SZYBKOTNĄCEJ SW3S2 NA SP ADEK TWARDOŚCI POD WPL YWEM TEMPERA TURY

Podobne dokumenty
MOŻLIWOŚCI ZASTOSOWANIA NARZĘDZI Z NISKOSTOPOWYCH STALI SZYBKOTNĄCYCH W PROJEKTOWANEJ LINII ODLEWANIA KORPUSÓW

BADANIE TWARDOŚCI STALI SW7M W PODWYŻSZONYCH TEMPERATURACH. J. JAWORSKI Katedra Technologii Maszyn i Organizacji Produkcji Politechniki Rzeszowskiej

Wydajność w obszarze HSS

STAL NARZĘDZIOWA DO PRACY NA ZIMNO

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WYBRANE WŁASNOŚCI STALIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

QUADWORX CZTERY KRAWĘDZIE DLA WIĘKSZEJ WYDAJNOŚCI

MATERIAŁY KONSTRUKCYJNE

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

STAL NARZĘDZIOWA DO PRACY NA GORĄCO

STAL NARZĘDZIOWA DO PRACY NA ZIMNO

DOLFA-POWDER FREZY TRZPIENIOWE ZE STALI PROSZKOWEJ DOLFAMEX

5. ZUŻYCIE NARZĘDZI SKRAWAJĄCYCH. 5.1 Cel ćwiczenia. 5.2 Wprowadzenie

Narzędzia do toczenia poprzecznego

EcoCut ProfileMaster nowa generacja

Metody badań materiałów konstrukcyjnych

OKREŚLENIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH SILUMINU AK132 NA PODSTAWIE METODY ATND.

Ewolucja we frezowaniu trochoidalnym

Do najbardziej rozpowszechnionych metod dynamicznych należą:

STAL NARZĘDZIOWA DO PRACY NA GORĄCO

TWARDOŚĆ, UDARNOŚĆ I ZUŻYCIE EROZYJNE STALIWA CHROMOWEGO

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

ODPORNOŚĆ STALIWA NA ZUŻYCIE EROZYJNE CZĘŚĆ II. ANALIZA WYNIKÓW BADAŃ

POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

STAL NARZĘDZIOWA DO PRACY NA ZIMNO

Akademia Morska w Szczecinie Instytut InŜynierii Transportu Zakład Techniki Transportu. Materiałoznawstwo i Nauka o materiałach

PRELIMINARY BROCHURE CORRAX. A stainless precipitation hardening steel

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

1. Klasyfikacja narzędzi. Mechanizmy zużycia i Wymagania stawiane narzędziom

ZMĘCZENIE CIEPLNE STALIWA CHROMOWEGO I CHROMOWO-NIKLOWEGO

ZASTOSOWANIE OCHŁADZALNIKA W CELU ROZDROBNIENIA STRUKTURY W ODLEWIE BIMETALICZNYM

STALE NARZĘDZIOWE DO PRACY NA GORĄCO

PIERWIASTKI STOPOWE W STALACH. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

PARAMETRY EUTEKTYCZNOŚCI ŻELIWA CHROMOWEGO Z DODATKAMI STOPOWYMI Ni, Mo, V i B

STABILNOŚĆ STRUKTURALNA STALI P92 W KSZTAŁTOWANYCH PLASTYCZNIE ELEMENTACH RUROCIĄGÓW KOTŁÓW ENERGETYCZNYCH ANDRZEJ TOKARZ, WŁADYSŁAW ZALECKI

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

WPŁYW DODATKÓW STOPOWYCH NA WŁASNOŚCI STOPU ALUMINIUM KRZEM O NADEUTEKTYCZNYM SKŁADZIE

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA Wydział Nowych Technologii i Chemii KATEDRA ZAAWANSOWANYCH MATERIAŁÓW I TECHNOLOGII

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

7. Symulacje komputerowe z wykorzystaniem opracowanych modeli

STALE NARZĘDZIOWE (opracowanie dr Maria Głowacka) I. Ogólna charakterystyka Wysoka twardość Odporność na zużycie ścierne Odpowiednia hartowność

UNI UNIWERSALNE EKONOMICZNE NIEZAWODNE. Wiertła pełnowęglikowe HPC FORMAT GT. OBOWIĄZUJE DO r. 4,5.

Hartowność jako kryterium doboru stali

Temat: NAROST NA OSTRZU NARZĘDZIA

ĆWICZENIE Nr 7. Laboratorium Inżynierii Materiałowej. Akceptował: Kierownik Katedry prof. dr hab. B. Surowska. Opracował: dr inż.

Wiercenie w obszarze High-End udoskonalona powłoka Dragonskin wynosi wydajność WTX Speed i WTX Feed na nowy poziom

PEŁZANIE WYBRANYCH ELEMENTÓW KONSTRUKCYJNYCH

PROCEDURY POMIARÓW PARAMETRÓW KONSTRUKCYJNYCH, MATERIAŁOWYCH I SZYBKOŚCI ZUśYCIA KOMBAJNOWYCH NOśY STYCZNO-OBROTOWYCH

Ich właściwości zmieniające się w szerokim zakresie w zależności od składu chemicznego (rys) i technologii wytwarzania wyrobu.

PIERWIASTKI STOPOWE W STALACH

WKŁADKI WĘGLIKOWE do narzędzi górniczych

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

STAL NARZĘDZIOWA DO PRACY NA ZIMNO

PRZYGOTÓWKI WĘGLIKOWE

L: 250 mm L: 500 mm C Si Mn P S Cr W 2,0-2,3 0,1-0,4 0,3-0,6 0-0,03 0-0,03 11,0-13,0 0,6-0,8

WIERTŁA RUROWE nowa niższa cena nowa geometria (łamacz wióra)

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI POWLOK CERAMICZNYCH NA BAZIE CYRKONU NA TRYSKANYCH NA STOP PA30

Zespół Szkół Samochodowych

KOMPUTEROWA SYMULACJA POLA TWARDOŚCI W ODLEWACH HARTOWANYCH

TOOLS. Najnowsza generacja w toczeniu. Specjalne właściwości. NeW NeW. Nr. 226 /2011-PL

Należy skorzystać z tego schematu przy opisywaniu wymiarów rozwiertaka monolitycznego z węglika. Długość całkowita (L)

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 193

Stale niestopowe jakościowe Stale niestopowe specjalne

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

STALE STOPOWE KONSTRUKCYJNE. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Technologie Materiałowe II Wykład 2 Technologia wyżarzania stali

KRZEPNIĘCIE KOMPOZYTÓW HYBRYDOWYCH AlMg10/SiC+C gr

ODPORNOŚĆ M9315 M9325 M9340 P M NOWE MATERIAŁY SKRAWAJĄCE DO FREZOWANIA SERIA M9300.

PODSTAWY SKRAWANIA MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH

Rys. 1. Próbka do pomiaru odporności na pękanie

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA

CZAS WYKONANIA BUDOWLANYCH ELEMENTÓW KONSTRUKCJI STALOWYCH OBRABIANYCH METODĄ SKRAWANIA A PARAMETRY SKRAWANIA

ROZKŁAD TWARDOŚCI I MIKROTWARDOŚCI OSNOWY ŻELIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE NA PRZEKROJU MODELOWEGO ODLEWU

Stale narzędziowe - stopy przeznaczone na narzędzia tj. przedmioty służące do rozdzielania i rozdrabniania materiałów bądź nadawania kształtu przez

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY KATEDRA TECHNOLOGII POLIMERÓW

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

27/36 BADANIE PROCESÓW ODPUSZCZANIA STALI SW7.M PO HARTOWANIU LASEROWYM

Stale narzędziowe. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

MODYFIKACJA SILUMINU AK12. Ferdynand ROMANKIEWICZ Folitechnika Zielonogórska, ul. Podgórna 50, Zielona Góra

UE6110 MC6025 UH6400 US735 HZ/HL/ HM/HX/ HV/HR TOOLS NEWS. Nowy system łamaczy wióra do obróbki ciężkiej

Stal precyzyjna okrągła łuszczona / przekręcana C Si Mn P S Cr Mo Ni

Austenityczne stale nierdzewne

CENA CZY JAKOŚĆ? ILE SĄ WARTE TANIE WIERTŁA?

