Stal narzędziowa stopowa do pracy na zimno

Stal narzędziowa stopowa do pracy na zimno, dzięki zawartym w składzie chemicznym pierwiastkom (Cr, W, Mo, V)
posiada dużą hartowność, a także zwiększa swoją odporność na skręcanie, wyginanie i ścieranie.
W szczególności gatunki zawierające ok. 2% C, 12% Cr, charakteryzują się bardzo wysoką odpornością na ścieranie
Stal o zawartości węgla 0,40 - 0,55 % używana jest do produkcji narzędzi pracujących przy obciążeniach
dynamicznych ,stal o zawartości węgla 0,75-2,10 % stosowana jest do wyrobu niektórych narzędzi skrawających ,do
produkcji walców itp.

W oznaczeniu gatunku litera N oznacza stal do pracy na zimno, na drugim miejscu ( tak jak w przypadku stali do
pracy na gorąco ) jest litera lub grupa liter oznaczających składnik stopu lub grupę składników:

M - mangan
S - Krzem
C - Chrom
N - Nikiel
L - Molibden
V - Wanad
W - Wolfram
K - Kobalt
P - Nikiel+Chrom+Wolfram
Z - Wolfram+Wanad+Krzem+Chrom
B - Bor

Trzeci człon jest to liczba (na środku lub na końcu oznaczenia gatunku) która klasyfikuje stal pod względem różnicy w ilości
dodatków stopowych i węgla, lub jak w przypadku stali o takich samych dodatkach stopowych, rozróżnia te gatunki np NC6-NC10, NZ2-NZ3.
Np znak stali NPW - oznacza stal narzędziową do pracy na zimno zawierającą chrom, nikiel, wanad i wolfram.

NC6 - stal chromowo-wanadowa
NPW - stal niklowo-chromowo-wolframowo-wanadowa
NCMS - stal chromowo manganowo-krzemowa
NWC - wolframowo-chromowo-manganowa
NZ3 - stal wolframowo-chromowo-krzemowo-wanadowa
NMV - stal manganowow-wanadowa
NC11LV - stal chromowo-molibdenowo-wanadowa

Stale narzędziowe stopowe

Wpisany przez Administrator
czwartek, 16 grudnia 2010 09:29
Do stali narzędziowych stopowych możemy zaliczyć stale do pracy na gorąco, na zimno oraz stale szybkotnące. Trwałość kształtu niezależnie od środowiska pracy jest podstawowym warunkiem jaki jest stawiony tym stalom, aby temu sprostać stale te muszą posiadać większą hartowność niż stale węglowe. Dodatkowym atutem stali do pracy na zimno jest odporność na ścieranie i zwiększoną ciągliwość. Jeżeli chodzi o stale do pracy na gorąco powinny posiadać odporność na odpuszczanie. Jeżeli chodzi o stale szybkotnące do podstawowym warunkiem jest ich odporność na wysokie temperatury. Jak widać każda z tych stali posiada inne cechy, aby je zmaksymalizować należy zastosować osobny proces wytwórczy, podczas którego dodawane są odpowiednie pierwiastki węglikotwórcze takich jak: chrom, wanad, wolfram oraz molibden. Chrom – 1.5 % udział tego pierwiastka zapewnia stali możliwość łagodnego hartowania w oleju, co przekłada się na mniejsze odkształcenia oraz zapobiega pęknięciom podczas tego procesu. Dodatek 4% chromu zwiększa ciągliwość stali oraz uodparnia ją na korozję a także przegrzanie. Wanad – 0.3% tego pierwiastka zapewnia efekt tzw. twardości wtórnej podczas odpuszczania wywołany wzrostem ziarn austenitu. Dla stali szybkotnących wanad dodawany jest na poziomie 1.5 – 5%, co przekłada się bezpośrednio na zwiększenie żaroodporności, a także odporności na ścieranie. Wolfram – dodatek ten powoduje głównie zwiększenie odporności stali na ścieranie za pomocą powstawania trwałych i twardych węglików. Zwiększenie udziału wolframu dla stali do szybkotnących i do pracy na gorąco, zapewnia większą hartowność oraz powstanie twardości wtórnej. Molibden – posiada bardzo podobnie do wolframu wpływa na właściwości stali. Można go stosować zamiennie w proporcjach 2 W : 1 Mo. Molibden głównie wpływa na ciągliwość stali a dodawany w mniejszych ilościach (0.25 – 0.5 %) uodparania stal na kruchość w trakcie odpuszczania. Stosowane są również inne pierwiastki, które mają wpływ na poprawę najważniejszych właściwości stali narzędziowych: Kobalt – dodatek stosowany dla stali szybkotnących ma wpływ na zwiększenie odporności na odpuszczania, niestety ma negatywny wpływ na udarność stali. Pierwiastek ten pomaga polepsza właściwości skrawalne stali, co przekłada się na polepszenia obróbki stali trudnoobrabialnych. Nikiel – jako dodatek do stali do pracy na gorąco sprzyja hartowaniu dużych narzędzi w oleju, a nawet na wolnym powietrzu. Krzem – odpowiedzialny jest za zastopowanie spadku twardości podczas odpuszczania. Mangan - podobnie jak chrom ma wpływ na zwiększenie hartowności stali, jednak skutkiem ubocznym jest zmniejszenie odporności na przegrzanie.

