Инструментальные стали, конструкционные стали

Сталь является основным видом металла, применяемым для создания современной техники. Это объясняется тем, что сталь обладает высокой прочностью и износостойкостью хорошо сохраняет приданную форму в изделиях, сравнительно легко поддается различным видам обработки.

Высоко развитая металлургическая промышленность позволяет получать стали с самыми разнообразными механическими, технологическими свойствами, работающие в разных эксплуатационных условиях и выполняющие особенные предъявляемые к ним требования, например, нержавеющая сталь, сталь рессорно-пружинная, сталь быстрорез (сталь р6м5), инструментальная и конструкционная стали. Технология производства нержавеющей стали естественным образом будет отличаться от производства стали конструкционной и рессорно-пружинной.
Сущностью металлургического процесса производства стали является снижение содержания углерода и примесей путем их избирательного окисления и перевода в шлак и газы в процессе плавки.

Основными материалами для производства стали, в том числе нержавеющей стали, конструкционной стали, инструментальной стали, а также рессорно-пружинной и стали р6м5 (быстрорез), являются передельный чугун и стальной лом (скрап). В процессе плавки стали происходит взаимодействие между металлической, шлаковой и газовой фазами и футеровкой плавильного агрегата, различными по агрегатному состоянию и химическому составу.

Производство нержавеющей стали, стали р6м5, происходит в электрических дуговых и индукционных печах, так как эти группы сталей относятся к высоколегированными. Индукционные и дуговые электрические печи по сравнению с другими агрегатами имеют ряд преимуществ: возможность получать высокую температуру металла, создавать окислительную, восстановительную, нейтральную атмосферу и вакуум, что позволяет выплавлять сталь любого состава, раскислять металл с образованием минимального количества неметаллических включения – продуктов раскисления. Электропечи используют для выплавки конструкционных сталей, высоколегированных, инструментальных сталей, специальных сплавов и сталей. Легирование стали осуществляется введением ферросплавов или чистых металлов в необходимом количестве в расплав. Легирующие элементы, такие как Ni, Co, Mo, Cu, у которых сродство к кислороду меньше чем у железа, при выплавке и разливке стали практически не окисляются, поэтому их вводят в печь в любое время, как правило вместе с основной шихтой. Легирующие элементы, такие как Si, Mn, Al, Cr,V, Ti, у которых сродство к кислороду больше чем у железа, вводят в металл после раскисления или одновременно с ним в конце плавки, и даже непосредственно в ковш.


Продукция		Размеры		Нормативный документ на профиль и тех.	Марка стали	Нормативный документ на химический состав стали и тех. требования	Отгрузка продукции
		Сечение, мм	Длина, м
1		2	3	4	5	6	7
Сталь со специальной отделкой	Быстрорежущая	1,0—14,0	1,5—4,0	ГОСТ 14955—77	М1, М2,М7, Т1	ASTM A 600	Маркировка по требованиям нормативной документации и заказа. Упаковка в пакеты весом до 1 т. в мягкую тару (пленка, мешковина), в жесткую тару (обрешетка, ящики). Консервация в смазке на основе минеральных масел.
					1.3243, 13343 1.3390, 1.3392	DIN17350
					Р6М5, Р6М5К5, Р18, Р9М4К8	ГОСТ 19265—73
	Инструментальная	3,0—14,0	1,5—4,0	ASTM A 681	А2, 02, Н13, 01, S5, S7	ASTM A 681
				ASTM A 686	W1-A, W1—C	ASTM A 686
				ГОСТ 14955—77	У7-У13, У7А-У13А	ГОСТ 1435—99
					Х, ХВГ, Х6ВФ, 4Х5МФС,9ХС, 9ХФ и др.	ГОСТ 5950—2000
	Конструкционная	1,0—14,0	1,5—4,0	ГОСТ 14955—77	10—55, 50Р, 50РА	ГОСТ 1050—88 ОСТ 3-98-80
					15Х-50Х, 15Г-50Г, 10Г2—50Г2; 12ХН-50ХН и др.	ГОСТ 4543—71
	Рессорно-пружинная	1,0—14,0	1,5—4,0	ГОСТ 14955—77	65Г, 60С2А, 60С2Г, 50ХФА, 51ХФА, 65С2ВА, 65С2ВА-Ш, 70С2ХА, 70С3А	ГОСТ 14959—79
					51ХФА, 60С2А, 65С2ВА	ГОСТ 14963—78
	Нержавеющая	1,0—14,0	1,5—4,0	ГОСТ 14955—77	08X18H10, 08X18H10Т, 12X18H10Т, 12X18H9Т, 12X18H10Т, 10X17H13М3Т, 17Х18Н9, 12Х13, 20Х13, 40Х13, 15Х28, 14Х17Н2, 15Х13Н2,12Х17	ГОСТ 5949—75	Маркировка по требованиям нормативной документации и заказа. Упаковка в пакеты весом до 1 т. в мягкую тару (пленка, мешковина), в жесткую тару (обрешетка, ящики). Консервация в смазке на основе минеральных масел(по требованию заказчика).
				ASTM A 276 ASTM A 479/А 479М	303, 304, 309, 310, 316, 321, 347, 410, 416, 420, 630	ASTM A 276 ASTM A 479/А479М
				ГОСТ 14955—77	12Х13, 20Х13, 30Х13, 40Х13, 12Х18Н9, 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 20Х23Н18	ТУ 14-1-3957-85

Виды сталей (инструментальные стали и конструкционные стали)

Сталь – это металл, представляющий собой ковкий сплав железа и углерода, который придает железным сплавам твердость и прочность. Существуют 2 вида стали - конструкционные стали и инструментальные стали, которые отличаются по процентному содержанию углерода.
Конструкционные стали содержат до 0,8% углерода в своем составе. Они отличаются высокой прочностью, при этом хорошо подвергаются обработке давлением, резанием, плавлением. Также данный вид сталей мало подвержен образованию трещин и иных деформаций при термической обработке, что обеспечивает широкое использование конструкционных сталей для строительства - изготовления металлических сооружений (мостов, кранов, эстакад и пр.), для изготовления металлоконструкций зданий. Также конструкционные стали используются для изготовления машин и механизмов, например, кранов, вагонов и иных машин.

По своему химическому составу конструкционные стали подразделяются на углеродистые, которые обычно используются без дополнительное термической обработки, и легированные, которые подвергаются термической обработке – закалке, для придания высокой прочности, что требуется на деталях и изделиях, наиболее подверженных тяжелой нагрузке.
Инструментальная сталь, в отличие от конструкционной содержит более 0,7% углерода в своем составе, благодаря чему после термической обработки характеризуется более высокой твердостью и прочностью. Основная сфера применения инструментальной стали – изготовление инструмента: топоров, ножей, фрез, стамесок, отверток, пил, напильников, кусачек, скальпелей, лезвий и других видов инструмента.
Инструментальная сталь делится на 3 вида: углеродистую, легированную и быстрорежущую. Углеродистая сталь используется для изготовления инструмента, который эксплуатируется в легких условиях (низкая температура нагрева поверхностей, малые скорости). Стали инструментальные легированные используются в производстве более ответственного инструмента, в частности режущего (сверла, фрезы, протяжки и т.п.), а в силу низкой свариваемости не применяются при изготовлении сварных конструкций. Быстрорежущие инструментальные стали сочетают в себе устойчивость к высоким температурам, твердость и износостойкость, что позволяет использовать их в основном для производства режущего инструмента.