2. Инструментальные стали пониженной прокаливаемости

В эту группу входят все углеродистые инструментальные стали, а также стали с небольшим содержанием легирующих элементов и поэтому не сильно отличающиеся от углеродистых по прокаливаемости. Важнейшее технологическое свойство — слабая прокаливаемость — объединяет эти стали в одну группу.

Все стали указанной группы должны закаливаться в воде, и инструмент из этих сталей имеет, как правило, незакаленную сердцевину. Это следует учесть при выборе стали на инструмент, при его конструировании, проведении термической обработки и эксплуатации.

Таблица 43. (см. скан) Состав инструментальных сталей пониженной прокаливаемости (ГОСТ 1435-74, ГОСТ 6950-73)

Состав инструментальных сталей пониженной прокаливаемости указан в табл. 43. Как видно, углеродистые инструментальные стали подразделяются на марки Буква У показывает, что эта сталь углеродистая, цифра — среднее содержание углерода в десятых долях процента (значит, сталь содержит примерно

Рис. 305. Прокаливаемость углеродистой стали а — закалка в зоне с температуры 790 °С; б — шкала прокаливаемости

В конце таблицы приведены легированные стали, отличающиеся некоторым повышением содержания марганца и введением около (стали марок Х06, Х05, 85ХФ).

Как отмечалось, неглубокая прокаливаемость — характерный признак этих сталей. На рис. 305, а приведены кривые распределения твердости по сечению брусков диаметром 12; 20 и 27 мм, которые показывают, что, несмотря на интенсивное охлаждение в воде, сердцевина стали не получает мартенситной твердости, т. е. сталь насквозь не прокаливается даже в сечении диаметром 12 мм.

Опыт показывает, что прокаливаемость сталей этой группы весьма непостоянна. Отдельные плавки одной и той же марки могут прокаливаться на разную глубину, поэтому введен контроль этих сталей на прокаливаемость (рис. 305, б) (обычно балл I и V является браковочным).

Свойства углеродистых инструментальных сталей, а также режимы их термической обработки зависят главным образом от содержания в стали углерода (рис. 306).

В закаленной стали тетрагональность мартенсита и внутренние напряжения создают значительную хрупкость, поэтому после закалки отпуск является обязательным.

Рис. 306. Температура закалки углеродистых инструментальных сталей

Температура отпуска определится величиной рабочей твердости, которой должен обладать инструмент. Рекомендуемая температура отпуска для некоторых инструментов показана в табл. 44.

Таблица 44. (см. скан) Температура отпуска различного инструмента из углеродистой стали

Основные принципы выбора марки стали (по углероду) и температуре отпуска следующие: чем выше твердость (больше углерода, допустим, более низкий отпуск), тем выше износоустойчивость, но меньше прочность. Следовательно, если работа не сопровождается ударом, лезвийная кромка имеет достаточное сечение — желательно иметь высокую твердость и выше) и, следовательно, следует применять высокоуглеродистые стали (например, и давать низкий отпуск (150-200 °С), в противных случаях используют стали с меньшим содержанием углерода после отпуска при 250— 300 °С .