czwartek, 16 grudnia 2010 09:29

Do stali narzędziowych stopowych możemy zaliczyć stale do pracy na gorąco, na zimno oraz stale szybkotnące. Trwałość kształtu niezależnie od środowiska pracy jest podstawowym warunkiem jaki jest stawiony tym stalom, aby temu sprostać stale te muszą posiadać większą hartowność niż stale węglowe. Dodatkowym atutem stali do pracy na zimno jest odporność na ścieranie i zwiększoną ciągliwość. Jeżeli chodzi o stale do pracy na gorąco powinny posiadać odporność na odpuszczanie. Jeżeli chodzi o stale szybkotnące do podstawowym warunkiem jest ich odporność na wysokie temperatury. Jak widać każda z tych stali posiada inne cechy, aby je zmaksymalizować należy zastosować osobny proces wytwórczy, podczas którego dodawane są odpowiednie pierwiastki węglikotwórcze takich jak: chrom, wanad, wolfram oraz molibden.

Chrom – 1.5 % udział tego pierwiastka zapewnia stali możliwość łagodnego hartowania w oleju, co przekłada się na mniejsze odkształcenia oraz zapobiega pęknięciom podczas tego procesu. Dodatek 4% chromu zwiększa ciągliwość stali oraz uodparnia ją na korozję a także przegrzanie.
Wanad – 0.3% tego pierwiastka zapewnia efekt tzw. twardości wtórnej podczas odpuszczania wywołany wzrostem ziarn austenitu. Dla stali szybkotnących wanad dodawany jest na poziomie 1.5 – 5%, co przekłada się bezpośrednio na zwiększenie żaroodporności, a także odporności na ścieranie.
Wolfram – dodatek ten powoduje głównie zwiększenie odporności stali na ścieranie za pomocą powstawania trwałych i twardych węglików. Zwiększenie udziału wolframu dla stali do szybkotnących i do pracy na gorąco, zapewnia większą hartowność oraz powstanie twardości wtórnej.
Molibden – posiada bardzo podobnie do wolframu wpływa na właściwości stali. Można go stosować zamiennie w proporcjach 2 W : 1 Mo. Molibden głównie wpływa na ciągliwość stali a dodawany w mniejszych ilościach (0.25 – 0.5 %) uodparania stal na kruchość w trakcie odpuszczania.

Stosowane są również inne pierwiastki, które mają wpływ na poprawę najważniejszych właściwości stali narzędziowych:

Kobalt – dodatek stosowany dla stali szybkotnących ma wpływ na zwiększenie odporności na odpuszczania, niestety ma negatywny wpływ na udarność stali. Pierwiastek ten pomaga polepsza właściwości skrawalne stali, co przekłada się na polepszenia obróbki stali trudnoobrabialnych.
Nikiel – jako dodatek do stali do pracy na gorąco sprzyja hartowaniu dużych narzędzi w oleju, a nawet na wolnym powietrzu.
Krzem – odpowiedzialny jest za zastopowanie spadku twardości podczas odpuszczania.
Mangan - podobnie jak chrom ma wpływ na zwiększenie hartowności stali, jednak skutkiem ubocznym jest zmniejszenie odporności na przegrzanie.

Stal stopowa – stal, w której oprócz węgla występują inne dodatki stopowe o zawartości od kilku do nawet kilkudziesięciu procent, zmieniające w znaczny sposób charakterystyki stali. Dodatki stopowe dodaje się by:

podnieść hartowność stali,
uzyskać większą wytrzymałość,
zmienić pewne właściwości fizyczne i chemiczne.

Stale stopowe, zwykle bardzo drogie, używane są w zastosowaniach specjalnych, tam gdzie jest to uzasadnione ekonomicznie.

