Сталь Р18 — расшифровка маркировки быстрорежущего сплава, характеристики и применение

Расшифровка

Расшифровка стали Р18 имеет следующий вид:

  • Р – сталь относится к группе быстрорежущих;
  • 18 – процентное содержание вольфрама.

Концентрация прочих компонентов соответствует нормативам, не указывается в маркировке. Количество железа в составе сплава составляет 73%.

ГОСТ

Для начала следует обратиться к имеющейся технической документации. В данном случае ею выступит ГОСТ под номером 19265-73. В нем же нас интересует в первую очередь перечень всех легирующих элементов, содержащихся в сплаве, и их массовая доля, естественно, в процентах.

Сталь Р18 имеет следующий химический состав.

  • Углерод, придающий ей твердость и прочность – от 0,7 до 0,8 процента.
  • Марганец и кремний, повышающие износостойкость и прочность стали без уменьшения ударной вязкости – от 0,2 до 0,5 процента.
  • Хром, повышающий коррозионную стойкость и общую прочность, содержится в количестве 3,8–4,4 процента от общей массы.
  • Вольфрам – главный легирующий компонент для любой быстрорежущей стали, повышающий прочность, режущие свойства и жаростойкость. В сплаве содержится в количестве от 17 до 18,5 процента.
  • Ванадий, повышающий прочностные характеристики стали, в составе содержится от 1–1,4 процента.
  • Добавка кобальта в размере 0,5 процента от общей массы тоже положительно сказывается на режущих свойствах и прочности сплава.
  • Помимо прочего, в состав стали добавляется один процент молибдена, что помогает ей стать еще тверже и при этом увеличить свои жаростойкость и режущие свойства.
  • Никель в количестве 0,6 процента в лигатурном составе присутствует дабы сбалансировать сталь, придав ей пластичности и упругости, а также увеличить прокаливаемость.

Однако даже в столь насыщенной легирующими элементами стали не обошлось без «вредителей» в виде незначительных примесей меди – 0,25 процента, фосфора и серы – по 0,3 процента.

Химический состав

Быстрорежущая сталь Р18 имеет следующий химический состав:

  • углерод – до 0,83%;
  • кремний – до 0,50%;
  • марганец – до 0,50%;
  • хром – до 4,40%;
  • вольфрам – до 18,5%;
  • молибден – до 1%;
  • ванадий – до 1,4%.

Наличие хрома, ванадия и молибдена повышает устойчивость к коррозии, улучшает эксплуатационные свойства материала. Сталь обладает высокой механической прочностью, позволяет инструменту долго сохранять заточку.

Таблица №1 Физические свойства стали Р18
Таблица №2 Механические свойства стали Р18

Преимущества и недостатки материала

У стали Р18 есть плюсы и минусы. Первых намного больше чем вторых.

  • Твердость поверхностного слоя в пределах 62 – 65 HRC. Изготовление эффективного режущего инструмента для работы с черными и цветными металлами.
  • Возможность проведения широкого спектра операций по термической обработке.
  • Сохранение свойств при длительном механическом воздействии.
  • Устойчивость к нагреву.

К недостаткам материала относится карбидная неоднородность. Крупная рабочая часть режущего инструмента может выкрашиваться под высокой нагрузкой. С целью предотвращения подобного явления сталь подвергается закалке и отпуску.

