Быстрорежущая сталь Р6М5 и её характеристики

Расшифровка

• Буква Р — указывает, что сталь быстрорежущая;
• Цифра 6 — указывает на наличие Вольфрама (W) и его средний % в стали (в данной стали значение Вольфрама 5.70–6.70%);
• Буква М — указывает на наличие Молибдена (Mo);
• Цифра 5 — указывает на средний % содержания Молибдена (в данной стали значение Молибдена 4,8–5,3%);
• Буква К — указывает на наличие Кобальта (Co);
• Цифра 5 — указывает на средний % содержания Кобальта (в данной стали значение Кобальта 4,7–5,2%).

Характеристики стали

К главным свойствам данной марки стали относят повышенную вязкость, хорошую износостойкость и приемлемые показатели шлифуемости. Обладает повышенной склонностью к обезуглероживанию. Это позволяет применять данный металл для всех видов режущего инструмента, заточенного под обработку легированных углеродистых конструкционных изделий, в частности, дробеструйной обработки.

Вольфрамово-молибденовая серия сохраняет свои свойства при высоких температурах. Прочность на изгиб составляет 4700 мегапаскалей. Превосходство в термопластичности и ударной вязкости составляет порядка 50 процентов.

Еще одним неоспоримым достоинством данной марки является умение держать заточку. Для этого лучше использовать быстрорез. Прекрасные показатели по ударным нагрузкам делают ее актуальной в плане применения для создания сверл, развертки и кранов.

Химический состав стали Р6М5К5

Стоимость металла

Приобрести указанную сталь в готовом виде относительно несложно, но стоимость при этом довольно высокая. Например, инструментальный круг в зависимости от толщины стоит от 600 до 1350 рублей за килограмм. Инструментальная полоса отпускается за 620 рублей.

Цены могут варьироваться в довольно широком диапазоне. Но высокая стоимость такой стали позволяет в дальнейшем сбывать ее по достаточно высокой цене. Вторичная цена по изделиям из быстрорежущей стали оказывается выше, чем аналоги стандартных марок металла. Отслужившие свой срок конструкции могут применяться в качестве делового лома с повышенной стоимостью.

Механические свойства стали Р6М5К5 в термообработанном состоянии при повышенных °С

Закалка стали

Термическая обработка р6м5 имеет ряд особенностей, связанных со свойствами данной марки касающихся обезуглероживания и длительности нагрева под закалку. Сначала делают отпуск при 200 и 300 градусах по часу на каждый. Затем по 3 минуты обработка при 690 и 860 градусах, а затем полторы минуты идет обработка при температуре 1230 градусов. После чего металл охлаждается до неравновесного состояния в селитре, масле и на воздухе.

В дальнейшем применяют троекратный отпуск при 560 градусах при полуторачасовой выдержке. На этих стадиях добавляются легирующие элементы с образованием карбида для создания достаточной прочности. Необходимо также производить предварительный отжиг, что избавляет металл от хрупкости и придает дополнительную прочность.

Физические свойства Р6М5К5

Сталь Р6М5К5 инструментальная быстрорежущая

Расшифровка

• Согласно ГОСТ 19265-73 буква Р означает, что сталь быстрорежущая.
• Следующая за буквой Р цифра 6 указывает среднюю массовую долю вольфрама в %, т.е. средняя массовая доля вольфрама в стали 6%.
• Буква М означает, что сталь легирована молибденом, следующая за буквой цифра 5 указывает массовую долю молибдена в стали в %, т.е. содержание молибдена в стали около 5%.
• Буква К означает, что сталь легирована кобальтом, следующая за буквой цифра 5 указывает массовую долю кобальта в стали в %, т.е. содержание кобальта в стали около 5%.
• Согласно ГОСТ 19265-73 в обозначении марки стали Р6М5К5 не указывают массовую долю хрома и ванадия.

Иностранные аналоги [1]

Вид поставки

• Сортовой прокат, в том числе фасонный: ГОСТ 19265-73, ГОСТ 2590-88, ГОСТ 2591-88.
• Калиброванный пруток ГОСТ 19265-73, ГОСТ 7417-75.
• Шлифованный пруток и серебрянка ГОСТ 19265-73, ГОСТ 14955-77.
• Полоса ГОСТ 19265-73, ГОСТ 4405-75.
• Поковки и кованые заготовки ГОСТ 19265-73, ГОСТ 1133-71.

