характеризующим свойство стали, является предел текучести при величине остаточной деформации при сжатии, равной 5%. Предел текучести, равный 770 Н/мм2, при величине остаточной деформации, равной 5%, сохраняется при повышении температуры до 740° С у быстрорежущей стали по сравнению с 480° С для углеродистой стали и 1000° С для твердого сплава. Способность выдерживать высокие напряжения сжатия при температурах свыше 250° С является основным фактором, определяющим преимущество быстрорежущей стали по сравнению с углеродистой для режущих инструментов.

Предел прочности на разрыв образца из быстрорежущей стали может быть измерен на основании испытания на изгиб и считается как максимальное растягивающее напряжение на поверхности образца перед разрушением. Зарегистрированы высокие напряжения, обычно порядка 3500—4000 Н/мм2, и этот метод испытания одно время применялся для определения способности режущего инструмента сопротивляться разрушению при работе. В настоящее время считается, что испытания на удар ненадрезанных образцов или образцов с С-образным надрезом являются лучшим методом определения ударной вязкости, и, несмотря на то, что эти методы несовершенны, они, по-видимому, являются наилучшими из доступных методов. Большой разброс значений ударной вязкости для одной и той же марки быстрорежущей стали может быть причиной изменения условий термической обработки, а также вследствие колебания качества стали. Наибольшая ударная вязкость достигается за счет обеспечения малых размеров (видимых через микроскоп) частиц карбидов и их равномерного распределения по объему. Для полностью термообработанных сталей свойственно значительное колебание величины ударной вязкости для сталей разного состава. Сравнительные данные ударной вязкости, полученные при испытаниях по Изоду, для ряда стандартных марок, а также твердость при комнатной температуре сталей, прошедших полностью термообработку, и их твердость после отпуска при температуре 650° С приведены на рис. 6.6. Ударная вязкость кобальтовых сталей заметно ниже, чем у других марок.

Одной из основных областей, в которой очень важен опыт специалиста, является выбор оптимальной марки стаяли и ее термообработка для обеспечения максимальной стойкости инструмента и скорости съема для каждого конкретного случая применения. Несоответствующая ударная вязкость приведет к разрушению инструмента, вызовет низкую и нестабильную стойкость. Ниже рассматриваются другие факторы, влияющие на стойкость режущего инструмента из быстрорежущей стали.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: