Виды инструментальных сталей

ПЛАН УРОКА.

Тема урока: Виды инструментальных сталей.

Цели урока:

• образовательная: изучение видов, маркировки и назначения инструментальных сталей

• развивающая: развивать способности к самостоятельному анализу полученных знаний;

• воспитательная: воспитывать стремление к самостоятельному поиску и обработке информации.

Оснащение урока: учебник, ноутбук, проектор (содержит презентацию).

Тип урока: комбинированный.

ХОД УРОКА

Проверка присутствующих на уроке и их готовность к уроку…………..1мин.

Объяснение и запись темы и целей урока…………………………………..2мин.

Актуализация опорных знаний………………………………………………5мин.

1. Какие виды железоуглеродистых сплавов Вы знаете?

2. Как классифицируются стали по химическому составу?

3. Какие стали называются углеродистыми?

4. Какие стали называются легированными?

5. Как классифицируются стали по назначению?

Мотивация учебной деятельности…………………………………………...3мин.

Качество любого вида работ напрямую зависит от применяемого в процессе инструмента, что в свою очередь предусматривает знание свойств материала, из которого он изготовлен. Выбор необходимого инструмента зависит не только от его прямого назначения, но и от его универсальности, технологических и эксплуатационных свойств, а также фирмы-изготовителя, стоимости и других особенностей.

Изучение нового материала…………………………………………………26мин.

Закрепление полученных знаний……………………………………………5мин.

1. Какие стали называются инструментальными?

2. Дайте определение стали марки У7А.

3. Дайте определение стали марки Х12М.

4. Назовите основные недостатки инструментальных углеродистых сталей.

5. Какой буквой обозначается быстрорежущая сталь?

Подведение итогов урока……………………………………………………...2мин.

Оценивание наиболее активных студентов.

Домашнее задание……………………………………………………………...1мин.

Проработать изученный материал по конспекту и с помощью других, рекомендованных источников информации.

Виды инструментальных сталей.

Инструмен­тальной углеродистой называется сталь с содержанием углерода от 0,65 до 1,35% (высокоуглеродистая) и марганца — до 0,4%. Эту сталь применяют в термически обработанном виде (за­калка и отпуск).

Инструментальная углеродистая сталь подразделяется на:

• качественную;

• высококачественную.

Марки этой стали следую­щие:

• качественная сталь — У7, У8, У9, У10, У11, У12, У13;

• высококачественная — У7А, У8А, У9А, У10А, У11А, У12А, У13А.

Цифры, стоящие при букве У, показывают среднее содержание углерода в десятых долях процента; в стали У7 содержится 0,7% С, в стали У10—1% и в стали У12—1,2%. Индекс А в конце марки указывает, что сталь высококачественная.

Основное различие высококачественной и качествен­ной сталей по составу характеризуется меньшим содер­жанием в высококачественной стали серы, фосфора и большим содержанием легирующих примесей — хрома и никеля. Содержание серы в качественной инструменталь­ной стали 0,03%, а в высококачественной — 0,02%; фос­фора в качественной стали — 0,035%, а в высококачест­венной— 0,03%.

Твердость высококачественной стали не выше, чем твердость качественной, однако высококачественная сталь прочнее, лучше противостоит действию ударных нагрузок, дает при закалке меньше брака. Высококаче­ственную сталь выплавляют в электрических печах, а ка­чественную — в мартеновских.

