4. Инструментальные стали

4.1. Классификация инструментальных сталей

К инструментальным относят стали, применяемые для обработки материалов резанием и давлением и обладающие определенными свойствами (твердостью, теплостойкостью, износостойкостью и др.) в условиях эксплуатации.

Инструментальные стали классифицируют по назначению, по теплостойкости, по прокаливаемости, по составу и структуре.

По назначению инструментальные стали делят на стали для режущих инструментов, штамповые стали для холодного деформирования, штамповые стали для горячего деформирования, стали для измерительного инструмента.

Теплостойкость или красностойкость инструментальных сталей характеризуется температурой, до которой сохраняется заданная высокая твердость, прочность и износостойкость стали, т.е. обеспечиваются свойства инструмента, необходимые для резания и деформирования. Теплостойкость определяет стойкость стали против отпуска. Она характеризует способность инструмента сопротивляться изменению структуры и свойств рабочей кромки инструмента при разогреве в процессе эксплуатации.

По теплостойкостистали разделяют на нетеплостойкие, полутеплостойкие, теплостойкие.Нетеплостойкиестали сохраняют высокую твердость и другие свойства до температуры нагрева 200-300 °С,полутеплостойкие– до 400-500 °С,теплостойкие– выше 500-600 °С.

Прокаливаемостьинструментальных сталей характеризует твердость инструмента по сечению; она определяется устойчивостью переохлажденного аустенита. От прокаливаемости стали во многом зависит и ее закаливаемость, т.е. твердость на поверхности инструмента после закалки.

По прокаливаемости инструментальные стали делят на стали неглубокой прокаливаемости (углеродистые и низколегированные) и стали глубокой прокаливаемости (легированные и высоколегированные).

По составуинструментальные стали, как и другие, подразделяют на углеродистые, низколегированные, легированные и высоколегированные.

По структурев равновесном состоянии, определяемой составом сталей, – на доэвтектоидные, заэвтектоидные и ледебуритные. Большинство инструментальных сталей являются заэвтектоидными и ледебуритными. Как правило, такие стали имеют высокую твердость и низкую вязкость. Меньшее число инструментальных сталей являются доэвтектоидными. Они обладают повышенной твердостью и повышенной вязкостью.

4.2. Стали для режущего инструмента

Стали для режущего инструмента (резцы, сверла, фрезы, протяжки, метчики и т.п.), должны обладать: 1) высокой твердостью режущей кромки (HRC60-66), значительно превышающей твердость обрабатываемого материала; 2) высокой износостойкостью, необходимой для сохранения размеров и формы режущей кромки при резании; 3) теплостойкостью (красностойкостью) для предотвращения изменения структуры и свойств при нагреве режущей кромки, особенно при высоких скоростях резания и обработке труднообрабатываемых деталей; определяется температурой, до которой сохраняется заданная высокая твердость; 4) достаточной прочностью и вязкостью для предотвращения поломки инструмента; 5) хорошими технологическими свойствами, а именно обрабатываемостью давлением и резанием, прокаливаемостью и закаливаемостью, малой склонностью к росту зерна аустенита и обезуглероживанию при нагреве под закалку, а также малой склонностью к деформированию и трещинообразованию при закалке.