Твердость стали р6м5 по роквеллу

Быстрорежущая сталь Р6М5. Расшифровка, состав и свойства

Быстрорежущая сталь Р6М5 является самозакаливающейся, она принадлежит к инструментальному классу. В качестве легирующих компонентов выступают вольфрам (6%) и молибден (5%), такой же состав имеет американская сталь М2. Иностранные аналоги имеют в своем обозначении номенклатуру HSS (высокоскоростная).

Область применения стали включает обработку твердых металлов, что обусловлено высокой прочностью сплава. Материал позволяет максимально повысить скорость работы оборудования для резки, шлифовки, сверления по сравнению с другими видами инструментальных составов. Особенным преимуществом является долговечность резьбонарезного инструмента, изготовленного из стали Р6М5, при работе с динамическим и вибрационным воздействием.

Расшифровка стали Р6М5

Наименование подразумевает следующие параметры сплава:

• Р – быстрорежущая сталь (rapid – быстрый);
• 6 – 6% вольфрама;
• М5 – 5% молибдена.

В зависимости от состава материала в наименовании могут присутствовать дополнительные индексы. При наличии кобальта – К, ванадия – В, титана – Т, циркония – Ц. Электрошлаковый способ получения обозначается Ш, а современные технологии изготовления предполагают использование названия Р6АМ5. В данном случае речь идет о введении азота в состав быстрорежущей стали Р6М5 в качестве легирующего компонента. Он вводится во время отпуска после закалки. Основная область применения такого типа металла – создание фрезерных кругов.

Химический состав и свойства

В состав материала согласно нормативным документам входят:

• вольфрам – 6,15±0,35%;
• молибден – 5,05±0,25%;
• стронций – 4,1±0,3%;
• ванадий – 1,9±0,2%;
• C, Si, Mg, Ni, S, P, Co – менее 1%.

Специальные свойства стали позволяют производить из нее фрезы, метчики, развертки и прочие инструменты. К преимуществам их относится надежность и долговечность. Основные характеристики металла представлены:

• твердостью стали Р6М5 при повышении температуры, что обусловлено минимальным нагревом при длительной работе без перерыва. Это исключает мягкость сверла или другого инструмента при работе, снижает хрупкость. Максимальная температура нагрева, при которой сохраняются свойства сплава – 600 градусов;
• сопротивлением накаливанию при продолжительном температурном воздействии;
• способностью на протяжении длительного времени сохранять остроту режущей кромки;
• ударной вязкостью;
• простотой обработки и технологичностью;
• возможностью воспринимать механическую, в том числе динамическую нагрузку.

Область применения

Сфера применения стали Р6М5 включает изготовление ножей для серийного производства и бытового пользования. Правильно заточенный инструмент способен резать практически любой материал, в том числе мягкий металл.

При достаточно высокой стоимости изделий, они часто встречаются в домашних условиях, у рыбаков и охотников. Единственным недостатком в данном случае является сложность заточки, для чего потребуется специальный станок. Также используется данный материал для изготовления:

• электрического инструмента и оснастки;
• односторонних сверл;
• сверл-коронок для гипсокартона;
• сверл с хвостовиком в виде копья;
• сверл по металлу;
• разверток;
• полотен ножовок;
• долбежных резцов;
• плашек (лерок).

Технические характеристики

Характеристики стали Р6М5 представлены:

твердостью по Роквеллу

62-65;
пределом текучести	637 МПа;
температурой ковки	1250-900 градусов;
плотностью	7750 кг/м 3 ;
температурой плавления	1310-1350 градусов.

Стоимость

Цена стали Р6М5 зависит от типа и формы проката, дальности транспортировки. В среднем стоимость составляет 520 руб. за килограмм.

Сортамент

В качестве основных прокатных элементов выступают:

• круги со специфическим покрытием;
• прутья и полосы;
• прутья с калибровкой;
• круги кованые, горячекатаные;
• квадратный профиль;
• фасонки высокоточные.

Также имеется большой диапазон других видов проката, нормируемых Государственными стандартами.