Назначение инструментальной углеродистой стали различных марок следующее:

У7 и У7А — для инструментов и изделий, подвергаю­щихся толчкам и ударам и требующих высокой вязко­сти при умеренной твердости (зубила, молотки слесар­ные и кузнечные, штампы, клейма, масштабные линейки, инструмент по дереву, центра токарных станков и т. д.);

У8 и У8А — для инструментов и изделий, требующих повышенной твердости и достаточной вязкости (пробой­ники, зубила, кернеры, пуансоны, ножи и ножницы по металлу, отвертки, столярный инструмент, буры средней твердости);

У9 и У9А — для инструментов, требующих высокой твердости при некоторой вязкости (штемпеля, кернеры, зубила по каменным породам и столярный инструмент);

У10 и У10А — для инструментов, не подвергающихся сильным толчкам и ударам и требующих высокой твер­дости при незначительной вязкости (строгальные резцы, фрезы, метчики, развертки, плашки, буры по твердым породам, ножовочные полотна, фасонные штампы, зу­била для насечки напильников, волочильные кольца, ка­либры, напильники, гребенки);

У11, У11А, У12 и У12А — для инструментов, требую­щих высокой твердости (напильники, шаберы, фрезы, сверла, метчики, острый хирургический инструмент, раз­вертки, бритвы, плашки, часовой инструмент, пилы по металлу);

У13 и У13А — для инструментов, которые должны иметь исключительно высокую твердость (бритвы, ша­беры, волочильный инструмент, сверла, зубила для нарезки напильников, косы и др.).

Недостатки углеродистой инструментальной стали:

• невозможность сочетания прочности и твердости с пластичностью;

• потеря твердости и режущей способности при нагре­вании до 200°С и потеря прочности при высокой тем­пературе;

• низкая коррозионная устойчивость в среде электро­лита, в агрессивных средах, во влажной атмосфере и при высоких температурах;

• низкие электротехнические свойства;

• высокий коэффициент теплового расширения;

• увеличение веса изделий, удорожание их стоимости;

• усложнение проектирования вследствие невысокой проч­ности этой стали.

Инструментальная легированная сталь входит в группу среднелегированных сталей. Ее применение аналогично углеродистой, но не имеет таких недостатков (кроме цены).

Важнейшие легирующие примеси инструментальной легированной стали: хром, вольфрам, молибден, марга­нец, кремний. В этой стали углерода может быть мень­ше, чем в углеродистой (от 0,35 до 1,8 %).

Инструментальные легированные стали приведены в ГОСТе 5950-63. Из этой группы наиболее распростра­нены стали следующих марок:

─ для ударноштампового инструмента используют хромистую сталь марок: Х12М и X — для холодных штампов, хромовольфрамовую 4ХНВ2 — для горячих штампов, сталь марок 5ХНМ и 5ХНТ — для молотовых штампов, сталь 5ХГМ — для штампов мощных молотов;

─ для измерительного инстру­мента применяют сталь марок: ХГ, Х12 и др.;

─ для режу­щего инструмента — сталь марок ХВГ, ХВ5, В1, В2, 9ХС и др.

Быстрорежущая сталь входит в группу высоколеги­рованных сталей. Ее используют для изготовления ре­жущего инструмента — резцов, сверл, фрез. Важнейшие свойства этой стали — высокая твердость и красностойкость — до 600°С (такой нагрев вызывается высокой ско­ростью резания). Благодаря применению быстрорежу­щей стали повышается стойкость инструмента и увели­чивается производительность обработки. Высокую твер­дость и красностойкость сообщают стали легирующие элементы, входящие в ее состав. Достигается это также термической обработкой.

Широко применяют марки быст­рорежущей стали Р18, Р9, Р9Ф5, Р14Ф4, Р18Ф2, Р9К5, Р9КЮ, Р10К5Ф5 и Р18К5Ф5. Буква Р обозначает быстрорежущую сталь. Цифра, стоящая за буквой Р, по­казывает среднее содержание вольфрама в процентах, среднее содержание ванадия обозначено цифрой, стоя­щей за буквой Ф, а кобальта — цифрой за буквой К. Быстрорежущая сталь — это хромовольфрамовая сталь; содержание хрома в ней составляет в среднем 4%; в сталях марок Р9 содержание ванадия (равное 2%) и Р18 (равное 1%) в марках не указывается. В быстро­режущих сталях содержится углерода 0,7—1,5%, молиб­дена— 0,3—0,5% и никеля —0,4%,