Thép R6M5: đặc điểm, ứng dụng

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Hợp kim của một nguyên tố thuộc nhóm thứ tám của hệ thống tuần hoàn Mendeleev có số hiệu nguyên tử 26 (sắt) với cacbon và một số nguyên tố khác thường được gọi là thép. Nó có độ bền và độ cứng cao, không có độ dẻo và độ nhớt do cacbon. Các nguyên tố hợp kim làm tăng các đặc tính tích cực của hợp kim. Tuy nhiên, thép được coi là vật liệu kim loại chứa ít nhất 45% sắt.

Hãy xem xét một hợp kim chẳng hạn như thép R6M5 và tìm hiểu xem nó có những đặc điểm gì và nó được sử dụng trong những lĩnh vực nào.

Mangan như một nguyên tố hợp kim

Cho đến thế kỷ 19, thép thông thường được sử dụng để gia công kim loại màu và gỗ. Đặc điểm cắt của nó khá đủ cho việc này. Tuy nhiên, khi cố gắng gia công các bộ phận bằng thép, dụng cụ nóng lên rất nhanh, mòn và thậm chí biến dạng.

Nhà luyện kim người Anh R. Muschette, thông qua các thí nghiệm, đã phát hiện ra rằngĐể làm cho hợp kim bền hơn, cần phải thêm một chất oxi hóa vào nó, chất này sẽ giải phóng lượng oxi dư ra khỏi nó. Họ bắt đầu thêm gang tráng gương, có chứa mangan, để đúc thép. Vì nó là một nguyên tố hợp kim, tỷ lệ phần trăm của nó không được vượt quá 0,8%. Vì vậy, thép R6M5 chứa từ 0,2% đến 0,5% mangan.

Sắt vonfram

Ngay từ năm 1858, nhiều nhà khoa học và nhà luyện kim đã làm việc để thu được các hợp kim với vonfram. Họ biết chắc chắn rằng nó là một trong những kim loại chịu lửa nhất. Thêm nó vào thép như một nguyên tố hợp kim giúp chúng ta có thể thu được một hợp kim có thể chịu được nhiệt độ cao mà vẫn không bị mài mòn.

Thép R6M5 chứa 5,5-6,5% vonfram. Các hợp kim có nội dung của nó thường bắt đầu bằng chữ "P" và được gọi là tốc độ cao. Năm 1858 Muschette thu được loại thép đầu tiên chứa 9% vonfram, 2,5% mangan và 1,85 cacbon. Sau đó, thêm 0,3% C, 0,4% Cr vào nó và loại bỏ 1,62% Mn, 3,56% W, nhà luyện kim thu được một hợp kim gọi là samokal (P6M5). Theo đặc điểm của nó, nó cũng tương tự như thép P18.

Thiếu vonfram

Tất nhiên, vào những năm 1860, khi nhiều nguyên tố phong phú hoàn toàn, thép có bổ sung vonfram được coi là loại thép mạnh nhất. Theo thời gian, yếu tố này trong tự nhiên ngày càng ít đi và cái giá phải trả cho nó ngày càng tăng.

Từ quan điểm kinh tế, việc thêm một lượng lớn W vào thép đã trở nên không thực tế. Vì lý do này, thép R6M5 phổ biến hơn nhiều so với R18. Nhìn vào thành phần hóa học của chúng, bạn có thể thấy hàm lượng vonfram trong P18 là 17-18,5%, trong khi trong hợp kim vonfram-molypden tối đa lên đến 6,5%. Ngoài ra, lên đến 0,25% đồng và lên đến 5,3% molypden có trong trình tự gọi.

Các nguyên tố hợp kim khác

Ngoài cacbon, mangan, vonfram và molypden ở trên, thép R6M5 còn chứa coban (lên đến 0,5%), crom (4,4%), đồng (0,25%), vanadi (2,1%), phốt pho (0,03%), lưu huỳnh (0,025%), niken (0,6%) silic (0,5%). Chúng dùng để làm gì?

Mỗi nguyên tố hợp kim có chức năng riêng. Vì vậy, ví dụ, crom cần thiết để làm cứng nhiệt, trong khi niken làm tăng độ dẻo dai. Molypden và vanadi hầu như loại bỏ tính giòn của nhiệt độ. Một số nguyên tố hợp kim cải thiện tính chất thép như độ cứng đỏ và độ cứng nóng.

Thép R6M5, đặc tính mà chúng tôi đang nghiên cứu, ở trạng thái cứng có độ cứng 66 HRC ở nhiệt độ thử nghiệm lên đến 600 ° C. Điều này có nghĩa là ngay cả khi bị gia nhiệt mạnh, nó vẫn không bị mất đi các đặc tính về độ bền, có nghĩa là nó không bị mòn hoặc biến dạng.

Chỉ định Р6М5

Việc giải mã thép phụ thuộc vào cách nó được tạo ra, nó bao gồm những nguyên tố hợp kim nào và nó chứa bao nhiêu carbon. Có các chỉ định cho các loại khác nhau. Ví dụ, nếu hợp kim không chứa các nguyên tố hợp kim, thì nó được ký hiệu là "St" và bên cạnh nó là một số thể hiện hàm lượng cacbon trung bình trong thép (St20,Điều 45).

Trong hợp kim hợp kim thấp, trước tiên là phần trăm cacbon, sau đó là các chữ cái biểu thị các nguyên tố hóa học (10KhSND, 20KhN4FA). Nếu không có số nào bên cạnh chúng, như trong ví dụ, thì hàm lượng của mỗi số đó không vượt quá 1%. Chữ "P" trong cấp của hợp kim chỉ ra rằng nó là loại cắt tốc độ cao (nhanh).