KONTROLA STALIWA GXCrNi72-32 METODĄ ATD

Double Mill DM4. DM4: multifunkcjonalny system narzędzi frezarskich oferuje 4 efektywne ostrza tnące na nowoczesnej dwustronnej płytce wieloostrzowej

24 l i s t o p a d - g r u d z i e ń Obróbka

Nauka o materiałach III

STAL DO PRZETWÓRSTWA TWORZYW SZTUCZNYCH

POKRYWANE FREZY ZE STALI PROSZKOWEJ PM60. Idealne rozwiązanie dla problemów z wykruszaniem narzędzi węglikowych w warunkach wibracji i drgań

Wiertła modułowe. System wierteł modułowych KenTIP. Zastosowanie podstawowe

PRÓBA WYKONANIA OSTRZY DŁUTAKA MODUŁOWEGO METODĄ WYCINANIA ELEKTROEROZYJNEGO

STALE STOPOWE KONSTRUKCYJNE

27/34 STAN WARSTWY WIERZCHNIEJ I BADANIA ZUŻYCIA OSTRZY ZE STALI SW7M OBROBIONEJ WIĄZKĄ LASEROWĄ. ZIELECKI Władysław, MARSZAŁEK Józef

Frezy czołowe. profiline

STAL NARZĘDZIOWA DO PRACY NA GORĄCO

ZMIANA WŁASNOŚCI STALI SZYBKOTNĄCEJ SKSM PO OBRÓBCE LASEROWEJ

EN 450B. EN 14700: E Z Fe3. zasadowa

Porównawcze badania laboratoryjne przyczepności stali EPSTAL oraz stali klasy A do betonu w warunkach termicznych występujących w czasie pożaru

Transkrypt:

11/42 Solidification of Metais and Alloys, Year 2000, Volume 2, Book No 42 Krzepnięcie Metali i Stopów, Rok 2000, Rocznik 2, Nr 42 PAN-Katowice, PL ISSN 0208-9386 BADANIE ODPORNOŚCI NISKOSTOPOWEJ STALI SZYBKOTNĄCEJ SW3S2 NA SP ADEK TWARDOŚCI POD WPL YWEM TEMPERA TURY JanJAWORSKI Politechnika Rzeszowska Katedra Technologii Maszyn I Organizacji Produkcji ul.w.pola 2, 35-959 Rzeszów SUMMARY In the paper the measurement of yield point cr 0,2 for two grades of high speed steel has been done and it has been proven that intense decrease of cr 0,2 for the SW3S2 steel begins at the temperature of 150 K less than for the SW7M steel. WSTĘP Występujący na świecie deficyt wolframu (W), molibdenu (Mo), kobaltu (Co) i wanadu (V) powoduje, że zapewnienie kompleksu takich ważnych właściwości materiałów narzędziowych, jak twardość, wytrzymałość, odpuszczalność, przewodność cieplna i śc ieralność staje się co raz trudniejsze. Trudności te będą narastać wraz ze wzrostem prędkości skrawania, która to tendencja utrzymuje się w budowie maszyn i która stawia coraz ostrzejsze wymagania tym właściwościom. W tej sytuacji oszczędne gospodarowanie tymi pierwiastkami stopowymi jest ważnym zadaniem. Jednym ze sposobów rozwiązania tego zadania jest dalszy rozwój oszczędnościowyc h stali szybkotnących i stosowanie nowoczesnych obróbek powierzchniowych. Narzędzia skrawające ze stali szybkotnących wciąż stanowią -50% w ogólnej ilo ści narzędzi [1]. Dlatego obniżenie zawartości wymienionych dodatków stopowych w tej klasie materiałów mogło by dać najbardziej odczuwalny efekt. Stale szybkotnące stosowane od blisko stu lat początkowo wyłącznie na narzędzia skrawające z dużymi prędkościami skrawania mają obecnie znacznie szersze zastosowanie. Stosuje się je na elementy