Нормативные документы

Изготовление материала и всех видов проката осуществляется в соответствии с нормативными документами – ГОСТ и ТУ. В них указывается не только состав, но и сортамент, меры контроля на производстве и при приемке. Для иностранных сталей предусматриваются аналогичные требования.

Основным Госттандартом на быстрорежущую сталь Р6М5 является 19265-73.

Термообработка

Материал называют самозакаливающимся, но важно соблюдать температурные режимы обработки и последовательность проведения операций. Это обеспечит увеличение долговечности изделия на 20-30%.

Закалка происходит в несколько этапов, при этом осуществляется предварительный нагрев соляной ванне – при 500 С и 850 С в течение15-20 секунд. Последний этап предполагает нагрев детали до 1280 градусов, а время выдержки определяется в зависимости от толщины. На каждый миллиметр приходится 10 секунд закалки. Улучшает свойства стали Р6М5 отпуск в течение 3 часов, при котором температура понижается до 580-600 градусов.

Современная машиностроительная отрасль часто использует инструмент для обработки металла с приваренной режущей кромкой. В таком случае производится закалка в солевом растворе при условии расположения сварного шва на 15-20 мм выше жидкости.

Особенности заточки

Заточка режущего инструмента осуществляется с определенной периодичностью. Обычные электрокорундовые круги не применяются для придания режущей кромке остроты, в данном случае оптимальным вариантом считается абразив, в основе которого лежит эльбор.

Заточка и правка осуществляется с помощью плоских и чашечных кругов. При использовании эльбора чистота поверхности остается недостаточной, а структура может изменяться. Чтобы исключить проявление данных недостатков, можно использовать двухступенчатую заточку:

• предварительную, осуществляемую кругами с крупностью 40;
• чистовую, кругами с крупностью 25-16.

Аналоги

Марка стали Р6М5 имеет несколько зарубежных аналогов:

• японская SKH51;
• американская T11302;
• английская 3343;
• французская Z85WDCV;
• немецкие HS6-5-2, S6-5-2S;
• польская SW7M.

Лучшие фирмы-производители

На основании отзывов потребителей стоит выделить заводы:

Быстрорежущая сталь Р6М5 и её характеристики

Сталь Р6М5, иногда ее называют быстрорез (быстрорежущая) или самокал, относится к разряду инструментальных сталей. Наличие в этой стали легирующих элементов, а расшифровка Р6М5, говорит о том что в ее массовом объеме содержится порядка 6% вольфрама и 5% молибдена. Кстати, буква Р, показывает, что эта сталь относится к быстрорежущим. Существуют импортные аналоги — М2 ( США AISI/ASTM). Маркировка импортных сталей начинается с аббревиатуры HSS, ее расшифровка звучит так – высокоскоростная сталь.

Нормативная база

Производители стали Р6М5 должны руководствоваться рядом ГОСТ и ТУ, которые определяют сортамент выпускаемых изделий, химический состав, порядок контроля и приемки готовой продукции. Вся сталь, которая поступает на внутренний рынок из-за рубежа, должна соответствовать их требованиям.

Один из основополагающих документов это ГОСТ 19265-73. Именно в нем определены базовые требования к этой стали.

Характеристика Р6М5

Среди ключевых свойств Р6М5 можно назвать:

• склонность к обезуглероживанию;

• стойкость к износу;

• высокую вязкость.

Ко всему прочему, она хорошо обрабатывается на шлифовальном оборудовании.

Все, вышеперечисленные характеристики, позволяют использовать ее при производстве инструментальной продукции самого широкого применения, который может быть использован для работы с конструкционными, в том числе и легированными сталями.

Чаще всего Р6М5 применяют при производстве протяжек, прошивок, токарных резцов, фрез и пр.

Иногда Р6М5 называют вольфрамомолибденовой сталью. Она в состоянии сохранять свои свойства даже при работе в условиях высоких температур. В качестве примера можно сказать что после проведения термической обработки ее твердость остается неизменной.

Перечисленные характеристики предопределили ее использование как стали, применяемой для работы в условиях высоких температур.

Еще одно качество стали Р6М5 — это то, что она хорошо держит заточку. Ко всему прочему, эта сталь хорошо выдерживает нагрузки ударного действия. Это позволяет ее использование в качестве сверл, разверток и другой инструментальной продукции.

