Tērauds R6M5: raksturlielumi, pielietojums

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Mendeļejeva periodiskās sistēmas astotās grupas elementa ar atomskaitli 26 (dzelzs) sakausējumu ar oglekli un dažiem citiem elementiem parasti sauc par tēraudu. Tam ir augsta izturība un cietība, oglekļa dēļ tam nav plastiskuma un viskozitātes. Leģējošie elementi palielina sakausējuma pozitīvās īpašības. Tomēr tērauds tiek uzskatīts par metālisku materiālu, kas satur vismaz 45% dzelzs.

Apskatīsim sakausējumu, piemēram, R6M5 tēraudu, un noskaidrosim, kādas īpašības tam piemīt un kādās jomās tas tiek izmantots.

Mangāns kā leģējošais elements

Līdz 19. gadsimtam parasto tēraudu izmantoja krāsaino metālu un koksnes apstrādei. Tās griešanas īpašības tam bija pilnīgi pietiekamas. Tomēr, mēģinot apstrādāt tērauda detaļas, instruments ļoti ātri uzsilst, nolietojas un pat deformējas.

Angļu metalurgs R. Mušets, veicot eksperimentus, noskaidroja, ka priekšLai sakausējums būtu stiprāks, tam jāpievieno oksidētājs, kas no tā atbrīvos lieko skābekli. Lietam tēraudam viņi sāka pievienot spoguļčugunu, kas saturēja mangānu. Tā kā tas ir leģējošais elements, tā procentuālais daudzums nedrīkst pārsniegt 0,8%. Tātad, R6M5 tērauds satur no 0,2% līdz 0,5% mangāna.

Volframa dzelzs

Jau 1858. gadā daudzi zinātnieki un metalurgi strādāja pie sakausējumu iegūšanas ar volframu. Viņi droši zināja, ka tas ir viens no ugunsizturīgākajiem metāliem. Pievienojot to tēraudam kā leģējošajam elementam, bija iespējams iegūt sakausējumu, kas varētu izturēt augstu temperatūru un joprojām nenolietoties.

Tērauds R6M5 satur 5,5-6,5% volframa. Sakausējumi ar tā saturu visbiežāk sākas ar burtu "P" un tiek saukti par ātrgaitas. 1858. gadā Muschette ieguva pirmo tēraudu, kas satur 9% volframa, 2,5% mangāna un 1,85 oglekļa. Vēlāk, pievienojot tam vēl 0,3% C, 0,4% Cr un noņemot 1,62% Mn, 3,56% W, metalurgs ieguva sakausējumu ar nosaukumu samokāls (P6M5). Pēc īpašībām tas ir līdzīgs arī P18 tēraudam.

Volframa trūkums

Protams, 1860. gados, kad daudzi elementi bija pilnā pārpilnībā, tērauds ar volframa piedevu tika uzskatīts par spēcīgāko. Laika gaitā šo elementu dabā kļūst arvien mazāk, un cena par to aug.

No ekonomikas viedokļa liela daudzuma W pievienošana tēraudam ir kļuvusi nepraktiska. Šī iemesla dēļ R6M5 tērauds ir daudz populārāks nekā R18. Aplūkojot to ķīmisko sastāvu, var redzēt, ka volframa saturs P18 ir 17-18,5%, savukārt volframa-molibdēna sakausējumā tas ir līdz 6,5% maksimums. Turklāt pašzvanītājā ir līdz 0,25% vara un līdz 5,3% molibdēna.

Citi leģējošie elementi

Papildus iepriekšminētajam ogleklim, mangānam, volframam un molibdēnam R6M5 tērauds satur arī kob altu (līdz 0,5%), hromu (4,4%), varu (0,25%), vanādiju (2,1%), fosforu (0,03%), sērs (0,025%), niķelis (0,6%) silīcijs (0,5%). Kam tie paredzēti?

Katram sakausējuma elementam ir sava funkcija. Tātad, piemēram, hroms ir nepieciešams termiskai sacietēšanai, savukārt niķelis palielina izturību. Molibdēns un vanādijs praktiski novērš trauslumu. Daži sakausējuma elementi uzlabo tērauda īpašības, piemēram, sarkano cietību un karsto cietību.

Tērauds R6M5, kura raksturlielumus mēs pētām, sacietētā stāvoklī testa temperatūrā līdz 600 °C ir cietība 66 HRC. Tas nozīmē, ka pat ar spēcīgu karsēšanu tas nezaudē savas stiprības īpašības, kas nozīmē, ka tas nenolietojas un nedeformējas.

Apzīmējums Р6М5

Tērauda atšifrēšana ir atkarīga no tā, kā tas ir izgatavots, kādi leģējošie elementi tajā ir un cik daudz oglekļa tajā ir. Ir apzīmējumi dažādiem veidiem. Ja, piemēram, sakausējums nesatur leģējošus elementus, tad to apzīmē ar "St" un blakus tam ir skaitlis, kas parāda vidējo oglekļa saturu tēraudā (St20,Art45).

Zema sakausējuma sakausējumos vispirms norāda oglekļa procentuālo daudzumu un pēc tam burtus, kas apzīmē ķīmiskos elementus (10KhSND, 20KhN4FA). Ja blakus tiem nav skaitļu, kā piemērā, tad katra no tiem saturs nepārsniedz 1%. Burts "P" sakausējuma kategorijā norāda, ka tā ir ātrgriešana (ātra).

