Сталь р18: характеристики и сравнение с р6м5

Р10Ф5К5 — классификация и применение марки

Классификация материала: Сталь инструментальная быстрорежущая

Применение: для изготовления получистовых и черновых инструментов при различных труднообрабатываемых материалов

Р10Ф5К5 — pасшифровка обозначений, сокращений, параметров материала

Физические свойства :
T	— Температура, при которой получены данные свойства ,
E	— Модуль упругости первого рода ,
a	— Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o- T ) , [1/Град]
l	— Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r	— Плотность материала , [кг/м3]
C	— Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o- T ), [Дж/(кг·град)]
R	— Удельное электросопротивление,

Внимание! Вся приведённая информация о Р10Ф5К5 носит ознакомительный характер. Все интересующие Вас характеристики необходимо уточнять у специалистов. Другие марки в категории

Другие марки в категории

• 9Х4М3Ф2АГСТ для изготовления инструмента
• 11Р3АМ3Ф2 для инструмента простой формы при обработке углеродистых и малолегированных сталей с прочностью до 784 МПа.
• Р12 для всех видов режущего инструмента при обработке углеродистых легированных конструкционных сталей
• 11М5Ф для изготовления инструмента
• Р12Ф3 для чистовых инструментов при обработке вязкой аустенитной стали и материалов, обладающих абразивными свойствами.
• Р14Ф4 для изготовления инструментов простой формы, не требующих больших объемов шлифовальных операций при обработке материалов с повышенными абразивными свойствами- чистовых инструментов простой формы при обработке легированных сталей и сплавов
• Р18К5Ф2 для черновых и получистовых инструментов при обработке высокопрочных, нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов.
• Р18Ф2 для изготовления чистовых и получистовых режущих инструментов при обработке среднелегированных конструкционных сталей
• Р18 резцы, сверла, фрезы, резьбовые фрезы, долбяки, развертки, зенкеры, метчики, протяжки для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600 °С.
• Р18Ф2К5 для изготовления получистовых и черновых инструментов при обработке углеродистых и легированных конструкционных сталей на повышенных режимах резания
• Р2АМ9К5 для режущих инструментов при обработке улучшенных легированных, а также нержавеющих сталей.
• Р2М5 для изготовления инструмента
• Р6АМ5 для изготовления всех видов режущего инструмента, используемого при обработке углеродистых легированных конструкционных сталей- резьбонарезного инструмента- инструмента, работающего с ударными нагрузками.
• Р6АМ5Ф3 для чистовых и получистовых инструментов при обработке нелегированных и легированных конструкционных сталей
• Р6М3 для изготовления чистовых и получистовых инструментов небольших размеров при обработке конструкционных сталей
• Р6М5 для всех видов режущего инструмента при обработке углеродистых легированных конструкционных сталей- предпочтительно для изготовления резьбонарезного инструмента, а также инструмента, работающего с ударными нагрузками
• Р6М5К5 для чернового и получистового инструмента при обработке улучшенных легированных и нержавеющих сталей в условиях повышенного разогрева режущей кромки.
• Р6М5Ф3 для чистовых и получистовых инструментов при обработке нелегированных и легированных конструкционных сталей.
• Р9К10 для изготовления получистовых и черновых инструментов при обработке углеродистых и легированных конструкционных сталей на повышенных режимах резания
• Р9 для изготовления инструментов простой формы, не требующих большого объема шлифовки, для обработки обычных конструкционных материалов.
• Р9К5 для обработки нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов, а также сталей повышенной тветрдости.
• Р9Ф5 для изготовления инструментов простой формы, не требующих больших объемов шлифовальных операций при обработке материалов с повышенными абразивными свойствами- чистовых инструментов простой формы при обработке легированных сталей и сплавов
• Р9М4К8 для изготовления инструмента, используемого при обработке высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей, сплавов и улучшенных легированных сталей в условиях повышенного разогрева режущей кромки (зуборезного инструмента, фрез, фасонных резцов, зенкеров, метчиков).для обработки высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущей кромки: зуборезный инструмент, фрезы, фасонные резцы, зенкеры, метчики.