106 konstrukcyjne, na narzędzia dla obróbki plastycznej oraz na formy do produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych. CEL l ZAKRES BADAŃ Jedną z ważniejszych charakterystyk stali szybkotnącej pokazującej jak stal zachowuje swoją twardość pod wpływem temperatury jest odpuszczalność. Badanie odpuszczalności polega na określeniu twardości próbek, uprzednio obrobionych cieplnie po wygrzaniu w temperaturze 893K przez okres czterech godzin. Polska norma nie przewiduje próby odpuszczalności. Wedłu g normy GOST 59-52-63 stale szybkotnące powinny mieć twardość powyżej 58HRC po, odpuszczaniu w temperaturze 893K przez 4h. Wiadomo, że pomiar twardości w temperaturze otoczenia po wcześniejszym nagrzaniu w temperaturze 893K jest odbiciem tylko tych zmian w strukturze stali, które są spowodowane przemianami nieodwracalnymi /rozpad martenzytu i koagulacja węglików l [2]. W tym przypadku nie uwzględnia się przemian odwracalnych, które przy niewysokich temperaturach nie mają większego znaczenia. Jeżeli jednak, temperatura pracy narzędzia jest bliska granicy odpuszczalności danego gatunku stali to przemiany odwracalne zwiększają skłonność stali do deformacji plastycznej i wpływają na stabilność krawędzi skrawającej narzędzia [2,3]. Wiadomo, że kobaltowe stale szy bkotnące pozwalają zwiększyć trwałość ostrza narzędzia przy obróbce stali austenitycznych od dwóch do czterech razy [2,4], chociaż ich odpuszczalność w porównaniu ze stalą SW 18 jest niewiele większa. Ich zaletą jest zwiększona odporność na spadek twardości zarówno w zakresie przemian odwracalnych jak i nieodwracalnych [2,4]co jest szczególnie ważne przy obróbce materiałów trudnoobrabialnych, gdzie w strefie skrawania powstają wysokie temperatury i wysokie lokalne naprężenia [3]. Przedstawione w pracy [5] badania rozkładu pól temperatur w ostrzu skrawającym n oża z ni skostopowej stali szybkotnącej/ NSS l SW3S2 przy toczeniu stali 60 pokazały, że chociaż charakter rozkładu pól i ich wysokość są takie same jak w ostrzu noża ze stali SW7M., to trwałość ostrz noża ze stali SW3S2 jest prawie ośmiokrotnie niższa niż noża ze stali SW7M. Otrzymane wyniki wskazują, że przyczyny tak dużej różnicy trwałości ostrza n oża ze stali SW3S2 nal eży upatrywać w procesach zmian zachodzących w ostrzu pod wpływem temperatury skrawania. Dlatego celem pracy było: Badanie odporności stali SW3S2 na spadek twardości pod wpływem temperatury.

107 Jedną z najbardziej znanych metod pomiaru twardości w podwyższonej temperaturze /gorącej twardości/ jest pomiar według metody Vickersa, na specjalnie do tego celu zmodernizowanym aparacie posiadającym komorę próżniową. Pomiaru przekątnej dokonuje się po wyciągnięciu próbki z komory i ochłodzeniu [6]. Dla oceny gorącej twardości można również wykorzystać sposób pośredni. Z literatury[?] wiadomo, że w zależności od temperatury umowna granica plastyczności 0 02 zmienia się tak samo, jak twardość. Z rys.l na przykładzie stali ASP23 widać wyraźnie, że kształt krzywych w obu przypadkach jest jednakowy. Znając 0 02 w danej temperaturze, można sądzić co dzieje się z twardością w tej temperaturze. Zaletą tej metody jest również to, że istnieją standardowe urządzenia do pomiaru wytrzymałości w podwyższonych temperaturach eliminujące możliwość popełnienia błędów subiektywnych, które są przyczyną znacznych różnic w wartościach gorącej twardości podawanej przez różnych autorów [2,8]. N/mrrf HV5 3000 2500 2000 1500 1000 500 1200 1000 800 600 400 200 Rys. l Zależność granicy plastyczności 0 02 i twardości HV5 stali szybkotnącej ASP23 od temperatury[?] METODYKA BADAŃ Granicę plastyczności 0 02 dla stali SW3S2 i SW7M mierzono na stanowisku Instron 1115 umożliwiającym pomiar w zakresie temperatur 293K - 1473K przy obciążeniu do l OOkN. Granicę plastyczności mierzono na specjalnie wykonanych do tego celu próbkach wstępnie obrobionych cieplnie. Próbki ze stali SW3S2 były hartowane z temperatury 1473K i 3x odpuszczane w temperaturze 823K, a próbki

108 ze stali SW7M. hartowano z temperatury 1230K i2x odpuszczano w temperaturze 873K. Badania cr 02 przeprowadzono w temperaturze :473K, 573K, 673K, 723K, 773K, 823K, 873K, 923K. W każdej temperaturze zerwano trzy próbki, a ao2 wyznaczono jako wartość średnią. Wyniki badań przedstawiono na rys2. ~2 (N'rrnf) ~r-------------------------~----~----~.. - - - -.----- - -.-- - - --; -.- -,- -- --.......,.. ---- 1400.. --- - -. -- --- ------ - ----- - -.. ---- - ' '... Df--------iD SW? M o, ---0 SW3S2 an~~--~--~~--~--~~--~--~~~~ 473 573 673 m m 823 873 923 973 Rys.2 Zależność granicy plastyczności cr 02 od temperatury dla stali SW3S2 i SW7M. ANALIZA WYNIKÓW Analizując wyniki pomiarów przedstawione na rys2 można wyróżnić trzy charakterystyczne obszary spadku cr 02.