Характеристики и применение

Вольфрамомолибденовая столь Р6М5К5 применяется для обработки высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущей кромки. Эта сталь — основная марка быстрорежущей стали повышенной производительности, применяемая для изготовления различных черновых и получистовых инструментов (фрез, долбяков, зенкеров, резьбонарезных и т. п.), предназначенных для обработки углеродистых и легированных конструкционных сталей на повышенных режимах резания, а также нержавеющих сталей и жаропрочных сплавав. Рекомендуется взамен стали Р18К5Ф, как более экономичная и взамен стали Р9К5, как имеющая более высокие (на 25-30%) режущие свойства [2].

Содержание в стали кобальта улучшает теплостойкость до 645 °С из-за повышения температур α → γ-превращения, затруднения коагуляции карбидов и его воздействия на образование θ фазы. Положительное влияние кобальта на теплостойкость и теплопроводность сталей с 0,7-0,9 % С должно возрастать с увеличением его содержания (до 10-15 % и выше). Одновременно ухудшаются механические свойства. Таким же образом влияет и увеличение содержания вольфрама (молибдена) при постоянном содержании кобальта.

Сталь Р6М5К5 имеет теплостойкость 630 °С, что ниже, чем у стали Р12Ф4К5; вторичная твердость стали Р6М5К5 также меньше и она составляет 65-65,5 HRC. Это связано с необходимостью назначения более низких температур закалки, а следовательно, с трудностью насыщения твердого раствора до уровня, получаемого у стали Р12Ф4К5. Износостойкость стали Р6М5К5 ниже из-за меньшей твердости и отсутствии в ее структуре карбидов МС. Механические свойства стали Р6М5К5 на 20-30 % выше, чем у стали Р12Ф4К5.

Технологический недостаток стали Р6М5К5 — повышенная чувствительность к обезуглероживанию. Ее шлифуемость хорошая.

Это определяет область применения стали Р6М5К5 [3].

Температура критических точек, °С [2]

Химический состав, % (ГОСТ 19265-73)

Режимы окончательной термической обработки

Твердость (ГОСТ 19265-73)

Механические свойства стали в состоянии поставки (после отжига) при 20 °С [4]

ПРИМЕЧАНЕ.

• σ0,05 — Предел упругости
• σ0,2 — Предел текучести
• σв — Временное сопротивление
• δ — Относительное удлинение
• ψ — Относительное сужение поперечного сечения
• σсж 0,2 — Предел текучести при сжатии
• σсж — Предел прочности при сжатии
• ε — Относительная осадка при появлении первой трещины
• τк — Предел прочности при кручении — максимальное касательное напряжение
• γ — Относительный сдвиг

Механические свойства стали в состоянии поставки (после отжига) при повышенных температурах [4]

Механические свойства стали в состоянии поставки при 20 °С [4]

Механические свойства стали в термообработанном состоянии при повышенных температурах [4]

Твердость стали в зависимости от температуры отпуска [2]

ПРИМЕЧАНИЕ. Закалка с 1220 °С в масле; отпуск трехкратный по 1 ч.

Технологические свойства [2]

Температура ковки, °С: начала 1160, конца 850.

Охлаждение в колодцах при 750-780 °С.

Температура ковки и отжига [2]

1. температурные интервалы ковки 1160-850 °С;
2. охлаждение после ковки в колодцах при 750-800 °С;
3. отжиг при 840-860 °С, охлаждение 40 град/ч до 730-740 °С, выдержка не менее 4 ч, охлаждение 50 град/ч до 600 °С, на воздухе;
4. твердость после отжига не более HB 269

Красностойкость (ГОСТ 19265-73)

ПРИМЕЧАНИЕ. Шлифуемость — хорошая (ГОСТ 19265-73).

Плотность ρп кг/см3 при температуре испытаний, °C

Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)

Модуль Юнга (нормальной упругости) Е, ГПа

Модуль упругости при сдвиге на кручение G, ГПа

Удельное электросопротивление ρ нОм*м

Библиографический список

1. Шишков М.М. Марочник сталей и сплавов. 2000 г.
2. Позняк Л.А. Инструментальные стали. Справочник. 1977 г.
3. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. 1983 г.
4. ГСССД 9-79 — Государственная служба стандартных справочных данных

Узнать еще

Сталь 20ХГНР конструкционная легированная…

Сталь 12Х18Н9Т коррозионностойкая, жаростойкая, жа…

Сталь У12, У12А инструментальная углеродистая…

Сталь 7X3 инструментальная штамповая…

Применение сплава

После получения первых образцов стали Р6М5, она быстро заняла своё место на производстве. Ей нашли применение при резке других материалов в условиях экстремальных температур. Быстрорежущая сталь прекрасно справляется со своими задачами.