Это интересно: Анкерный болт — как правильно крепить: видео и советы по установке

Химический состав

Концентрация тех или иных элементов определяет основные свойства стали, а также его область применения. В состав стали Р18 входят следующие элементы:

1. Большая часть состава приходится именно на железо, концентрация которого составляет около 73%.
2. Добавляется небольшое количество хрома. За счет повышения его концентрации до 4% создаваемый инструмент становится более устойчивым к коррозионному воздействию.
3. Особыми элементами, которые увеличивают эксплуатационные характеристики материала, становятся ванадий и молибден (не более 1,4%).
4. Углерод является основным химическим элементом практически всех металлов, в данном случае концентрация составляет 0,8%. Относительно небольшое количество углерода в составе определяет высокую свариваемость. Повышенная твердость достигаются за счет включения в состав других химических элементов.

Химический состав стали Р18 и других быстрорежущих сталей

На другие химические элементы приходится не более 1%

Особое внимание уделяется вредных примесям, повышение концентрации которых приводит к снижению основных эксплуатационных характеристик

Назначение легирующих компонентов

Термин «легирование» означает «связывание» и «соединение». Введение в расплавы легирующих элементов приводит к их растворению в составе железа и образованию карбидов, интерметаллических соединений или несвязанных включений. Правильный выбор компонентов и их количества дает возможность изменять структуру и получать сплав различных свойств и характеристик.

Для коррозионно-стойких сталей, в т.ч. AISI 440, основным легирующим элементом является хром. В структуре железа он образует твердый раствор или карбиды. При введении в расплав более 12,5% этого металла на поверхности остывающего материала образуется прочная защитная оксидная пленка Cr2O3.

Аналогично взаимодействует с расплавом стали 440 молибден. Кроме этого, он способен образовывать в железе мелкозернистую структуру, обеспечивающую сплаву высокую прочность и твердость.

Ножи серии Ganzo G7321.

Функцией марганца и кремния в качестве легирующих элементов является раскисление стали – связывание растворенного кислорода за счет образования окислов, что оказывает влияние на повышение прочностных качеств, пластичности и прокаливаемости стали.

Быстрорежущая сталь. Инструментальные быстрорежущие стали. Марки быстрорежущих сталей. Термообработка быстрорежущих сталей.

Быстрорежущая сталь

Стали получили свое название за свойства. В следствии высокой теплостойкости (550…650oС), изготовленные из них инструменты могут работать с достаточно высокими скоростями резания. Стали содержат 0,7…1,5 % углерода, до 18 % основного легирующего элемента – вольфрама, до 5 % хрома и молибдена, до 10 % кобальта

Добавление ванадия повышает износостойкость инструмента, но ухудшает шлифуемость. Кобальт повышает теплостойкость до 650oС и вторичную твердость HRC 67…70.

Микроструктура быстрорежущей стали в литом состоянии имеет эвтектическую структурную составляющую. Для получения оптимальных свойств инструментов из быстрорежущей стали необходимо по возможности устранить структурную неоднородность стали – карбидную ликвацию. Для этого слитки из быстрорежущей стали подвергаются интенсивной пластической деформации (ковке). При этом происходит дробление карбидов эвтектики и достигается более однородное распределение карбидов по сечению заготовки.

Термообработка быстрорежущих сталей

Затем проводят отжиг стали при температуре 860…900oС. Структура отожженной быстрорежущей стали – мелкозернистый (сорбитообразный) перлит и карбиды, мелкие эвтектоидные и более крупные первичные. Количество карбидов около 25 %. Сталь с такой структурой хорошо обрабатывается резанием. Подавляющее количество легирующих элементов находятся в карбидной фазе. Для получения оптимальных свойств стали в готовом инструменте необходимо при термической обработке обеспечить максимальное насыщение мартенсита легирующими элементами. При закалке быстрорежущие стали требуют нагрева до очень высоких температур, около 1280oС. Нагрев осуществляют в хорошо раскисленных соляных ваннах BaCl2, что улучшает равномерность прогрева и снижает возможность обезуглероживания поверхности. Для снижения термических фазовых напряжений нагрев осуществляют ступенчато: замедляют нагрев при температурах 600…650oС и при 850…900oС.