Тонкости термической обработки

Термическая обработка Р6М5 имеет ряд технологических тонкостей. Они связаны со свойством этой стали к обезуглероживанию и временем необходимым для нагрева до температуры закалки. Она составляет 1230 градусов Цельсия и в процессе нагрева делают отпуск по достижении 200 и 30 градусов, время на эти промежуточные операции составляет один час. Далее, нагрев останавливают на уровне 690, 860 и 1230 градусов. Первые две остановки длятся по три минуты, последние девяносто секунд.

Довольно сложный процесс закаливания не может не отразиться на цене сплава и характеристиках материала.

По достижении заданной температуры в 1230 градусов, Р6М5 охлаждают с применением селитры, масла и воздуха. После этого, производят отпуск на уровне температуры в 560 градусов. Время выдержки составляет полтора часа. В точках отпуска, в сплав добавляют легирующие добавки, которые и и придают изделию необходимую твердость.

Перед началом всех видов термической обработки, сталь необходимо отжечь. Эта операция обеспечивает снижение хрупкости, но при этом сохраняя его прочностные параметры.

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.

Цена на сталь Р6М5

Стоимость Р6М5 довольно высока. Так, в Москве, круг с толщиной 2 мм стоит 1350 рублей за килограмм, а толщиной в 16 мм, его цена составит 600 рублей за килограмм. Для сравнения, обычная углеродистая стал стоит в пределах 20 — 40 рублей за килограмм.

Именно высокая стоимость быстрореза подталкивает предприятия, которые используют его в работе собирать его отходы и сдавать в соответствующие организации. Затем, Р6М5 отправляют на переплавку и изготавливают новый инструмент.

Немного истории

Своим происхождением сталь Р6М5 обязана очередной промышленной революции, происходившей в Британии. В середине XIX века остро встал вопрос обработки сталей и сплавов. Существующий на то время режущий инструмент быстро разогревался и качество обработки сводилось к нулю. В результате исследований, проведенных английским ученым-сталеваром Р. Мюшшетом, была опробована сталь, содержащая в своем химическом составе — углерод, вольфрам, марганец и другие легирующие добавки.

Почти через полвека, американские металлурги создали сталь, которая стала прообразом современного быстрореза Р18. Примерно в то же время и сформировалась рецептура стали Р6М5.

Надо сказать, что появление быстрореза, послужило основанием для существенного роста производительности в металлообработке.

Плюсы и минусы стали р6м5 для ножей

Сталь Р6М5 применяется для изготовления ножей, с тонким клинком, предназначенных для быстрой резки или нарезки твёрдого материала. При правильной заточке, ножи из данного сплава могут разрезать металлическую пластину 1-3 мм толщиной, в зависимости от твёрдости металла. Основная особенность – снижение содержания углерода во время закаливания – высокая прочность при низкой массе, быстрое охлаждение. Сталь р6м5 – сочетание прочности, твёрдости, жаростойкости в ущерб вязкости и коррозионным свойствам. При изготовлении ножей, важно придерживаться 5-этапной процедуры закаливания.

Расшифровка маркировки, характеристики

Р – быстрорежущая. Под термином подразумевается способность разрезать материалы неоднородной плотности, вязкости без увеличения энергетических затрат.

Цифра «6» – сплав содержит 6% вольфрама: увеличение пластичности, сохранение свойств стали при высоких температурах.

М5 – 5% молибдена: высокая прочность, равномерность распределения атомов в сплаве при достижении температуры плавления, замедление окисления железа, упрощение обработки.

В зависимости от температуры и времени закаливания, твёрдость – 61-68 Hcr. Вязкость – 0,25 мДж м2.

Кроме основных элементов в состав также входят:

1. Углерод (0,8-0,9%) – твёрдость, снижение теплопроводности.
2. Кремний (0,2-0,5%) – способность выдерживать высокие температуры стойкость к агрессивным химическим соединениям.
3. Никель (0,25) – замедление окисление железа.
4. Хром (3-4%) – повышение вязкости, замедление окисления железа под воздействием влаги.
5. Марганец (0,2-0,5%) – удаляет атомы кислорода из сплава во время прокаливания, увеличивает вязкость, повышает износостойкость.

