Teras R6M5: omadused, rakendus

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Mendelejevi perioodilise süsteemi kaheksanda rühma elemendi aatomnumbriga 26 (raud) sulamit süsiniku ja mõne muu elemendiga nimetatakse tavaliselt teraseks. Sellel on kõrge tugevus ja kõvadus, süsiniku tõttu puudub plastilisus ja viskoossus. Legeerelemendid suurendavad sulami positiivseid omadusi. Terast peetakse aga metallmaterjaliks, mis sisaldab vähem alt 45% rauda.

Vaatleme sulamit nagu teras R6M5 ja uurime, millised omadused sellel on ja millistes valdkondades seda kasutatakse.

Mangaan legeeriva elemendina

Kuni 19. sajandini kasutati värviliste metallide ja puidu töötlemiseks tavalist terast. Selle lõikeomadused olid selleks täiesti piisavad. Terasest detailide töötlemisel aga kuumeneb tööriist väga kiiresti, kulub ja isegi deformeerub.

Inglise metallurg R. Muschette sai katsete kaudu teada, et jaoksSulami tugevamaks muutmiseks on vaja sellele lisada oksüdeerijat, mis vabastab sellest liigse hapniku. Valatud terasest hakati lisama mangaani sisaldavat peegelmalmi. Kuna tegemist on legeeriva elemendiga, ei tohiks selle protsent ületada 0,8%. Seega sisaldab teras R6M5 0,2–0,5% mangaani.

Volframraud

Juba 1858. aastal töötasid paljud teadlased ja metallurgid volframisulamite saamise nimel. Nad teadsid kindl alt, et see on üks tulekindlamaid metalle. Selle lisamine terasele legeeriva elemendina võimaldas saada sulami, mis talub kõrgeid temperatuure ega kulu siiski ära.

Steel R6M5 sisaldab 5,5-6,5% volframi. Selle sisuga sulamid algavad enamasti tähega "P" ja neid nimetatakse kiireteks. Aastal 1858 hankis Muschette esimese terase, mis sisaldas 9% volframi, 2,5% mangaani ja 1,85 süsinikku. Hiljem, lisades sellele veel 0,3% C, 0,4% Cr ja eemaldades 1,62% Mn, 3,56% W, sai metallurg sulami nimega samokal (P6M5). Oma omaduste poolest sarnaneb see ka P18 terasega.

Volframipuudus

Muidugi peeti 1860. aastatel, kui palju elemente oli täies arvukuses, tugevaimaks terast, millele oli lisatud volframi. Aja jooksul jääb seda elementi looduses aina vähemaks ja selle hind kasvab.

Majanduslikust vaatenurgast on suure koguse W lisamine terasele muutunud ebapraktiliseks. Sel põhjusel on R6M5 teras palju populaarsem kui R18. Nende keemilist koostist vaadates on näha, et P18-s on volframisisaldus 17-18,5%, volframi-molübdeeni sulamis aga kuni 6,5%. Lisaks on isehelistajas kuni 0,25% vaske ja kuni 5,3% molübdeeni.

Muud legeerivad elemendid

Lisaks ülalnimetatud süsinikule, mangaanile, volframile ja molübdeenile sisaldab R6M5 teras ka koob altit (kuni 0,5%), kroomi (4,4%), vaske (0,25%), vanaadiumi (2,1%), fosforit (0,03%), väävel (0,025%), nikkel (0,6%) räni (0,5%). Milleks need mõeldud on?

Igal legeerelemendil on oma funktsioon. Nii on näiteks kroom vajalik termiliseks kõvenemiseks, nikkel aga suurendab sitkust. Molübdeen ja vanaadium kõrvaldavad praktiliselt hapruse. Mõned legeerelemendid parandavad terase omadusi, nagu punane kõvadus ja kuumkõvadus.

Steel R6M5, mille omadusi uurime, on karastatud olekus kõvadus 66 HRC katsetemperatuuril kuni 600 °C. See tähendab, et isegi tugeva kuumutamise korral ei kaota see oma tugevusomadusi, mis tähendab, et see ei kulu ega deformeeru.

Nimetus Р6М5

Terase dešifreerimine sõltub sellest, kuidas see on valmistatud, milliseid legeerelemente see sisaldab ja kui palju süsinikku see sisaldab. Erinevate tüüpide jaoks on tähised. Kui sulam ei sisalda näiteks legeerivaid elemente, siis tähistatakse seda "St" ja selle kõrval on number, mis näitab keskmist süsinikusisaldust terases (St20,Art45).

Madala legeeritud sulamite puhul tuleb kõigepe alt süsiniku protsent ja seejärel keemilisi elemente tähistavad tähed (10KhSND, 20KhN4FA). Kui nende kõrval pole numbreid, nagu näites, siis ei ületa nende ühegi sisaldus 1%. Täht "P" sulami klassis näitab, et tegemist on kiirlõikusega (kiire).