Рис. 1 Структура стали Р18 под микроскопом

Плюсы

  • Высокое качество. Изделия из этой стали почти заведомо будут без дефектов, за счет качества изготовления сырья. Поэтому при покупке быстрореза из Р18 можно не волноваться.
  • Высокая твердость очень важна для любого режущего инструмента. А марка Р18 имеет твердость по шкале Роквелла от 65 до 64. Для ножа такая твердость считается очень высокой, что причисляет такой клинок к классу быстрорезов. Его очень редко придется точить, ведь об обычные материалы он не затупляется – дерево им можно резать почти беспрепятственно.
  • Хорошая упругость и ударная вязкость за счет добавок. Обычно твердый металл оказывается и хрупким – его несложно сломать при боковых нагрузках на инструмент. Но данный сплав, как правило, будет гнуться, но не ломаться, ведь некоторые примеси, особенно марганец и никель, делают его более гибким, пластичным. Углерод и кремний добавляют не только прочность, но и защищают от излома. Поэтому из Р18 выполняют пилы, фрезы, которые прекрасно работают.
  • Клинок из Р18 обладает хорошими способностями к резке, долго не тупится, хорошо держит кромку. Здесь помогает примесь кобальта, который и отвечает за рез. Он помогает клинку держать кромку, а также позволяет заточить лезвие до бритвенной остроты, которую он будет удерживать даже при тяжелой работе.
  • Таким ножом можно будет резать изделия из более мягкого материала. Этот сплав традиционно используется для инструментов, которыми работают по металлу.
  • В целом этот вид стали можно считать почти идеально сбалансированным – он выделяется твердостью, достаточно прочен, долго сохраняет режущие способности. Пользователи отмечают, что из всех быстрорежущих сталей Р18 является одной из лучших. Сочетание всех этих свойств делает его идеальным кандидатом для ножевой стали высшего качества.

Минусы

  • Самостоятельно ковать эту сталь очень сложно, ведь чтобы даже расплавить ее потребуется температура до 1280 градусов. После такого нагрева ее придется долго обрабатывать, что также сложно. Закалять готовый клинок можно только в предварительно разогретом до 200 градусов масле, после чего клинок продолжает стынуть на открытом воздухе. Также, после остывания его приходится трижды отпускать при температуре в 400 градусов, по часу каждый раз.
  • Цена: этот сплав относится к высшему классу в области цены. Даже небольшой клинок из него будет стоить в районе четырех тысяч. А инструменты из него выпускаются только дорогими брендами.
  • Р18, несмотря на содержание хрома, легко поддается коррозии, поэтому за ножом требуется ухаживать. Оберегайте его от воды и от других агрессивных веществ. Ножи из такой стали, как правило, покрываются защитным веществом еще на заводе, или же проходят защитное оксидирование. Со временем покрытие сходит, особенно если инструмент часто используется, а потому регулярный уход становится необходимым.
  • При использовании ножа для выполнения поперечных нагрузок появляется большой риск сломать его. Это бывает со всеми ножами из очень твердой стали, потому что вместе с твердостью появляется и хрупкость. Но у ножей из Р18 этот риск заметно меньше, потому что особое внимание уделялось прочности – добавлены марганец и кремний.
  • Точить клинок станет очень сложно, потому что сплав имеет высокую твердость. Единственная точилка, которая подойдет для таких ножей – корундовая, потому что корунд превосходит твердостью этот сплав. Сам процесс точения будет долгим и сложным. Но если у вас есть электрический станок с вращающимся точильным камнем, процесс становится намного легче и быстрее. Заточку нож держит около года, если не подвергать его экстремальным нагрузкам.

Свойства материала

У стали р18 есть следующие физические свойства

Параметр Единица измерения
Плотность, 8800 кг/см3
Модуль упругости, Е 220 ГПа
Модуль сдвига при кручении, G 83 ГПа
Теплопроводность 28 Вт/(м·градус)

Удельное электрическое сопротивление зависит от температуры нагрева металла

Удельное электрическое сопротивление
Температура, град Количество
20 420
100 470
200 545
300 630
400 720
500 815
600 920
700 1035
800 1150
900 1175

Механические свойства выделяют от завода производителя и после термообработки

От завода-производителя

Предел прочности при растяжении, Ϭ В 830 МПа
Максимум текучести, Ϭ Т 450 МПа
Линейное удлинение, δ 5 13%
Предел сужения, ψ 22%
Предел прочности при сжатии, Ϭ СЖ 1050 МПа
Твердость, НВ 227
Ударная вязкость, KCU 100 кДж/м2

После термообработки

Параметр Значение, МПа
Ϭ В 2150
Ϭ Т 2480
Ϭ СЖ0,2 3060
Ϭ СЖ 3820
Ϭ ИЗГ 3000
Тк 1880

Теплостойкость (красностойкость). При температуре 610 °C твердость составляет HRC 59 на протяжении 4 часов.