Tam seko skaitlis - tas ir volframa procentuālais daudzums (P9, P18), un tad burti un cipari ir sakausējošie elementi un to procentuālais daudzums. No tā izriet, ka ātrgaitas tērauds R6M5 satur līdz 6% volframa un līdz 5% molibdēna.

Atlaidināšana

Parasti šāda sakausējuma ražošana ir klasiska un tiks izmantota visiem ātrgaitas tēraudiem. Tomēr jāpatur prātā, ka, lai volframa-molibdēna sakausējums būtu patiesi stiprs, ciets un nodilumizturīgs, tas ir jāatlaidina.

Ja citas kategorijas, piemēram, St45 atlaidināšanas laikā zaudē savas stiprības īpašības, tad ātrgaitas, gluži pretēji, uzlabojas un kļūst stiprākas un cietākas. Tāpēc R6M5 pirms sacietēšanas tiek atkausēts. Kā tas notiek?

Velmētus izstrādājumus (piemēram, R6M5 tērauda loksnes) ar biezumu aptuveni 22 mm karsē īpašā krāsnī līdz 870 ° C temperatūrai, pēc tam atdzesē līdz 800 ° C un pēc tam atkal karsē. Var būt aptuveni 10 šādi cikli.

Turklāt pēc piektās ir nepieciešams pakāpeniski samazināt temperatūru. Piemēram, karsējot vēlreiz, bet līdz 850 °C, atdzesējiet līdz 780 °C. Un tā tālāk, līdz tā sasniedz 600 °C.

Šāds sarežģīts atkausēšanas process ir saistīts ar graudu klātbūtniaustenīts leģētajos sakausējumos, kas ir ļoti nevēlams. Sildīšana un dzesēšana ļauj sakausējuma elementiem pēc iespējas vairāk izšķīst, bet austenīts neaugs.

Ja jūs neizturat temperatūras režīmu un atlaidināt temperatūrā, kas pārsniedz 900 ° C, tad sakausējumā veidojas palielināts austenīta daudzums un cietība samazinās. Dzesēšanu ieteicams veikt, izmantojot eļļas vannas, jo tas pasargās volframa-molibdēna sakausējumu no plaisām un caurduršanas.

P6M5 ražošanas metode

Protams, tāpat kā jebkurš cits sakausējums, arī R6M5 tiek ražots dažādos sortimentos. Tātad dažās darbnīcās ātrgaitas karsto tēraudu ielej lietņos. Citā ražošanā to velmē ar karsto velmēšanu. Lai to izdarītu, karsētie lietņi tiek saspiesti starp velmētavas ruļļiem. Tā iegūtā forma būs atkarīga no pašu vārpstu formas.

R6M5 tērauda marka tiek plaši izmantota detaļām, kas darbojas augstā temperatūrā. Šī iemesla dēļ tērauds ar pulvera pārklājumu pēdējā laikā ir ļoti populārs tērauda ražošanas veids.

Ielejot karstu tēraudu lietņos, no kausējuma ļoti ātri izdalās karbīdi. Dažos apgabalos tie veido nelīdzenas uzkrāšanās vietas, kas vēlāk kļūst par plaisu sākšanās vietu.

Pulvera ražošanā tiek izmantots īpašs pulveris, kas satur visas nepieciešamās sastāvdaļas. To saķepina īpašā vakuuma traukā augstā temperatūrā un spiedienā. Tas veicina to, ka materiāls tiek iegūtsviendabīgs.

Pieteikums

R6M5 tērauds tiek plaši izmantots dažādās nozarēs. Visbiežāk to izmanto griezējinstrumentu ražošanai virpošanas, frēzēšanas un urbšanas mašīnām metalurģijā. Tas ir saistīts ar tā stiprības, karstumizturības un cietības īpašībām.

Parasti no tā tiek izgatavoti urbji, krāni, presformas, frēzes. Metāla griešanas instruments, kas izgatavots no R6M5 tērauda, ir lieliski piemērots griešanai lielā ātrumā, turklāt tam nav nepieciešama dzesēšanas šķidruma dzesēšana. Arī nazis, kas izgatavots no R6M5 tērauda, nav nekas neparasts.

Tā kā volframa-molibdēna sakausējumam ir augsta cietība un augsta stingrība, to bieži izmanto, lai izgatavotu nažus ar spēcīgiem rokturiem un skaistiem rakstiem.

Leģēšanas elementi vajadzīgajā daudzumā ļāva izveidot unikālu tēraudu, kas praktiski nerūsē un ar labu slīpējamību. Tas ļauj atslēdznieka darbam palielināt griešanas ātrumu 4 reizes.

To izmanto arī karstumizturīgu lodīšu gultņu ražošanai, kas darbojas lielā ātrumā 500–600 °C temperatūrā. R6M5 sakausējuma analogi ir R12, R10K5F5, R14F4, R9K10, R6M3, R9F5, R9K5, R18F2, 6M5K5. Ja volframa-molibdēna sakausējumus parasti izmanto rupjmašīnas (urbjmašīnas, frēzes) izgatavošanai, tad vanādiju (R14F4) apdarei (rīvripas, urbji). Katram griezējinstrumentam jābūt marķējumam, kas ļauj noskaidrot, no kāda sakausējuma tas ir izgatavots.