Инструментальные стали и их термическая обработка

Раздел ГРНТИ: Металловедение
Артингер И.
Металлургия, 1982 г.

Ссылка доступна только зарегистрированным пользователям.
Инструментальные стали и их термическая обработка

Классификация инструментальных сталей. Инструментальные стали как по своему составу, так и по структуре существенно отличаются от конструкционных, даже если в некоторых случаях встречаются определенные совпадения свойств. Большинство инструментальных сталей имеет заэвтектоидную или ледебуритиую, а иногда доэвтектоидиую структуру; некоторые имеют даже мартенситную основу с очень незначительным содержанием углерода (С<0,03%) (например, мартенситно-стареющие стали). Структура ледебуритных и заэвтектоидиых инструментальных сталей после закалки и отпуска состоит из карбидов эвтектики и (или) распределенных в мартенсите вторичных карбидов. В структуре доэвтектоидных инструментальных сталей нет вторичных карбидов, а присутствуют только карбиды, получающиеся при эвтектоидиых превращениях или при распаде мартенсита (при отпуске). В последние годы все шире применяют стали, закаленные на мартенсит, с очень незначительным содержанием углерода; твердость этих сталей значительно увеличивают дисперсионным твердением (мартенситно-стареющие стали).

Инструментальные стали часто классифицируют по их назначению, так как нагрузки на некоторые виды инструмента значительно отличаются друг от друга. Различают:
штамповые инструментальные стали для холодного деформирования;
штамповые инструментальные стали для горячего деформирования;
инструментальные стали для обработки резанием. Венгерский стандарт различает и   классифицирует   инструментальные стали на основе легирования и соответственно применения: нелегированные инструментальные стали (MSZ 4354); легированные инструментальные стали (MSZ 4352); инструментальные стали с добавками вольфрама, легированные хромом и другими элементами; быстрорежущие стали (MSZ 4351).
Стандарты содержат рекомендации по использованию (например, стали для холодной и горячей обработки).
Основные свойства инструментальных сталей: твердость, износостойкость, вязкость и теплостойкость. Некоторые свойства сталей с одинаковой структурой, легированных различными способами, в зависимости от степени и характера легирования могут быть подобными, но в то же время между этими сталями могут быть и значительные различия. Так, инструментальные стали, содержащие большое количество карбидов, как правило, являются износостойкими, но при этом обладают неодинаковой теплостойкостью. Однако повысить вязкость инструментальных сталей можно прежде всего снижением содержания углерода и карбидов.
Инструменты для холодной деформации используют в таких технологических процессах, в которых рабочая температура инструмента не превышает 200—300° С.
Основные типы холодноформующих инструментов  для холодной резки; вырубные; вытяжные;
для деформации материала выдавливанием;
для холодной штамповки;
гибочные;
для холодной прокатки. температура калибров и измерительных средств не должна превышать комнатную; более того, вызываемое трением изнашивающее воздействие проявляется так же, как и у ранее упомянутых холодноформующих инструментов, поэтому здесь указываются также и их нагрузки.
Инструменты для холодной резки. Эти инструменты используют главным образом для слесарных работ.
Снятие стружки, резку производит кромка, выполненная в виде режущего клина. Режущая кромка в процессе работы подвергается ударной и изгибающей нагрузкам, а также сжатию и сильному истирающему воздействию. Вследствие ударной и изгибающей нагрузок опасность хрупкого излома весьма велика.
Пневматический инструмент (плоские резцы, рамные резцы, отбойный молоток, чеканочный молоток, заклепочная обжимка и т. д.) используют в молотах, приводимых в действие сжатым воздухом. Во время работы инструмент испытывает циклические растягивающие и сжимающие нагрузки, к которым добавляется изгибающая нагрузка, вызываемая наклонным рабочим положением молотка. Вставной конец инструмента, воспринимающий удары поршня, и режущая кромка, осуществляющая резку, рубку, подвержены сильному износу.
Ножи в процессе работы производят операции, аналогичные пилению и расщеплению (раскалыванию), но без образования стружки,