Ocel R6M5: vlastnosti, použití

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Slitina prvku osmé skupiny periodického systému Mendělejeva s atomovým číslem 26 (železo) s uhlíkem a některými dalšími prvky se běžně nazývá ocel. Má vysokou pevnost a tvrdost, postrádá plasticitu a viskozitu díky uhlíku. Legující prvky zvyšují pozitivní vlastnosti slitiny. Ocel je však považována za kovový materiál, který obsahuje alespoň 45 % železa.

Uvažujme slitinu, jako je ocel R6M5, a zjistěme, jaké vlastnosti má a v jakých oblastech se používá.

Mangan jako legující prvek

Do 19. století se ke zpracování neželezných kovů a dřeva používala obyčejná ocel. Jeho řezné vlastnosti na to docela stačily. Při pokusu o zpracování ocelových dílů se však nástroj velmi rychle zahřívá, opotřebovává a dokonce se deformuje.

Anglický metalurg R. Muschette pomocí experimentů zjistil, že proAby slitina byla pevnější, je nutné do ní přidat oxidační činidlo, které z ní uvolní přebytečný kyslík. Do lité oceli začali přidávat zrcadlovou litinu, která obsahovala mangan. Protože se jedná o legující prvek, jeho procento by nemělo překročit 0,8 %. Ocel R6M5 tedy obsahuje od 0,2 % do 0,5 % manganu.

Tungsten Iron

Již v roce 1858 pracovalo mnoho vědců a metalurgů na získávání slitin s wolframem. S jistotou věděli, že je to jeden z nejvíce žáruvzdorných kovů. Jeho přidání do oceli jako legujícího prvku umožnilo získat slitinu, která odolá vysokým teplotám a přesto se neopotřebuje.

Ocel R6M5 obsahuje 5,5-6,5 % wolframu. Slitiny svým obsahem začínají nejčastěji písmenem „P“a nazývají se vysokorychlostní. V roce 1858 Muschette získal první ocel obsahující 9 % wolframu, 2,5 % manganu a 1,85 uhlíku. Později, přidáním dalších 0,3 % C, 0,4 % Cr a odstraněním 1,62 % Mn, 3,56 % W, metalurg získal slitinu zvanou samokal (P6M5). Podle svých vlastností je také podobná oceli P18.

Nedostatek wolframu

Samozřejmě v 60. letech 19. století, kdy bylo mnoho prvků v plném množství, byla ocel s přídavkem wolframu považována za nejpevnější. Postupem času je tohoto prvku v přírodě méně a méně a cena za něj roste.

Z ekonomického hlediska se přidávání velkého množství W do oceli stalo nepraktickým. Z tohoto důvodu je ocel R6M5 mnohem oblíbenější než R18. Při pohledu na jejich chemické složení můžete vidět, že obsah wolframu v P18 je 17-18,5%, zatímco ve slitině wolfram-molybden je až 6,5% maximálně. Kromě toho je v samovolném zařízení přítomno až 0,25 % mědi a až 5,3 % molybdenu.

Další legující prvky

Kromě výše uvedeného uhlíku, manganu, wolframu a molybdenu obsahuje ocel R6M5 také kob alt (až 0,5 %), chrom (4,4 %), měď (0,25 %), vanad (2,1 %), fosfor (0,03 %), síra (0,025 %), nikl (0,6 %) křemík (0,5 %). K čemu jsou?

Každý legující prvek má svou vlastní funkci. Takže například chrom je nezbytný pro tepelné tvrzení, zatímco nikl zvyšuje houževnatost. Molybden a vanad prakticky eliminují popouštěcí křehkost. Některé legující prvky zlepšují vlastnosti oceli, jako je červená tvrdost a tvrdost za tepla.

Ocel R6M5, jejíž vlastnosti studujeme, má v kaleném stavu tvrdost 66 HRC při zkušební teplotě až 600 °C. To znamená, že ani při silném zahřátí neztrácí své pevnostní charakteristiky, což znamená, že se neopotřebovává ani nedeformuje.

Označení Р6М5

Dešifrování oceli závisí na tom, jak je vyrobena, jaké legující prvky obsahuje a kolik uhlíku obsahuje. Existují označení pro různé typy. Pokud slitina například neobsahuje legující prvky, pak je označena „St“a vedle ní je číslo, které ukazuje průměrný obsah uhlíku v oceli (St20,Art45).

U nízkolegovaných slitin je na prvním místě procento uhlíku a poté písmena označující chemické prvky (10KhSND, 20KhN4FA). Pokud vedle nich nejsou žádná čísla, jako v příkladu, pak obsah každého z nich nepřesahuje 1%. Písmeno "P" ve třídě slitiny označuje, že se jedná o vysokorychlostní řezání (rychlé).