График режима термической обработки быстрорежущей стали

Охлаждение от закалочной температуры производится в масле. Структура стали после закалки состоит из легированного, очень тонкодисперсного мартенсита, значительного количества (30…40 %) остаточного аустенита и карбидов вольфрама. Твердость составляет 60…62 HRC. Наличие аустенита остаточного в структуре закаленной стали ухудшает режущие свойства.

Для максимального удаления аустенита остаточного проводят трехкратный отпуск при температуре 560oС. При нагреве под отпуск выше 400oС наблюдается увеличение твердости. Это объясняется тем, что из легированного остаточного аустенита выделяются легированные карбиды. Аустенит при охлаждении от температуры отпуска превращается в мартенсит отпуска, что вызывает прирост твердости. Увеличению твердости содействуют и выделившиеся при температуре отпуска мелкодисперсные карбиды легирующих элементов. Максимальная твердость достигается при температуре отпуска 560oС.

После однократного отпуска количество аустенита остаточного снижается до 10%. Чтобы уменьшить его количество до минимума, необходим трехкратный отпуск.

Твердость стали после отпуска составляет 64…65 HRC. Структура стали после термообработки состоит из мартенсита отпуска и карбидов.

При термической обработке быстрорежущих сталей применяют обработку холодом. После закалки сталь охлаждают до температуры — 80 … — 100oС, после этого проводят однократный отпуск при температуре 560oС для снятия напряжений.

Иногда для повышения износостойкости быстрорежущих сталей применяют низкотемпературное цианирование.

Основными видами режущих инструментов из быстрорежущей стали являются резцы, сверла, долбяки, протяжки, метчики машинные, ножи для резки бумаги. Часто из быстрорежущей стали изготавливают только рабочую часть инструмента.

Преимущества перед другими материалами

Технологии производства позволяют создавать уникальные лезвия из порошков, которые обладают разнообразными преимуществами перед обычными ножами. Вот список основных достоинств этого уникального материала:

1. Есть возможность увеличения качественного распределения карбидов, что повышает износостойкость, антикоррозийность и общие механические характеристики материала;
2. Шлифовка гораздо легче, чем такая же обработка обычной стали;
3. Порошковое производство стали позволяет получить высокотехнологичный азотистый сплав, который тверже большинства аналогов;
4. Лезвия намного острее, чем прототипы ножей из других металлов;

Каким критериям должна отвечать сталь

У различных видов стали отличаются технологические и механические свойства, обусловленные присутствием в сплаве легирующих элементов.

Материал для изготовления ножей оценивается по следующим критериям:

1. Устойчивость к широкому диапазону температур (-30…+100°C).
2. Чувствительность к коррозии.
3. Прочность, упругость. При эксплуатации изделия важна минимальная деформация металла, устойчивость от продольного прогиба.
4. Твердость. Показатель обозначается аббревиатурой HRC (в Европе – RC), оценивается по шкале Роквелла. Для ножей оптимальным считается показатель выше 55 ед. При увеличении твердости уменьшается устойчивость к сколам.
5. Удержание заточки. Чем тверже материал, тем реже лезвие тупится.

Еще один критерий – легкость заточки лезвия. Чем мягче материал, тем легче его затачивать (при этом сталь быстрее тупится). Поэтому важен баланс между твердостью и прочностью.

Не существует однозначного ответа на вопрос, какая сталь самая лучшая. Приоритетные характеристики должны обеспечивать функциональность ножа для выполнения поставленных задач.

Характеристики стали 100х13м

«Сотка» начала производиться ещё в советское время (январь 1981). Изначальное предназначение: изготовление инструментов для ампутации и скальпелей, из-за определённых свойств она в особенности подходила для этих целей. Лезвия, изготовленные из 100Х13М, хорошо режут, долго не тупятся, не ржавеют и не изменяют своих свойств под воздействием агрессивных химических веществ. Твёрдость HRC: от 58 до 59.

