Oceľ R6M5: vlastnosti, použitie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Zliatina prvku ôsmej skupiny periodického systému Mendelejeva s atómovým číslom 26 (železo) s uhlíkom a niektorými ďalšími prvkami sa bežne nazýva oceľ. Má vysokú pevnosť a tvrdosť, bez plasticity a viskozity v dôsledku uhlíka. Legujúce prvky zvyšujú pozitívne vlastnosti zliatiny. Oceľ sa však považuje za kovový materiál, ktorý obsahuje aspoň 45 % železa.

Pozrime sa na zliatinu, akou je oceľ R6M5, a zistime, aké vlastnosti má a v akých oblastiach sa používa.

Mangán ako legujúci prvok

Do 19. storočia sa na spracovanie neželezných kovov a dreva používala obyčajná oceľ. Jeho rezné vlastnosti na to úplne stačili. Pri pokuse o spracovanie oceľových dielov sa však nástroj veľmi rýchlo zahrieva, opotrebováva a dokonca sa deformuje.

Anglický metalurg R. Muschette experimentmi zistil, že preAby bola zliatina pevnejšia, je potrebné do nej pridať oxidačné činidlo, ktoré z nej uvoľní prebytočný kyslík. Do liatej ocele začali pridávať zrkadlovú liatinu, ktorá obsahovala mangán. Keďže ide o legujúci prvok, jeho percento by nemalo presiahnuť 0,8 %. Oceľ R6M5 teda obsahuje od 0,2 % do 0,5 % mangánu.

Tungsten Iron

Už v roku 1858 veľa vedcov a metalurgov pracovalo na získavaní zliatin s volfrámom. S istotou vedeli, že je to jeden z najžiaruvzdornejších kovov. Jeho pridanie do ocele ako legujúceho prvku umožnilo získať zliatinu, ktorá odolala vysokým teplotám a napriek tomu sa neopotrebovala.

Oceľ R6M5 obsahuje 5,5 – 6,5 % volfrámu. Zliatiny so svojim obsahom najčastejšie začínajú písmenom „P“a nazývajú sa vysokorýchlostné. V roku 1858 získala spoločnosť Muschette prvú oceľ obsahujúcu 9 % volfrámu, 2,5 % mangánu a 1,85 % uhlíka. Neskôr, pridaním ďalších 0,3 % C, 0,4 % Cr a odstránením 1,62 % Mn, 3,56 % W, metalurg získal zliatinu nazývanú samokal (P6M5). Podľa svojich vlastností je tiež podobná oceli P18.

Nedostatok volfrámu

Samozrejme, v 60. rokoch 19. storočia, keď bolo veľa prvkov v plnom množstve, bola oceľ s prídavkom volfrámu považovaná za najsilnejšiu. Postupom času je tohto prvku v prírode čoraz menej a cena zaň rastie.

Z ekonomického hľadiska sa pridávanie veľkého množstva W do ocele stalo nepraktickým. Z tohto dôvodu je oceľ R6M5 oveľa populárnejšia ako oceľ R18. Pri pohľade na ich chemické zloženie môžete vidieť, že obsah volfrámu v P18 je 17-18,5%, zatiaľ čo v zliatine volfrámu a molybdénu je to maximálne 6,5%. Okrem toho je v samovolači prítomných až 0,25 % medi a až 5,3 % molybdénu.

Iné legujúce prvky

Oceľ R6M5 okrem vyššie uvedeného uhlíka, mangánu, volfrámu a molybdénu obsahuje aj kob alt (do 0,5 %), chróm (4,4 %), meď (0,25 %), vanád (2,1 %), fosfor (0,03%), síra (0,025%), nikel (0,6%) kremík (0,5%). Na čo slúžia?

Každý legovací prvok má svoju vlastnú funkciu. Takže napríklad chróm je potrebný na tepelné tvrdenie, zatiaľ čo nikel zvyšuje húževnatosť. Molybdén a vanád prakticky eliminujú popúšťaciu krehkosť. Niektoré legujúce prvky zlepšujú vlastnosti ocele, ako je červená tvrdosť a tvrdosť za tepla.

Ocel R6M5, ktorej vlastnosti študujeme, má v kalenom stave tvrdosť 66 HRC pri skúšobnej teplote do 600 °C. To znamená, že ani pri silnom zahriatí nestráca svoje pevnostné charakteristiky, čo znamená, že sa neopotrebováva ani nedeformuje.

Označenie Р6М5

Dešifrovanie ocele závisí od toho, ako je vyrobená, aké legujúce prvky obsahuje a koľko uhlíka obsahuje. Existujú označenia pre rôzne typy. Ak napríklad zliatina neobsahuje legujúce prvky, potom je označená ako „St“a vedľa nej je číslo, ktoré ukazuje priemerný obsah uhlíka v oceli (St20,Art45).

V nízkolegovaných zliatinách najskôr nasleduje percento uhlíka a potom písmená označujúce chemické prvky (10KhSND, 20KhN4FA). Ak vedľa nich nie sú žiadne čísla, ako v príklade, potom obsah každého z nich nepresahuje 1%. Písmeno „P“v triede zliatiny označuje, že ide o vysokorýchlostné rezanie (rýchle).