Do najczęściej stosowanych dodatków w stalach zalicza się:

nikiel

Obniża temperaturę przemiany austenitycznej oraz prędkość hartowania. W praktyce ułatwia to proces hartowania i zwiększa głębokość hartowania. Nikiel rozpuszczony w ferrycie umacnia go, znacznie podnosząc wytrzymałość na uderzenie. Dodatek niklu w ilości 0,5% do 4% dodaje się do stali do ulepszania ciepłego, a w ilościach 8% do 10% do stali kwasoodpornej. W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą N.

chrom

Powoduje rozdrobnienie ziarna. Podwyższa hartowność stali. Zwiększa jej wytrzymałość. Stosowany w stalach narzędziowych i specjalnych. W tych ostatnich nawet w ilościach do 30%. W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą 'H'.

mangan

Obniża temperaturę przemiany austenitycznej, a przy zawartości powyżej 15% stabilizuje i umożliwia uzyskanie struktury austenitycznej w normalnych temperaturach. Już przy zawartościach 0,8% do 1,4% znacznie podwyższa wytrzymałość na rozciąganie, uderzenie i ścieranie. W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą G.

wolfram

Zwiększa drobnoziarnistość stali, powiększa wytrzymałość, odporność na ścieranie. Duży dodatek wolframu 8% do 20% zwiększa odporność stali na odpuszczanie. W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą W.

molibden

Zwiększa hartowność stali. Podnosi wytrzymałość i zmniejsza kruchość i podnosi odporność na pełzanie. W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą M.

wanad

Zwiększa drobnoziarnistość stali i znacznie powiększa jej twardość. W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą V (F).

kobalt

Zwiększa drobnoziarnistość stali i znacznie powiększa jej twardość. W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą K.

krzem

Normalnie traktowany jako niepożądana domieszka, zwiększa kruchość stali. Staje się pożądanym składnikiem w stalach sprężynowych. Ze względu na fakt, że zmniejsza energetyczne straty prądowe w stali, dodaje się go w ilościach do 4% do stali transformatorowej. W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą S.

tytan

W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą T.

niob

W symbolach stali jego dodatek oznacza się literami Nb.

glin (aluminium)

W symbolach stali jego dodatek oznacza się literą A.

miedź

Posiada podobne właściwości fizyczne jak czyste żelazo, lecz jest znacznie bardziej odporne na korozję. Miedź jest pożądanym dodatkiem i jej zawartość systematycznie wzrasta wraz z użyciem stali złomowej przy wytapianiu nowej stali. W symbolach stali jej dodatek oznacza się literami Cu.

Metale te są trudno topliwe i ciężkie. Mają sieć A2, bez odmian alotropowych. Wolfram topi się w temp. 3380°C, molibden — w 2620°C. Gęstość wolframu wynosi 19,3 Mg/m³, molibdenu 10,2 Mg/m³. Wolfram osiąga bardzo wysoką wytrzymałość, dochodzącą w stanie umocnionym przez zgniot do 4200 MPa, molibden — do 2500 MPa. Temperatura rekrystalizacji tych metali jest wysoka, dzięki czemu wykazują dobrą odporność na pełzanie do ok. 1000°C. Dalsze zwiększanie temperatury rekrystalizacji następuje po wprowadzeniu dodatków, np. tlenku toru do wolframu, a do molibdenu cyrkonu lub tytanu (w ilości 0,5%). Wadą wolframu i molibdenu jest duża skłonność do utleniania; tlenki molibdenu są lotne i nie zabezpieczają przed dalszym utlenianiem. Odporność na utlenianie można zwiększyć stosując powłoki dyfuzyjne z Al lub Si. Metale trudno topliwe wytwarza się metodą metalurgii proszków. Obróbkę plastyczną — walcowanie lub ciągnienie przeprowadza się na gorąco. Z wolframu wytwarza się włókna lamp żarowych i do zbrojenia kompozytów (borsic), elementy grzewcze pieców, lamp elektronowych i aparatów, anody lamp rentgenowskich. W postaci blach jest stosowany w budowie rakiet i samolotów naddźwiękowych na osłony powierzchni narażonych na silne tarcie o powietrze (np. krawędzi skrzydeł). W formie odkuwek jest używany na dysze silników odrzutowych. Bardzo szerokie zastosowanie znalazł wolfram jako dodatek stopowy do stali i stopów specjalnych oraz do wytwarzania węglików spiekanych. Molibden jest stosowany na elementy grzewcze pieców i włókna żarówek oraz jako dodatek stopowy do stali. W piecach (molibdenowych można wytwarzać temp. do 2000°C, ale muszą pracować w próżni lub w atmosferze ochronnej (np. argonu lub wodoru). Duże zastosowanie znalazły związki molibdenu, np. dwusiarczek molibdenu, jako środek smarowniczy do temp. 400°C, zaś tlenek jako barwnik (błękit molibdenowy). Przez spojenie drutu wolframowego z molibdenowym można uzyskać termoparę do pomiaru wysokich temperatur.