Навигация
Инструментальные и быстрорежущие стали
23609
знаков
2
таблицы
0
изображений
Филиал Санкт – Петербургского государственного инженерно-экономического университета в г. Череповце
Кафедра социогуманитарных и естественных дисциплин
Контрольная работа
По дисциплине «Материаловедение»
Тема №31 «Инструментальные и быстрорежущие стали»
Студентки 2 курса
группы 4ЭУП-05
Валигура Т.В
Преподаватель:
Гаврилова М.А.
г. Череповец 2007
1. Требования к свойствам инструментальных материалов
В процессе резания режущие кромки инструмента находятся под воздействием очень высоких контактных напряжений. В таком состоянии материал склонен к пластическому деформированию. Сопротивление материала большим пластическим деформациям характеризуется твёрдостью. Таким образом, высокая твёрдость является необходимым свойством инструментального материала. Именно высокая твёрдость определяет принципиальную возможность использования материалов в качестве инструментальных. Это материалы, имеющие или получающие (в результате термической обработки) высокую твёрдость: инструментальные ткани, а также простые вещества (алмаз) и промежуточные фазы (карбиды, нитриды, оксиды).
При резании происходит нагрев режущей кромке инструмента. Температура в зоне резания тем выше, чем больше скорость резания. Способность материала сохранять твёрдость при нагреве – теплостойкость – является важной характеристикой, которая определяет производительность обработки.
В процессе резания инструменты подвергаются воздействию напряжений (изгиба – многолезвийный инструмент, кручения – осевой инструмент и реже растяжения – протяжки), а также динамическим нагрузкам. Поэтому инструментальный материал должен обладать достаточными механическими характеристиками – высокими пределом прочности и ударной вязкостью. При этом надо иметь в виду, что инструментальные материалы, обладающие высокой твёрдостью, имеют хрупкий характер разрушения (т.е. практически без пластической деформации), поэтому рост твёрдости сопровождается, как правило, снижением других механических свойств. Исходя из этого твёрдость должна быть максимально возможной, т.е. такой, при которой механические свойства материала обеспечивают работу инструмента без поломок и сколов режущей кромки.
Чем выше модуль упругости инструментального материала, тем больше его жесткость, меньше упругие сжатия в процессе резания, что обеспечивает меньшую шероховатость обрабатываемой поверхности.
Температура в зоне резания зависит от теплопроводности и теплоёмкости инструментального материала. Чем выше теплопроводность, тем интенсивнее отвод тепла из зоны резания. При более высокой теплоёмкости материала для его нагрева до определённой температуры требуется большее количество теплоты. Поэтому при резании в одинаковых условиях режущая кромка нагревается тем меньше, чем выше теплопроводность и теплоёмкость инструментального материала.
Коэффициент теплового расширения желательно иметь минимальным. Объёмные изменения при нагреве и охлаждении инструмента в процессе резания приводят к развитию термической усталости. Кроме того, изменения размеров инструмента в процессе резания снижают точность обработки.
Инструментальный материал должен иметь достаточно высокую химическую устойчивость. Это предотвращает или снижает вероятность появления адгезии (схватывания) и возникновения диффузионного износа (диффузия инструментального материала в обрабатываемый), опасность которого возникает при больших скоростях резания, из-за высоких температур в зоне обработки.
2. Стали для режущего инструмента
Из этих сталей можно изготовлять инструмент, который в процессе работы не разогревается выше 150 С. Такими инструментами являются деревообрабатывающие инструменты, ножовочные полотна, напильники, зубила, метчики, плашки и другой слесарный инструмент.
Углеродистые и легированные инструментальные стали не обладают теплостойкостью.
Они сохраняют высокую твёрдость при нагреве лишь до температуры около 200С.
Высокая твёрдость сталей достигается только за счёт мартенситного превращения. Твёрдость мартенсита зависит от концентрации в нём углерода, поэтому содержание его в инструментальных сталях высокое (0,7 – 1,3%).
Инструменты, которые в процессе работы не подвергаются ударным нагрузкам, можно изготовлять из сталей повышенной твёрдости. Инструменты, работающие в условиях действия ударных нагрузок, следует изготовлять из сталей повышенной вязкости.
При выборе стали следует учитывать также её прокаливаемость. Эксплуатационные свойства (твёрдость и износостойкость, прочность, и пластичность) сталей определяются в первую очередь количеством углерода в стали.
В таблице приводиться перечень марок нескольких основных нетеплостойких сталей для режущего инструмента.
| Марка сталей | Прокаливаемость | Твёрдость HRC | Вязкость |
| После термообработки | |||
| У9А, У10А:У11А, У12А ХВ5 Х, ОХС, ХВ5, ХВС5 У7 6ХС, 7ХФ | Малая «Повышенная Малая Повышенная | 60…62 65…67 61…64 50…52 52…57 | Низкая «Повышенная« |
Углеродистые инструментальные стали (семь марок от У7 до У13) не обладают достаточной прокаливаемостью (так, при закалке в воде сталь У7 не получает сквозной твёрдости даже в сечении с поперечным размером 12мм, а прокаливаемость стали У12 менее20мм). Из них можно изготавливать только инструменты небольших размеров. Кроме того, закалка этих сталей производиться с охлаждением в воде. Это определяет высокую вероятность коробления или даже появления трещин.
Цель легирования заключается в повышении закаливаемости и прокаливаемости.
Низколегированные стали 11ХФ, 13Х и др. имеют невысокую прокаливаемость (до20 мм), их преимущество перед углеродистыми – улучшенная закаливаемость. Стали, получают высокую твёрдость 62-64 RC после закалки в масле.
Комплексно легированные стали ХВГ, ХВСГ, 9ХС прокаливаються при закалке в масле в сечениях 20-100 мм, это стали глубокой прокаливаемости.
Похожие работы
... они брали ту самую "чистую" медь, почему соединили ее именно с оловом, а не с каким-нибудь другим металлом, в каких месторождениях встречается в природе медь, в каких именно химических соединениях, где эти месторождения расположены и насколько легко было древним людям ее вырабатывать и переплавлять? Очень странно, что кабинетные историки совершенно не утруждают себя подобными вопросами. А, ведь, ...
и специфические свойства чугуна и стали. 3. Сделать вывод. При написании данной работы использовалась учебная и методическая литература. 1. Характеристика материалов 1.1 Чугун Чугун (тюрк.), сплав железа с углеродом (обычно более 2%) содержащий также постоянные примеси (Si, Mn, Р и S). Широко применяемые марки чугунов обычно содержат 2,5-4% углерода, 1-5% кремния, до 2% марганца, а ...
... — в желобе, при помощи разделительной плиты. Отделенный от шлака чугун сливается в чугуновозные ковши и вывозится в сталеплавильный цех. 4.Влияние химических элементов на свойства стали и чугуна С увеличением содержания углерода (рис.1.30) повышаются твердость и прочность, снижается пластичность, улучшается обработка резанием, повышается закаливаемость, но ухудшается свариваемость стали. ...
... результаты. В этом случае целесообразно использовать керамику марки ВЗ. Минералокерамику марок ВОК-60, ВОК-63 используются при фрезеровании закаленной стали и высокопрочных чугунов. Новым инструментальным материалом, созданным на основе нитрида кремния, является силинит-Р. Он используется при чистовом точении сталей, чугуна, алюминиевых сплавов. АБРАЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Большое место в ...
0 комментариев