Theo sau nó là một số - đây là phần trăm vonfram (P9, P18), sau đó các chữ cái và số là các nguyên tố hợp kim và tỷ lệ phần trăm của chúng. Từ đó, thép tốc độ cao R6M5 chứa tới 6% vonfram và lên đến 5% molypden.

Ủ

Theo quy luật, việc sản xuất hợp kim như vậy là cổ điển và sẽ được sử dụng cho tất cả các loại thép tốc độ cao. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng để hợp kim vonfram-molypden thực sự bền, cứng và chống mài mòn, nó phải được ủ.

Nếu các hạng khác, ví dụ, St45, mất đi đặc tính sức mạnh trong quá trình ủ, thì ngược lại, hạng tốc độ cao sẽ cải thiện và ngày càng mạnh hơn. Đó là lý do tại sao R6M5 được ủ trước khi đóng rắn. Nó xảy ra như thế nào?

Các sản phẩm dạng cuộn (ví dụ, thép tấm R6M5) có độ dày khoảng 22 mm được nung trong lò đặc biệt đến nhiệt độ 870 ° C, sau đó làm nguội đến 800 ° C, và sau đó nung lại. Có thể có khoảng 10 chu kỳ như vậy.

Ngoài ra, sau ngày thứ năm, cần phải giảm nhiệt độ dần dần. Ví dụ, đun nóng lại nhưng lên đến 850 ° C, hạ nhiệt xuống 780 ° C. Và cứ tiếp tục như vậy cho đến khi nó đạt đến 600 ° C.

Quá trình ủ phức tạp như vậy là do sự hiện diện của các loại ngũ cốcAustenit trong các hợp kim đúc hợp kim, rất không mong muốn. Hệ thống sưởi và làm mát cho phép các nguyên tố hợp kim hòa tan càng nhiều càng tốt, nhưng Austenit sẽ không phát triển.

Nếu bạn không chịu được chế độ nhiệt độ và ủ ở nhiệt độ hơn 900 ° C, thì lượng Austenit tăng lên sẽ được hình thành trong hợp kim và độ cứng giảm xuống. Việc làm mát được khuyến nghị nên thực hiện bằng cách sử dụng bể dầu, điều này sẽ bảo vệ hợp kim vonfram-molypden khỏi các vết nứt và vết thủng.

Phương pháp sản xuất P6M5

Tất nhiên, giống như bất kỳ hợp kim nào khác, R6M5 được sản xuất với nhiều loại khác nhau. Vì vậy, trong một số phân xưởng, thép nóng tốc độ cao được đổ thành thỏi. Trong một sản xuất khác, nó được cán bằng cán nóng. Để làm điều này, các thỏi nung nóng được nén giữa các cuộn của máy cán. Hình dạng kết quả của nó sẽ phụ thuộc vào hình dạng của chính các trục.

Mác thépR6M5 được sử dụng rộng rãi cho các bộ phận hoạt động ở nhiệt độ cao. Vì lý do này, thép sơn tĩnh điện gần đây là một phương pháp sản xuất thép rất phổ biến.

Khi đổ thép nóng vào thỏi, sẽ có một sự giải phóng rất nhanh các cacbua từ quá trình nóng chảy. Ở một số khu vực, chúng hình thành các vùng tích tụ không đồng đều, sau này trở thành nơi bắt đầu nứt.

Trong sản xuất bột, một loại bột đặc biệt được sử dụng, có chứa tất cả các thành phần cần thiết. Nó được thiêu kết trong một thùng chứa chân không đặc biệt ở nhiệt độ và áp suất cao. Điều này góp phần vào thực tế là vật liệu thu đượcđồng nhất.

Đơn

ThépR6M5 được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau. Thông thường nó được sử dụng để sản xuất các công cụ cắt cho máy tiện, máy phay và máy khoan trong luyện kim. Điều này là do các đặc tính của nó về sức mạnh, khả năng chịu nhiệt, độ cứng.

Theo quy luật, các mũi khoan, vòi, khuôn dập, máy cắt được làm từ nó. Dụng cụ cắt kim loại được làm bằng thép R6M5 tuyệt vời để cắt ở tốc độ cao, hơn nữa, nó không yêu cầu làm mát bằng dung dịch làm mát. Một con dao làm bằng thép R6M5 cũng không phải là hiếm.

Vì hợp kim vonfram-molypden có độ cứng cao và độ dẻo dai cao nên nó thường được sử dụng để làm các loại dao có tay cầm chắc chắn và hoa văn đẹp.

Các nguyên tố hợp kim với số lượng yêu cầu cho phép để tạo ra một loại thép duy nhất thực tế không bị gỉ và có khả năng mài tốt. Điều này cho phép công việc của thợ khóa tăng tốc độ cắt lên gấp 4 lần.

Nó cũng được sử dụng để sản xuất ổ bi chịu nhiệt chạy ở tốc độ cao ở 500-600 ° C. Các chất tương tự của hợp kim R6M5 là R12, R10K5F5, R14F4, R9K10, R6M3, R9F5, R9K5, R18F2, 6M5K5. Theo quy định, nếu hợp kim vonfram-molypden được sử dụng để sản xuất các công cụ để gia công thô (máy khoan, máy cắt), thì vanadi (R14F4) để hoàn thiện (doa, máy mài). Mỗi dụng cụ cắt phải có nhãn hiệu cho phép bạn biết nó được làm bằng hợp kim gì.