Если в сплав включены другие соединения, в маркировке присутствуют дополнительные обозначения.

Плюсы

Сталь р5м5 для ножей обладает следующими достоинствами:

• Возможность нарезать твёрдые и неоднородные материалы – разрезание костной и хрящевой ткани.
• На качество заточки не влияет скорость нарезки – сочетание вольфрама и углерода – подходит для тонкой нарезки твёрдых фруктов, овощей (редька, айва).
• Ножи из стали р6м5 практически не затупляются при нарезке лука, лимона, чего нельзя сказать о других сплавах. после работы с данными продуктами незамедлительно ополоснуть под проточной водой и вытереть насухо.
• Нож не соскакивает при нарезке привядших продуктов, сухожилий.
• Долговечность – высокое содержание молибдена.
• Сохранение остроты клинка при температуре более 300°C.
• Повышенная стойкость к одномоментным механическим воздействиям, в том числе вибрации.
• Простота в уходе – для очистки лезвия нет необходимости использовать специальные средства.
• Быстрота заточки на токарном оборудовании. Возможность приступать к эксплуатации, не дожидаясь полного охлаждения сплава.
• Высокое содержание кремния снижает к минимуму риск разрушения клинка при кислотном или щелочном воздействии в среде с низкой влажностью воздуха – возможность использования для нарезки стройматериалов.
• Высокая огнестойкость – выдерживает кратковременный контакт с открытым пламенем – окалину смывать после охлаждения в естественных условиях.
• Отсутствие диффузионных свойств – частицы обрабатываемого материала не проникают в структуру клинка, легко смываются проточной водой (молибден. идеальный вариант для разделки туш крупного рогатого скота.).
• Лёгкая дезинфекция продуктов питания при их нарезке, разделывании – марганец.
• Малая масса сплава позволяет быстро менять направления воздействия, повышение точности нарезки.
• Стойкость кристаллической решётки – возможность использования для работы в среде электрического и электромагнитного поля низкой напряжённости.
• Сохранение качества заточки при значительных одномоментных повышениях температуры.

Минусы

Основной недостаток – из-за низкого содержания хрома сплав подвержен коррозии. Чем выше температура, тем быстрее проходят деструктивные процессы.

• Тонкая острая режущая кромка, даже при незначительном надавливании, приводит к повреждению мягких тканей – высокая вероятность причинения травм, не подходит для тропических фруктов с нетвёрдой кожицей, твёрдой костью (манго, авокадо – риск попадания сколов кости в мякоть).
• Качество заточки снижается при частом одномоментном охлаждении – резкое высвобождении энергии вольфрама воздействует на атомы других элементов кристаллической решётки.
• Потеря качества заточки при прекращении эксплуатации на длительный срок.
• Потеря свойств при длительных воздействиях отрицательных температур в среде с высокой влажностью. сокращение срока эксплуатации при обледенении разморозки. если такое случилось – постепенно размораживать в маслянистом некислотном растворе. аккуратно очистить от налёта. во время первой, после избавления от наледи, эксплуатации, нагревать постепенно.
• Сложность ручной обработки – без токарного оборудования затруднительно самостоятельно заточить клинок.
• При ручной заточке не рекомендуется резать песочное тесто – 1 край крошится, другой стягивается.
• Вопреки основному целевому назначению, ручная быстрая резка без надлежащей подготовки может привести к получению травмы. Это касается и работы не под прямым углом.
• Такими ножами не получится отделять продукты разнородной плотности (филе рыбы от кости).

Итоги

Основные преимущества стали р6м5 для ножей сохранение качества заточки при высоких температурах, возможность быстрой резки, нарезки твёрдых материалов – тонкий металлический лист. Основной недостаток – подверженность воздействию влаги. Для продления срока эксплуатации хранить при относительной влажности воздуха не выше 70%. После нарезки влагосодержащих материалов, вытереть насухо. При перегреве охлаждать естественным способом.