Za ním je číslo – to je procento wolframu (P9, P18) a písmena a čísla jsou legující prvky a jejich procento. Z toho vyplývá, že rychlořezná ocel R6M5 obsahuje až 6 % wolframu a až 5 % molybdenu.

Žíhání

Výroba takové slitiny je zpravidla klasická a bude se používat pro všechny rychlořezné oceli. Je však třeba mít na paměti, že aby byla slitina wolfram-molybden skutečně pevná, tvrdá a odolná proti opotřebení, musí být žíhána.

Pokud jiné jakosti, například St45, při žíhání ztrácejí své pevnostní vlastnosti, pak se vysokorychlostní naopak zlepšují a stávají se pevnějšími a tvrdšími. Proto je R6M5 před kalením žíhán. Jak se to stane?

Válcované výrobky (například ocelový plech R6M5) o tloušťce asi 22 mm se ohřívají ve speciální peci na teplotu 870 °C, poté se ochladí na 800 °C a znovu se zahřejí. Takových cyklů může být asi 10.

Po páté je navíc nutné postupně snižovat teplotu. Například znovu zahřát, ale až na 850 °C, zchladit na 780 °C. A tak dále, dokud nedosáhne 600 °C.

Takový složitý proces žíhání je způsoben přítomností zrnaustenitu v legovaných slitinách, což je vysoce nežádoucí. Zahřívání a chlazení umožňuje, aby se legující prvky co nejvíce rozpustily, ale austenit neroste.

Pokud nevydržíte teplotní režim a žíháte při teplotě vyšší než 900 °C, pak ve slitině vzniká zvýšené množství austenitu a klesá tvrdost. Chlazení se doporučuje provádět pomocí olejových lázní, které ochrání slitinu wolframu a molybdenu před prasklinami a proražením.

Výrobní metoda P6M5

Samozřejmě, jako každá jiná slitina, i R6M5 se vyrábí v různých sortimentech. V některých dílnách se tedy rychlořezná horká ocel nalévá do ingotů. V jiné výrobě se válcuje válcováním za tepla. K tomu se zahřáté ingoty stlačují mezi válci válcovací stolice. Jeho výsledný tvar bude záviset na tvaru samotných hřídelí.

Třída oceli R6M5 se široce používá pro díly pracující při vysokých teplotách. Z tohoto důvodu je v poslední době velmi oblíbenou metodou výroby oceli práškově lakovaná ocel.

Při lití horké oceli do ingotů dochází k velmi rychlému uvolňování karbidů z taveniny. V některých oblastech tvoří nerovnoměrné oblasti akumulace, které se později stávají místem iniciace trhliny.

Při výrobě prášku se používá speciální prášek, který obsahuje všechny potřebné komponenty. Spéká se ve speciální vakuové nádobě při vysoké teplotě a tlaku. To přispívá k tomu, že se materiál získáhomogenní.

Aplikace

Ocel R6M5 je široce používána v různých průmyslových odvětvích. Nejčastěji se používá pro výrobu řezných nástrojů pro soustružnické, frézovací a vrtací stroje v hutnictví. Je to kvůli jeho vlastnostem pevnosti, tepelné odolnosti, tvrdosti.

Zpravidla se z něj vyrábí vrtáky, závitníky, matrice, frézy. Obráběcí nástroj z oceli R6M5 je vynikající pro řezání vysokou rychlostí, navíc nevyžaduje chlazení chladicí kapaliny. Nůž vyrobený z oceli R6M5 také není neobvyklý.

Protože slitina wolframu a molybdenu má vysokou tvrdost a vysokou houževnatost, často se používá k výrobě nožů se silnou rukojetí a krásnými vzory.

Legující prvky v požadovaném množství umožnily vytvořit jedinečnou ocel, která prakticky nerezaví a má dobrou brousitelnost. To umožňuje zámečnickým pracím zvýšit řeznou rychlost 4krát.

Používá se také k výrobě tepelně odolných kuličkových ložisek běžících vysokou rychlostí při 500-600°C. Analogy slitiny R6M5 jsou R12, R10K5F5, R14F4, R9K10, R6M3, R9F5, R9K5, R18F2, 6M5K5. Pokud se slitiny wolframu a molybdenu zpravidla používají pro výrobu nástrojů pro hrubování (vrtáky, frézy), pak vanad (R14F4) pro dokončovací práce (výstružníky, protahovače). Každý řezný nástroj musí mít označení, které vám umožní zjistit, z jaké slitiny je vyroben.