Bielsko-Biała, dn. 2000-11-21

Sprawozdanie z laboratorium z materiałoznawstwa.

Temat: Stale stopowe narzędziowe.

WBM sem. 3

Stale stopowe narzędziowe.

Zależnie od warunków pracy od stali narzędziowych wymaga się wysokiej twardości i hartowności, odporności na ścieranie, odpowiedniej wytrzymałości i ciągliwości (zwłaszcza w przypadku obciążeń udarowych), odporności na odpuszczające działanie ciepła oraz twardości i wytrzymałości w podwyższonych temperaturach. Własności te w decydującej mierze zależą od składu chemicznego tych stali (rodzaju i ilości dodatków stopowych), a także od przeróbki plastycznej i obróbki cieplnej, które w istotny sposób wpływają na strukturę i własności stali.

Twardość stali zahartowanej zależy przede wszystkim od zawartości węgla przy czym maksymalną twardość ok. 66 HRC osiąga martenzyt przy zawartości węgla ok. 0,8 %. Pierwiastki stopowe nie powiększają twardości w sposób istotny, ale głównie zwiększają hartowność i tworzą twarde węgliki odporne na ścieranie.

Wysoka odporność na ścieranie narzędzi, zwłaszcza stosowanych do obróbki w produkcji seryjnej lub na narzędzia pomiarowe, staje się parametrem decydującym. Odporność na ścieranie stali narzędziowych osiąga się przez zwiększenie ilości twardych węglików stopowych w strukturze zahartowanej stali, a zwłaszcza węglików chromu (typu M C ) i wolframu (M C).

Stale stopowe narzędziowe dzielimy na:

• stale do pracy na zimno

• stale do pracy na gorąco

• stale szybkotnące

Stale stopowe narzędziowe do pracy na zimno są stosowane zamiennie za stale węglowe. Pracują w temperaturze do 300°C . Dodatki dodawane do tych stali powodują dużą hartowność i drobnoziarnistą strukturę , zapewniają wysokie własności wytrzymałościowe, a w szczególności wysoką odporność na ścieranie.

Stale stopowe narzędziowe do pracy na gorąco pracują w temperaturze 450°C. Wytwarza się z nich narzędzia służące do przeróbki plastycznej materiałów uprzednio nagrzanych do wysokich temperatur oraz form do odlewania metali pod ciśnieniem. Wymagania stawiane tym stalom to wysoka wytrzymałość i twardość przy wyższych temperaturach, wysoka udarność, stabilność struktury, odpowiednio wysoka hartowność oraz możliwie mała skłonność do zmęczenia cieplnego pęknięć ogniowych.

Stale szybkotnące pracują w temperaturze 650°C. Służą do wyrobu narzędzi skrawających, pracujących przy dużych prędkościach skrawania lub przy dużych przekrojach wióra. Zawiera dużo dodatków stopowych takich jak chrom, wolfram, nikiel, które powodują że jest twarda w temperaturze 650°C. W tej temperaturze zachodzi zjawisko odpuszczania co powoduje zwiększenie twardości o 2-3 HRC.

Stal szybkotnąca SW18

Stan: hartowana z przegrzaniem

Skład:

C - 0,78 %

Mn - 0,36 %

P - 0,02 %

Si - 0,25 %

S - 0,02 %

Ni - 0,28 %

Cr - 4,1 %

W - 1,2 %

V - 1,21 %

Opis struktury: zwiększone wskutek przegrzania ziarna martenzytu. Po granicach ziarn wydzielona etektyka węglikowa oraz siatka węglików. Wewnątrz ziarn nie rozpuszczone węgliki pierwotne.

Stal szybkotnąca SW18

Stan: kuta, wyżarzona

Skład:

C - 0,78 %

Mn - 0,36 %

P - 0,02 %

Si - 0,25 %

S - 0,02 %

Ni - 0,28 %

Cr - 4,1 %

W - 1,2 %

V - 1,21 %

Opis struktury: pasmowy rozkład węglików zgodny z kierunkiem przeróbki plastycznej (grube odosobnione węgliki pierwotne, drobniejsze, wtórne i bardzo drobne węgliki uetektoidalne, które wchodzą w skład podstawowego tła sorbitycznego.

---