Za ním je číslo – toto je percento volfrámu (P9, P18), a potom písmená a čísla sú legujúce prvky a ich percento. Z toho vyplýva, že rýchlorezná oceľ R6M5 obsahuje až 6 % volfrámu a až 5 % molybdénu.

Žíhanie

Výroba takejto zliatiny je spravidla klasická a bude sa používať pre všetky rýchlorezné ocele. Treba si však uvedomiť, že na to, aby bola zliatina volfrámu a molybdénu skutočne pevná, tvrdá a odolná voči opotrebovaniu, musí byť žíhaná.

Ak iné druhy, napríklad St45, počas žíhania stratia svoje vlastnosti pevnosti, potom sa vysokorýchlostné, naopak, zlepšia a stanú sa silnejšími a tvrdšími. Preto je R6M5 pred kalením žíhaný. Ako sa to stane?

Valcované výrobky (napríklad oceľový plech R6M5) s hrúbkou asi 22 mm sa ohrievajú v špeciálnej peci na teplotu 870 °C, potom sa ochladia na 800 °C a potom sa znova zahrejú. Takýchto cyklov môže byť asi 10.

Po piatej je navyše potrebné postupne znižovať teplotu. Napríklad opätovné zahriatie, ale až na 850 °C, ochladenie na 780 °C. A tak ďalej, kým nedosiahne 600 °C.

Takýto zložitý proces žíhania je spôsobený prítomnosťou zŕnaustenitu v legovaných zliatinách, čo je vysoko nežiaduce. Zahrievanie a chladenie umožňuje, aby sa legovacie prvky čo najviac rozpustili, ale austenit nebude rásť.

Ak nevydržíte teplotný režim a žíhate pri teplote vyššej ako 900°C, tak v zliatine vzniká zvýšené množstvo austenitu a tvrdosť klesá. Chladenie sa odporúča vykonávať pomocou olejových kúpeľov, ktoré ochránia zliatinu volfrámu a molybdénu pred prasklinami a prepichmi.

Výrobná metóda P6M5

Samozrejme, ako každá iná zliatina, aj R6M5 sa vyrába v rôznych sortimentoch. Takže v niektorých dielňach sa vysokorýchlostná horúca oceľ naleje do ingotov. V inej výrobe sa valcuje valcovaním za tepla. Na tento účel sa zahriate ingoty stlačia medzi valcami valcovacej stolice. Jeho výsledný tvar bude závisieť od tvaru samotných hriadeľov.

Oceľ R6M5 sa široko používa na diely pracujúce pri vysokých teplotách. Z tohto dôvodu je oceľ s práškovým nástrekom v poslednej dobe veľmi populárnou metódou výroby ocele.

Pri liatí horúcej ocele do ingotov dochádza k veľmi rýchlemu uvoľňovaniu karbidov z taveniny. V niektorých oblastiach tvoria nerovnomerné oblasti akumulácie, ktoré sa neskôr stávajú miestom iniciácie trhlín.

Pri výrobe prášku sa používa špeciálny prášok, ktorý obsahuje všetky potrebné zložky. Je spekaný v špeciálnej vákuovej nádobe pri vysokej teplote a tlaku. To prispieva k tomu, že sa materiál získavahomogénne.

Aplikácia

Oceľ R6M5 je široko používaná v rôznych priemyselných odvetviach. Najčastejšie sa používa na výrobu rezných nástrojov pre sústružnícke, frézovacie a vŕtacie stroje v hutníctve. Je to kvôli jeho vlastnostiam pevnosti, tepelnej odolnosti, tvrdosti.

Spravidla sa z neho vyrábajú vrtáky, závitníky, matrice, frézy. Nástroj na rezanie kovov z ocele R6M5 je vynikajúci na rezanie pri vysokých rýchlostiach, navyše nevyžaduje chladenie chladiacej kvapaliny. Nôž vyrobený z ocele R6M5 tiež nie je nezvyčajný.

Pretože zliatina volfrámu a molybdénu má vysokú tvrdosť a vysokú húževnatosť, často sa používa na výrobu nožov so silnou rukoväťou a krásnymi vzormi.

Zliatinové prvky v požadovanom množstve umožnili vytvoriť jedinečnú oceľ, ktorá prakticky nehrdzavie a má dobrú brúsiteľnosť. To umožňuje zámočníckym prácam zvýšiť rýchlosť rezania 4-krát.

Používa sa aj na výrobu tepelne odolných guľôčkových ložísk, ktoré bežia pri vysokej rýchlosti pri 500-600°C. Analógy zliatiny R6M5 sú R12, R10K5F5, R14F4, R9K10, R6M3, R9F5, R9K5, R18F2, 6M5K5. Ak sa zliatiny volfrámu a molybdénu spravidla používajú na výrobu nástrojov na hrubovanie (vŕtačky, frézy), potom vanád (R14F4) na konečnú úpravu (výstružníky, preťahovače). Každý rezný nástroj musí mať označenie, ktoré vám umožní zistiť, z akej zliatiny je vyrobený.