Sellele järgneb arv – see on volframi protsent (P9, P18) ning tähed ja numbrid on legeerivad elemendid ja nende protsent. Sellest järeldub, et kiirteras R6M5 sisaldab kuni 6% volframi ja kuni 5% molübdeeni.

Lõõmutamine

Reeglina on sellise sulami tootmine klassikaline ja seda kasutatakse kõigi kiirteraste puhul. Siiski tuleb meeles pidada, et selleks, et volframi-molübdeeni sulam oleks tõeliselt tugev, kõva ja kulumiskindel, tuleb see lõõmutada.

Kui muud klassid, näiteks St45, kaotavad lõõmutamise ajal oma tugevusomadused, siis kiired, vastupidi, paranevad ja muutuvad tugevamaks ja kõvemaks. Seetõttu lõõmutatakse R6M5 enne kõvenemist. Kuidas see juhtub?

Umbes 22 mm paksused v altstooted (näiteks terasleht R6M5) kuumutatakse spetsiaalses ahjus temperatuurini 870 ° C, seejärel jahutatakse temperatuurini 800 ° C ja seejärel uuesti. Selliseid tsükleid võib olla umbes 10.

Lisaks on pärast viiendat vaja temperatuuri järk-järgult alandada. Näiteks uuesti kuumutades, kuid kuni 850 °C, jahutage temperatuurini 780 °C. Ja nii edasi, kuni see jõuab 600 °C-ni.

Selline keeruline lõõmutamisprotsess on tingitud terade olemasolustausteniit legeeritud sulamites, mis on väga ebasoovitav. Kuumutamine ja jahutamine võimaldab legeerivatel elementidel võimalikult palju lahustuda, kuid austeniit ei kasva.

Kui te ei talu temperatuurirežiimi ja lõõmutate temperatuuril üle 900 ° C, moodustub sulamis suurenenud kogus austeniiti ja kõvadus väheneb. Jahutamiseks on soovitatav kasutada õlivanne, see kaitseb volframi-molübdeeni sulamit pragude ja läbitorkamiste eest.

P6M5 tootmismeetod

Muidugi, nagu iga teist sulamit, toodetakse ka R6M5 erinevat sortimendina. Nii et mõnes töökojas valatakse valuplokkidesse kiirkuum teras. Teises tootmises rullitakse see kuumv altsimisega. Selleks surutakse kuumutatud valuplokid kokku v altspingi rullide vahel. Selle tulemuseks olev kuju sõltub võllide kujust.

R6M5 teraseklassi kasutatakse laialdaselt kõrgetel temperatuuridel töötavate osade jaoks. Sel põhjusel on pulbervärvitud teras viimasel ajal olnud väga populaarne terase valmistamise meetod.

Kuuma terase valuplokkidesse valamisel eralduvad sulast väga kiiresti karbiidid. Mõnes piirkonnas moodustavad need ebaühtlased kogunemispiirkonnad, mis hiljem muutuvad pragude tekkekohaks.

Pulbri valmistamisel kasutatakse spetsiaalset pulbrit, mis sisaldab kõiki vajalikke komponente. See paagutatakse spetsiaalses vaakummahutis kõrgel temperatuuril ja rõhul. See aitab kaasa materjali hankimiselehomogeenne.

Rakendus

R6M5 terast kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes. Kõige sagedamini kasutatakse seda metallurgia trei-, frees- ja puurmasinate lõikeriistade valmistamiseks. Selle põhjuseks on selle tugevus, kuumakindlus ja kõvadus.

Sellest valmistatakse reeglina puurid, kraanid, stantsid, lõikurid. R6M5 terasest metallilõikur sobib suurepäraselt suurel kiirusel lõikamiseks, pealegi ei vaja jahutusvedeliku jahutamist. Harvad pole ka R6M5 terasest nuga.

Kuna volframi-molübdeeni sulamil on kõrge kõvadus ja tugev tugevus, kasutatakse seda sageli tugevate käepidemetega ja kaunite mustritega nugade valmistamiseks.

Elementide legeerimine vajalikus koguses võimaldas luua ainulaadse terase, mis praktiliselt ei roosteta ja on hea lihvitavusega. See võimaldab lukksepatööl suurendada lõikekiirust 4 korda.

Seda kasutatakse ka kuumakindlate kuullaagrite tootmiseks, mis töötavad suurel kiirusel temperatuuril 500–600 °C. R6M5 sulami analoogid on R12, R10K5F5, R14F4, R9K10, R6M3, R9F5, R9K5, R18F2, 6M5K5. Kui karestamistööriistade (puurid, lõikurid) valmistamiseks kasutatakse reeglina volframi-molübdeeni sulameid, siis viimistlemiseks (hõõritsad, tõmblused) vanaadiumi (R14F4). Igal lõikeriistal peab olema märgistus, mis võimaldab teil teada saada, millisest sulamist see on valmistatud.