Известны результаты тестирования ножа из сотки на канате из пеньки, имеющей диаметр 30 мм. Отличный показатель – 120 резов. Такому итогу можно только позавидовать.

Мартенситная хромомолибденовая сталь предназначена для изготовления режущих инструментов. Марка успешно выплавляется на металлургическом заводе в городе Златоусте. Высокое содержание углерода и хрома придаёт сплаву высокую стойкость к коррозии. Молибденовая присадка служит для стабилизации структуры при закалке. Благодаря замечательным свойствам молибдена «сотка» мало подвержена отпускной хрупкости.

Из всех сталей эта марка является лучшей для изготовления ножей, поскольку в ней гармонично сочетается прочность с непревзойдённой режущей способностью и устойчивостью к коррозии. Ножи из мартенситной стали хорошо затачиваются в домашних условиях.

Клинки из 100Х13М, долго не тупятся.

Перед поставкой материал подвергается отжигу или высокому отпуску, при этом достигается твёрдость 255 НВ, в результате получается структура зернистого перлита. Следующий этап обработки – закалка и низкий отпуск до получения структуры мелкокристаллического скрытого мартенсита. Сплав в итоге получает желаемые свойства. Присутствием остаточного аустенита и карбидов (Cr, Fe, Mo) дополняет прочностные характеристики. Температура перехода в твёрдое состояние составляет примерно 950-1000°C. Из-за низкой теплопроводности требуется ступенчатый нагрев – процесс выдержки при средней температуре для выравнивания температур массивных деталей.

Сплав имеет чувствительность к трещинам. Поэтому после горячей деформации должно быть замедленное охлаждение с последующим отжигом при температуре выше критической точки (точки превращения структуры металла из перлита в аустенит) на 30-50°C.

Термообработка в режиме 1040°C, масло и отпуск 150°С нужны для достижения твёрдости HRC59 единиц.

Основные свойства закалённой стали – твёрдость и упругость. Между ними существует обратная зависимость. Чтобы лезвие не тупилось, должна быть достаточная износостойкость (твёрдость), но если она будет чрезмерно высокой, клинок начнёт выкрашиваться. Именно поэтому очень важна золотая середина. Марка 100Х13М обладает этой замечательной пропорцией, благодаря чему заслужила уважение среди сталелитейщиков.

Достоинства

Отмечаются следующие положительные стороны 100Х13М:

1. Относительная лёгкость заточки.
2. Высокая коррозионная стойкость в сравнении с похожими марками стали.
3. Высокая режущая способность.

У хорошего хозяина нож находится всегда в чистоте, это продлит срок его службы.

А перед тем как резак отправится на межсезонное хранение, стоит обработать его минеральным маслом, и проблем со сталью не будет вовсе.

 Недостатки

Изделия из мартенсита имеют, пожалуй, единственный недостаток: высокую стоимость. Но на него можно закрыть глаза, учитывая тот факт, что инструмент прослужит долго. Это как раз тот случай, когда цель оправдывает средства.

Х12МФ сталь: характеристики

Х12МФ – сталь, которая была разработана, создана и введена в производство в 30-х годах прошлого века. Изначально металл позиционировался как инструментальный сплав, оптимально подходящий для холодного деформирования. Качественные характеристики стали высокие, что оставляют ее популярной и в современном производстве.

Характеристика	Краткое описание
Марка и заменители	Х12МФ. Заменители – Х6ВФ, Х12ВМ, Х12Ф1
Класс в официальной градации	Сталь инструментальная штамповая
Виды выпуска	Калиброванный, шлифованный прутки, серебрянка, полосы, поковки и кованные заготовки
Твердость металла	НВ 10-1 (255Мпа)
Температура закаливания	В начале процесса 1140 градусов, в конце — 850
Тип охлаждения	В колодцах или специальных термостатах
Уровень хрупкости	Очень низкий, отмечается склонность к отпускной хрупкости

Изначально сталь марки Х12МФ предназначалась для изготовления «ножевых клинков», под этим термином подразумевались резаки и штампы для полиграфии, технологические режущие инструменты для деревообработки, пилы и так далее. Но уже в 50-х годах прошлого века ремесленники стали использовать металл и для изготовления ножей бытового, кухонного предназначения.