В таких операциях она гораздо надёжнее, чем какие-нибудь нержавеющие сплавы. Благодаря высоким показателям твёрдости в 62-65 HRC, сталь Р6М5 превосходно держит заточку. Ударные перегрузки также сплав переносит на отлично.

Благодаря этой особенности из металла делают: краны, свёрла и развёртки. Такие качества были замечены и ножеделами. Сегодня этот сплав широко применяется для изготовления ножей. Эту марку стали использую довольно знаменитые изготовители.

Проводится масса экспериментов по качественным характеристикам клинков. Они прекрасно справляются с предметами повышенной прочности: кости, хрящи, толстые верёвки, канаты, древесина жёстких пород и прочими материалами.

Проводился тест, суть заключалась в следующем, клинком из Р6М5 разрезали железную пластинку в несколько миллиметров. И клинок с этой задачей справился. Для изготовления ножей сталь закаливают до 60-62 HRC. Но при необходимости её можно закалить и до 67 HRC.

Применение Р6М5 в производстве и быту

Р6М5 часто применяют для производства ножей, причем как в серийном производстве, так и в быту. Надо отметить, что правильно заточенный нож справляется практически любым материалом, в интернете можно найти видео где видно как нож, произведенный из этой марки, режет пластину из металла.

Несмотря на высокую цену, ножи из Р6М5 весьма популярны в быту, но проблема заключается в том, изделие из этой стали сложно заточить и поэтому чаще всего такой нож можно встретить у охотников, туристов и пр.

Практически в каждом доме можно встретить электроинструмент, а вот вся технологическая оснастка и инструмент выполняется из Р6М5.

Сверла из этой стали применяют для различных работ по дому. Из этого сплава производят такие изделия, как:

• простые сверла, заточенные с одной стороны;
• выполненные в виде коронки, они предназначены для гипсокартона;
• с концовкой, выполненной в форме копья.

Конечно, из этой стали производят и сверла для работы с металлом.

В промышленности, Р6М5, применяют для изготовления различного инструмента, например:

• развертки;

• плашки (лерки);

• долбежные резцы;

• полотна для ручных и механических ножовок.

Особенности заточки

Изделия из Р6М5 подвергаются периодическому затуплению. Сразу можно сказать, что обыкновенные круги, выполненные из электрокорунда, вряд ли помогут выполнить заточку. Для этого целесообразно применять абразивы, изготовленные на основании эльбора.

Для заточки и правки применяют круги плоского профиля (ПП), а также чашечные. Но заточка кругами на основе эльбора имеет свои недостатки, выражающиеся в некачественной чистоте поверхности и появлению изменений в структуре металла.

Для достижения максимального эффекта от заточки Р6М5 рекомендовано выполнять заточку в два захода:

• предварительная, для этого применяют круги с зерном 40;
• чистовая, для этого используют круги с зерном 25 — 16.

Аналоги

Российская марка стали Р6М5 имеет аналоги в самых разных странах. Все они имеют маркировку HSS, что расшифровывается как – High Speed Steel. А в переводе это означает – высокоскоростная сталь. Отечественными аналогами являются: Р12, Р10К5Ф5, Р18.

Но в этих сплавах высокий процент содержания вольфрама, что увеличивает их стоимость на рынке. Зарубежные аналоги по цене сопоставимы со сталью Р6М5. Вот несколько примеров маркировок в разных странах:

• Японская – SKH51;
• Американская – T11302, M2;
• Английская – 3343, BM2;
• Французская – HS6-5-2, HS6-5-2HC, X85WMoCrV6-5-4, Z85WDCV;
• Немецкие – HS6-5-2, S6-5-2, S6-5-2S, SC6-5-2;
• Польская – SW7M;
• Китай – W6Mo5Cr4V2;
• Итальянская — HS6-5-2, X82WMoV6-5.