Технологические свойства

Температурный режим ковки 900 °C — 1200°С
Охлаждение после ковки 750 °C — 800 °C, колодец
Свариваемость Хорошая, без ограничений
Обработка резанием НВ до 228, К v = 0.3−0.6
Обработка шлифованием Повышенная
Флокеночувствительность Отрицательная

Изготавливаемая продукция

На базе стали Р18 изготавливается обширный перечень инструментов. Простота обработки и доступная цена материала обеспечили его широкое распространение.

Фрезы Р18

Из быстрорежущей стали Р18 производится множество фрез. Мастерам доступен концевой, червячный, трехсторонний, одно- и двухугловой инструмент.

Чтобы познакомиться с полным спектром фрез Р18, воспользуйтесь ссылкой.

Рис. 2 Концевая фреза Р18

Сверла Р18

Сверла Р18 подходят для промышленного и бытового использования. Инструмент работает с углеродистой сталью, медью и алюминием, требует минимального ухода.

Производители предлагают конические, центровочные и прочие сверла Р18. Продукция соответствует ГОСТ 10902-77, ГОСТ 2092-77 и ГОСТ 866-77.

Рис. 3 Удлиненное коническое сверло Р18

Метчики и плашки Р18

Инструмент для нарезания внутренней и внешней резьбы. Метчики и плашки Р18 имеют широкий модельный ряд, позволяют работать с крупными и малыми деталями. Продукция производится по ГОСТ 9740-71 и ГОСТ 1604-71.

Рис. 4 Метчики Р18 с усиленным хвостовиком

Некоторые производители выпускают наборы метчиков и плашек для комплексного проведения работ.

Рис. 5 Набор метчиков и плашек

Развертки Р18

Для выполнения операций по финишной обработке материалов предлагаются развертки Р18. В ассортименте ручной и машинный инструмент. Изделия соответствуют ГОСТ 1672-80, ГОСТ 7722-77 и ГОСТ 1672-2016.

Рис. 6 Насадная развертка Р18

Резцы Р18

Посредством резцов Р18 выполняются различные токарные операции: нарезка, отрезание, растачивание и др. Продукция совместима с отечественными и зарубежными станками, производится по ГОСТ 18868-73.

Рис. 7 Токарные резцы Р18

Заточка инструмента из стали Р18

Заточка инструмента из стали Р18 производится в три этапа:

  • обработка алмазным кругом 100/80 мкм;
  • обработка кругом на основе карбида кремния 400 мкм;
  • финишная обработка кругом на основе карбида кремния 1 000 мкм.

Работы выполняются на специальных станках, позволяют восстановить остроту инструмента в полной мере.

Рис. 8 Заточка сверла

Нормативы, регламентирующие качество проката Р18

Качество проката из стали Р18 регламентировано следующими нормативами.

  • ГОСТ 14955 – круг Р18.
  • ГОСТ 19265-73 – шлифованный пруток Р18.
  • ГОСТ 15176-89 и ГОСТ 19265-73 – полоса Р18.

Стандарты определяют характеристики продукции, специфику ее фасовки, хранения и транспортировки.

Рис. 9 Прокатный круг Р18

Нюансы производства

Сталь 95Х18 производится довольно сложно из-за несовершенства оборудования. Чтобы получить материал с необходимыми свойствами он подвергается:

Сырье изготавливается по ГОСТу 5632-72 путем выплавки в кислородно-конвертерном цеху. После этого происходит распределение металла посредством устройства непрерывного литья заготовок, где он разливается в формы блюма, сляба и сортовой заготовки. Большую часть марок стали, включая 95Х18, поставляют в форме сляба – прямоугольной плоской заготовки. За счет того, что на выходе должен получиться довольно крупный полуфабрикат, эту марку стали раскатывают на рулоны в цехе горячей прокатки, где металл перед прохождением валков разогревается до 750–950 градусов. На выходе получается рулон толщиной 1,2-12 мм. Чаще всего ножи изготавливают из сортовой заготовки, в частности, из прутьев, полученных путем волочения.