109 Obszar pierwszy - nieznacznego spadku a 0 r50n/mm 2 na każde l OOK.Obszar ten dla stali SW7M rozciąga się do temperatury 773K, a dla stali SW3S2 odpowiednio do 673K. Obszar drugi - w którym a 02 dla stali SW7M. spada o -350N/mm 2 nalook i obszar ten rozciąga się do 873K dla stali SW7M, natomiast dla stali SW3S2 w obszarze tym spadek a 02 jest bardziej intensywny -550N/mm 2 i ma miejsce w zakresie temperatur 723-823K. Obszar trzeci - bardzo intensywnego spadku a 02 powyżej 630N/mm 2 na50k dla obu stali. Uzyskane wyniki są porównywalne z wynikami pomiaru gorącej twardości stali szybkotnących prezentowanymi w literaturze [6]. Granice obszarów nieznacznego spadku twardości i intensywnego spadku twardości odpowiadają granicom intensywnego i nieznacznego spadku a 02, a z prac wielu autorów [6, 8] wynika również, że narzędzia ze stali szybkotnącejsw7m. mogą jeszcze pracować gdy temperatura w strefie skrawania wynosi 773-823K. Jak pokazały przeprowadzone badania stal SW7M w tym zakresie temperatur zachowuje jeszcze dostateczną twardość. Dla stali SW3S2 ten zakres temperatur wynosi odpowiednio 673-723K. Przeprowadzone badania pozwalają objaśnić różnicę w trwałości ostrza dla obu gatunków stali szybkotnącej przy tych parametrach skrawania dla których zbudowano pola temperatur. Wysoka trwałość ostrza noża ze stali SW7M nie wymaga uzasadnienia ponieważ temperatura w ostrzu jest o wiele niższa od tej, przy której rozpoczyna się spadek twardości materiału narzędziowego. W tych warunkach pracy głównym czynnikiem wpływającym na trwałość ostrza jest odporność na ścieranie stali SW7M.Natomiast przy toczeniu nożem ze stali SW3S temperatura w pobliżu krawędzi skrawającej ostrza osiąga już wartość przy której rozpoczyna się proces spadku twardości, czyli narzędzie pracuje już w warunkach dynamicznej rekrystalizacji. Jego zużycie będzie uwarunkowane postępującą utratą twardości i związaną z nią deformacją plastyczną [ 4]. Badania potwierdzają, że nie wskazane jest wykonywanie ze stali SW3S2 narzędzi, których temperatura pracy przekroczyła by 673-723K. Nie jest też możliwym aby NSS SW3S2 mogła być zamiennikiem stali SW7M. WNIOSKI Przeprowadzone badania pokazują, że dla NSS SW3S2 intensywny spadek twardości rozpoczyna się już przy temperaturze 723K,i ta temperatura jest o -!SOK niższa niż dla stali SW7M. Badania potwierdzają również, że przyczyną niższej trwałości ostrza noża ze stali SW3S2 jest rozpoczynający się proces postępującej utraty twardości i związana z nim deformacja plastyczna krawędzi skrawającej. Dla stali SW7M proces ten rozpoczyna się przy temperaturze o -100 wyższej. Z przeprowadzonych badaó wynika, że wykonane narzędzia ze stali SW3S2 mogą być efektywnie stosowane tylko przy temperaturze pracy niższej od 723K.

110 LITERATURA l. Wysiecki M. Nowoczesne materiały narzędziowe. Warszawa, WNT, 1997 2. Geller J.A. Instrumentalnyje stali.metałurgija Moskwa 1983 3. Akulincev E.W.,Sutyrin G.W.,ŁobickiW. G. Gotjacaja twiordost napławnogo instrumenta-metałłowedenije i termiceskaja obrabotka m e tałłow Nr 2 1971 4. ŁempickaM, Profelskal Odporność na odpuszczanie stali szybkotnących. Zeszyty naukowe los Kraków 1977 zeszyt60. 5. Jaworski J. Rozkład temperatury w ostrzu skrawającym narzędzia z niskostopowej stali szybkotnącej SW3S2. Mechanika' 98 Rzeszów 1998 6. W estbrokl.h.animproyed mierohardness tesster for high temperature use ASTM Bulletin 1960 7. Helman P.Stora Kopparberg. Stale szybkotnące ASP Własno śc i i możliwości zastosowania. Warszawa 1977 8. GulajevA.P. Instrumenta1nyje stali Sprawocnik Masgiz Moskwa 1961