Использовать жёсткую дощечку, подставку. Не резать на кухонном столе – повреждение покрытия неизбежно. Ножи оптимально затачивать на чашечных кругах. Налёт снимать раствором крупной каменной соли и хлорки (2/3 соли 1/3 хлорки). Не чистить наждачной бумагой – повреждение структуры – плохо держится заточка даже после оборудования (справедливо для ножей из любой стали).

Сталь марки Р6М5: характеристики и применение

Прежде чем приступать к созданию ножа, мастеру нужно четко знать все особенности той стали, из которой в дальнейшем будет изготовлено конечное изделие. Каждая отдельная сталь, за исключением аналогов, о которых речь пойдет ниже, уникальна по своему составу, а значит, и к процессу ее обработки следует подходить с умом. Итак, в фокусе нашего внимания сталь Р6М5, характеристики и применение которой мы подробно опишем ниже.

Химический состав стали Р6М5

Кто знаком с советской системой маркировки сталей, сразу узнал основное предназначение данной марки. Однако для тех, кто только недавно стал изучать данную тему, следует упомянуть:

• сталь Р6М5 – это сталь инструментальная быстрорежущая.

По названию понятно, что у стали Р6М5 характеристики более чем приемлемые для изготовления режущих предметов. Нетрудно догадаться, что все стали данного типа по советской системе обозначались начальной буквой “Р”, от английского Rapid, то есть “быстрый”. Остальная часть маркировки – это наименование основных легирующих добавок. В данном случае цифрой “6” обозначается количество вольфрама (W) в составе, а сокращение “М5” сообщает нам о наличии в составе молибдена (Mo) в количестве пяти процентов от общего веса. Однако основной лигатурный состав выглядит так:

• 0,9 % углерода (С);
• 6 % вольфрама (W);
• 5 % молибдена (Mo);
• 4 % хрома (Cr);
• 2 % ванадия (V).

Помимо этого набора, есть еще целый ряд незначительных добавок, но их смело можно не учитывать, ибо в стали Р6М5 характеристики задаются именно вышеперечисленными легирующими элементами.

И обещанные аналоги:

1. На рынке Соединенных Штатов ближайший аналог именуется Т11302 или М2.
2. В Стране восходящего солнца аналог именуют SKH51.
3. В Европе можно встретить аналоги под названиями Hs6-5-2 или 1.3339.

В работе

Далее будут рассмотрены характеристики Р6М5 в работе, перечислим основные процессы обработки стали и четкие температурные рамки. Итак:

1. Отжиг. Предельная температура отжига – 880 °С с понижением на 50 °С в час. Доходим до нижнего предельного значения температуры в 650 °С, после чего остужаем заготовку на воздухе.
2. Ковка. Температурный коридор на этом этапе начинается с 1160 °С и заканчивается на 860 °С.
3. Закалка. На этом этапе придется попотеть, ибо стартовая температура тут 1200 °С. Далее заготовка опускается в масло до 200 °С, после чего снова на воздух. В итоге получим клинок с твердостью в 62 единицы по шкале Роквелла. Бытует мнение, что эту сталь можно закалить и в воде, однако это чистой воды ложь ленивых мастеров.
4. Отпуск. Отпускать клинок нужно три раза: по часу каждый и при температуре в 500 °С. После этого его твердость увеличится примерно на три единицы и будет составлять 65 ед. по Роквеллу.

Сталь Р6М5: характеристики и применение для ножей

Итог всех ваших стараний – это клинок с прочной режущей кромкой, но достаточно вязкой для постепенного затупления без появления мелких и не очень сколов. Однако клинок даже при всех стараниях получится хрупким, так что не советуем вам подвергать его избыточным нагрузкам.

Без должного ухода он медленно, но ржавеет. При травлении приобретает ровный черный цвет. Шлифуется и полируется хорошо, но трудно – из-за высокой твердости.

При изготовлении от вас потребуется исключительная осторожность, ибо сталь крайне капризна на этапе термической обработки и склонна к обезуглероживанию при перегреве. Также стоит запастись терпением на время слесарной обработки, потому что сталь Р6М5 характеристики прочности имеет запредельные. Но если соблюсти все тонкости, итоговое изделие получится крайне качественным и износостойким.