Рулон или прут может нарезаться на части – листы или меньшие прутья, которые в дальнейшем служат заготовками для создания тех или иных предметов. Важным этапом производства ножа с необходимыми характеристиками является ковка, которая может быть холодной или горячей, а также машинной или ручной. Для промышленного изготовления ножей применяют машинный способ с последующим нарезанием листов или прутьев на фрагменты. Процесс проходит на молотах, деформация производится при температуре в 900-1125 градусов, ровно тогда, когда кристаллическая решетка нестабильна. После ковки происходит постепенное охлаждение до 750 градусов. Важно знать, что отдельным видом ковки считается штамповка, используемая при создании подшипников и ножей.

После ковки осуществляется закалка. Суть этого процесса заключается в придании поверхностному слою металла особых прочностных свойств. Самыми важными критериями при этом являются время и температура. Заготовка нагревается до значений выше критической температуры на 30–50 градусов, после чего производится быстрое охлаждение в воде или масле, реже в других веществах, до температуры 450–650 градусов. На этом этапе важно не охладить сырье слишком сильно, одновременно, не давая ему нагреться выше показателя в 650 градусов. В первом случае может произойти размягчение металла, а во втором – значительное увеличение хрупкости.

Завершающим этапом является отпуск. Отпуск проводится после естественного остывания материала на воздухе, это необходимо для избавления от внутреннего напряжения и, соответственно, чрезмерной хрупкости. Суть процесса заключается в нагревании стали до 150–650 градусов, после чего происходит охлаждение.

Для производства ножей часто применяется еще одна операция – отжиг. Целью этой процедуры является увеличение податливости металла к обработке. Для этого сталь нагревается до определенной температуры, выдерживается некоторое время и охлаждается естественным путем, после проводится еще один отпуск. Отжиг может проводиться как после получения отливок, так и в самом конце – когда металл будет обрабатываться мастерами. Заготовка может иметь разную форму:

Все процедуры проводятся в кузнице. По сути, доля ручного труда при изготовлении таких изделий довольно велика, промышленно добиться создания качественного охотничьего ножа до сих пор невозможно. Однако подделки все же продаются, хотя их качество довольно сомнительно. Только применив все эти этапы, можно получить сталь 95х18 с нужными характеристиками для ножа, который будет эксплуатироваться в сложных условиях.

Особенности

Сталь марки Р6М5 и Р18 применяют не только при изготовлении ножей, но и в производстве кранов, свёрл, промышленных режущих инструментов. Их выделяет способность сохранять твёрдость и остроту при воздействии высоких температур, значительных ударных нагрузках. Такими характеристиками сталь наделает высокое содержание углерода и вольфрама в составе.

Термическая обработка

Для придания ножам из Р18 и Р6М5 повышенной прочности и износостойкости, металл подвергается соответствующей термической обработке. Она проходит в 2 этапа:

  1. Закаливание – нагревание до температуры 1200-1300С. Во избежание образования трещин, осуществляется постепенно. Сначала металл нагревают до температуры 400-500С, после – до температуры 800-850С. При максимальном нагреве заготовка подвергается термообработке ограниченное время (на каждый миллиметр толщины 10-15 секунд). Во время закаливания карбид разлагается, сплав насыщается вольфрамом и углеродом.
  2. Отпуск – проводят при температуре 550-560С. Осуществляется в 2-3 этапа, каждый длительностью не менее часа. При этом повышаются прочностные характеристики металла.

Нагрев стали проводят в специальных соляных ваннах, которые состоят из хлорида бария (78%) и натрия хлора (22%). Фтористый магний применяют для раскисления раствора.

Производство режущего инструмента

После термической обработки стали начинается производство режущих инструментов. Для этого заготовки, которые предварительно проверяют на соответствие требованиям ГОСТа, направляют на шлифовку. Изделия из стали Р18 легче шлифуются, но и меньший период времени сохраняют остроту. Ножи из сплава Р6М5 возможно заточить только при наличии профессиональных инструментов и навыков, но качество заточки у них значительно лучше. На производстве для шлифовки заготовок из стали Р18 и Р6М5 применяют специализированные станки.