Свойства, химический состав

Высокое качество, свойства стали обеспечивает ее сложный химический состав:

• хром до 12,5% — это вещество оказывает прямое влияние на способность металла к закаливанию, повышает антикоррозийные свойства стали и уровень износостойкости уже готового изделия;
• ванадий 1,1% — обладает максимально высокой прочностью, усиливает свойства хрома, обеспечивает стали инертность в отношении агрессивных сред;
• углерод 1,6% — придает металлу особенную прочность, снижает уровень хрупкости;
• молибден до 1% — относится к твердоплавким элементам, повышает сопротивляемость металла к механическим воздействиям, делает устойчивым к высоким температурам;
• кремний и марганец до 0,6% — делают сталь стабильной, надежной, максимально повышают твердость металла.

В составе также присутствуют сера и фосфор – это вредные технологические примеси, которые в состоянии повысить хрупкость металла и снизить общие физико-химические свойства стали. Но в таком негативном качестве сера и фосфор «работают» в том случае, если в металле присутствует большое количество углерода. В марке Х12МФ пропорции последнего элемента низкие, вред от наличия в химическом составе серы и фосфора минимальный, практически неопределяемый.

Нюансы производства

Производство стали Х12МФ в промышленных объемах осуществляется по четко отработанному технологическому алгоритму, обязательно с учетом некоторых особенностей:

• Расплав заливается в уже готовую форму по требованию заказчика. Обязательно учитываются припуски на последующую технологическую обработку заготовки.
• Этап отжига обязателен, потому что при остывании металла происходит дендрирование материала. А это приводит к неравномерному выпадению карбидов, что нарушает однородность структуры стали.
• На этапе ковки продолжают повышаться качественные характеристики металла – полностью исчезает неоднородность структуры, измельчается «зерно», в кристаллической решетке заполняются все пустоты.

Смотрите на видео о Х12МФ тесте на хрупкость:

Специалисты особенно высоко ценят сталь марки Х12МФ, полученную путем выплавки методом электрошлакового или вакуумно-дугового переплава (ЭШП и ВДП соответственно).

Свойства порошковой стали

Процесс изготовления порошковой стали сводится к основным этапам: производство и смешивание порошков, уплотнение и спекание. У производителей могут отличаться особенности технологического процесса.

Ножи из такой стали стоят дороже. Качество готового изделия зависит от размера и распределения образующихся карбидов. Использование методики позволяет производителям получать высокотехнологичный сплав, увеличивать количество легированных элементов, повышать характеристики материала.

По порошковой технологии изготавливается большинство армейских и охотничьих ножей, т.к. в данных случаях необходима повышенная прочность в сочетании с антикоррозионными свойствами.

Лезвия из порошковой стали острее в сравнении с прототипами из цельного металла. Выдерживают перепады температур, устойчивы к деформации, поддаются шлифовке. Режущая кромка долго сохраняет остроту.

В домашних условиях порошковая сталь требует аккуратной заточки.

Какую сталь лучше выбрать

При выборе кухонного ножа или охотничьего клинка принимается во внимание качество материала, репутация производителя

Для кухонных ножей

Для использования на кухне нож должен обладать прочностью. Важный параметр – качество реза. Лезвия должны легко затачиваться, но не требовать частой правки.

Лучшие кухонные ножи соответствуют следующим параметрам:

• устойчивы к ржавчине;
• не крошатся;
• имеют однородное полотно без разводов, пузырей.

Еще одним параметром является отсутствие на режущей кромке неровностей.

Кухонный нож из стали 65Х13 с содержанием хрома.

В России наиболее часто для кухонных ножей используются упомянутые марки:

• 65Х13;
• 40Х12;
• 95Х18;
• 50Х14МФ.

Из иностранных марок имеет высокий рейтинг сталь 440C. Для кухонных ножей рекомендуются японские стали AUS10 и ATS34, а также американская марка 154 CM (США). Сталь 420 часто используется зарубежными производителями, но отдавать предпочтение следует изготовителям из США, Швейцарии, Австрии, Германии.