Нож Гриф сталь Р18, рукоять береста.

Использование при резании

Ножи из стали Р18 и Р6М5 являются быстрорезами, они универсальны в применении. Металл отлично показывает себя при нагревании и механических нагрузках. Он не теряет прочности, не деформируется. Производители ножей из данных марок стали проводили эксперименты, в ходе которых успешно справлялись не только с нарезкой различных продуктов питания (мясо, кости, хрящи), но и разрезании древесины, и даже металлических пластин толщиной в несколько миллиметров!

На что обратить внимание при выборе

Туристический нож, для производства которого используют сталь 95х18, изготавливают с раскрывающимся клинком. Охотничьи клинки выпускают с фиксированной конструкцией. Ножи из стали 95х18 нужно выбирать по следующим критериям:

  1. Конструкция – туристический нож лучше выбирать складной конструкции. Он должен обладать небольшим лезвием и очень компактными размерами. Охотничий нож должен быть минимальных габаритов, но со значительно большей шириной и толщиной, лезвие фиксируется рукояткой. В комплекте с изделием обычно идет чехол.
  2. Размер – как туристические, так охотничьи клинки должны быть не менее 15 см в длину, но не более 25 см для их комфортного использования.
  3. Рукоять – она должна быть изготовлена из материала, который слабо реагирует на окружающую среду. Лучшим вариантом будут полимеры.
  4. Качество лезвия – оно должно быть без сколов, зазубрин, следов коррозии.
  5. Заточка – чем больше угол заточки, тем для более грубых работ предназначен нож.

Стоит также обращать внимание и на другие характеристики ножа:

  • толщину лезвия – оптимально 1,5–2 мм;
  • наличие защиты на ручке – фиксатора, препятствующего скольжению ладони;
  • баланс между рукояткой и лезвием.

Качественный нож из такой стали не может стоить дешево за счет того, что велик процент ручного труда. Только квалифицированный мастер может выдержать металл нужное время при нужной температуре, что важно при работе с такой капризной сталью как 95х18.

Приобретая ножи из этой марки у проверенных поставщиков или в специализированных охотничьих и посудных магазинах, можно получить:

  • гарантию на товар;
  • сертификат качества;
  • профессиональную консультацию по выбору.

Соблюдая эти несложные правила, можно быть уверенными, что изделие не подведет при любых условиях эксплуатации и прослужит на протяжении долгих лет.

Аналоги Р18

Аналоги стали Р18 присутствуют в большинстве стран, выпускающих металлопрокат. Материал с соответствующими свойствами используют в США, Германии, Японии и прочих государствах.

Таблица №3 Зарубежные аналоги стали Р18

Термообработка материала

Эксплуатационные качества стали Р18 улучшает термическая обработка. Для этих целей проводится 2 процедуры: закалка и отпуск. При закалке происходит нагрев заготовки до 1 300 градусов с последующим охлаждением в естественной среде. Нагрев выполняется ступенчатым способом, дабы исключить появление трещин и термических деформаций. Наряду с воздушным применяется масляное охлаждение, однако данная практика встречается реже.

Рис. 10 Закалка с последующим охлаждением в масляной ванне

Отпуск выполняется при температуре 560 градусов. Охлаждение происходит в воздушной среде.

Рис. 11 Отпуск заготовок в электропечи

По завершении термических процедур производится комплексный анализ заготовок. При необходимости назначаются дополнительные операции, связанные с использованием химических составов: азотирование, сульфидирование и цианирование. В отдельных случаях выполняется пропаривание.

Источники

  • https://www.rinscom.com/articles/stal-r18/
  • https://StroiMarket-44.ru/tehspravka/stal-r18-harakteristiki-i-primenenie.html
  • https://SevenTools.ru/metally/splav-r18.html
  • https://crast.ru/instrumenty/stal-r18-dlja-nozhej-pljusy-i-minusy

Оцените статью
YourKnives
Adblock
detector