Испанские ножи из 420 стали отличаются мягкостью. В европейских вариантах часто встречается массивное лезвие, что затрудняет аккуратную нарезку продуктов.

Для охотничьих ножей

Туристические и охотничьи клинки должны быть изготовлены из долговечного материала.

Примеры ножей из стали 95Х18.

Часто используются марки:

• 420 (недорогие модели);
• 440A, B, C;
• AUS 4-10;
• Elmax;
• 95Х18;
• H1 (американская хромоникелевая сталь).

Лезвие должно отличаться режущими характеристиками, долго оставаться острым, обладать прочностью, не крошиться. Для охотничьего ножа не подходят сплавы с твердостью ниже 55 и выше 60 ед. по шкале Роквелла. В первом случае полотна будут быстро терять остроту, во втором – трудно правиться. Материал с более высоким показателем твердости может ломаться.

Добавки при производстве стали разных марок

На механические свойства производимой стали влияют различные легирующие добавки: хром, ванадий, молибден, никель, вольфрам, марганец, кремний. Именно за счет этих добавок в разных пропорциях, изменяются износостойкость, твердость и другие характеристики стали. Небольшие в процентном соотношении добавки легирующих компонентов повышают прочность и вязкость стали. Увеличение концентрации приводит к более низким показателям характеристик. Наиболее ценной добавкой к стали, является молибден. Его присутствие в марках стали повышает одновременно два показателя качества – прочность и вязкость. В японских марках стали данного компонента присутствует до 8%, что неизменно влияет на качество японских ножей.

Такие компоненты, как ванадий, хром и вольфрам с одной стороны приводят к увеличению твердости, но с другой стороны — снижают прочность стали, делая ее более хрупкой. Увеличение в составе стали содержания хрома свыше 13% повышает его качественные характеристики по твердости и износостойкости с одной стороны, делая ножи более острыми и устойчивыми к коррозии, а с другой стороны — делает их более хрупкими, в сравнении с ножами из обычной углеродистой стали.

Влияние добавок к углеродистой стали очень сильно может изменить ее свойства. Так, например, нержавеющая сталь 440С считается оптимальной для изготовления ножей. Ножи из этой стали хорошо затачиваются, и долго не тупятся. Однако данная марка значительно уступает по таким показателям, как твердость, износостойкость, вязкость и упругость таким маркам стали, как 154СМ, ВG-42, которые в своем составе имеют меньшее содержание хрома, но в которых, содержится до 4% молибдена.

Сталь, в состав которой входит не менее 13% хрома, считается нержавеющей. Однако понятие «нержавеющая» весьма относительное, поскольку при недостатке должного ухода, она тоже может подвергаться коррозии.

Для того чтобы сталь имела повышенные показатели прочности, жесткости и износостойкости, в нее добавляют марганец. Он делает структуру стали зернистой. Практически во всех сталях для изготовления ножей, используется эта добавка.

Придает стойкости при нагревании и снижает хрупкость клинка ножа, добавка в сталь молибдена. Усиливает вязкость сплава, повышает твердость и антикоррозийные свойства сплава добавка никеля. Ее можно встретить в таких марках стали, как AUS-6, -8 и L-6. Для увеличения крепости клинка добавляется кремний.

Вывод

Сталь Р18 хорошо подходит для изготовления клинков быстрорезов. Клинок не надо будет часто затачивать, а бритвенную остроту он будет держать даже при интенсивной работе

Следует проявлять осторожность при боковых нагрузках, так как на них клинок меньше рассчитан

Как рубящее оружие такой нож не подойдет – инструмент из такой стали может только резать, а потому он подойдет как кухонный или шкуросъемный. Также им можно будет и строгать по дереву, причем он будет легко резать самые твердые породы.

В такой нож придется вложить немало денег, но в качестве не придется сомневаться. Кроме того, такой клинок почти обязательно прослужит вам очень долго, при условии, что его будут использовать по назначению и защищать от коррозии.