Современные стали для быстрорежущей обработки металлических сплавов

The article presents an analysis of the study of the influence of a number of geometric constraints that have a direct impact on the calculation of the main parameters of the shav-roller for each type of extrapolar engagement separately. The causal relationships between the geometric parameters of the treated gear and the tool are identified and analyzed, the recommendations on the choice of optimal solutions for the stirring-rolling of medium-modulus teeth with a arc tooth are presented.

Key words: shav-roller, arc teeth of the spur gear, the radius of curvature of the tooth, out-polar gearing.

Rakhmetov Stanislav Lvovich, postgraduate, rakhmetov_s@,mail. ru, Russia, Tula State University

УДК 621.74; 621.762

СОВРЕМЕННЫЕ СТАЛИ ДЛЯ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ

С.Н. Кутепов, А. А. Калинин, А.Е. Гвоздев

Рассмотрены различные материалы и марки современных высоколегированных быстрорежущих сталей, из которых изготавливают основную долю металлорежущего инструмента. Проведен анализ их химического и фазового состава, характеристик механических, структурных и технологических свойств. Обсуждаются различные процессы упрочняющих обработок сталей различных марок.

Ключевые слова: металлический сплав, быстрорежущая сталь, закалка, отпуск, механические свойства, упрочнение, режущий инструмент.

В современном машиностроении выделяют две группы известных процессов формообразования посредством удаления избыточного металла. К первой группе относятся традиционные процессы (точение, фрезерование, сверление), в которых используется овеществленный инструмент, а в процессах второй группы используется инструмент в виде энергетических полей (лазерная обработка, плазменная, электрохимическая, электромагнитная, электрическая и др.). При этом энергия, затрачиваемая для съема 1 см3 обрабатываемого материала в традиционных процессах в 10...100 раз меньше, чем в процессах второй группы. Кроме того, при формообразовании в процессах второй группы происходит значительное изменение строения и свойств поверхностных и приповерхностных слоев заготовок и изделий (оплавление, изменение структуры, возникновение больших внутренних напряжений), что часто отрицательно сказывается на качестве обрабатываемых деталей. Поэтому процессы первой группы применяются шире [1].

Быстрорежущие стали являются основным материалом для производства режущего инструмента: их доля составляет около 70%; 20% приходится на твердые сплавы, 8% - на углеродистую сталь, 4% - на минералокерамические и сверхтвердые материалы. Инструментом из быстрорежущих сталей удаляется почти 80% от общей массы металла, снимаемого с заготовок при обработке резанием [1].

Различают быстрорежущие стали с карбидным упрочнением, высокие механические свойства которых достигаются в результате дисперсионного твердения с выделением карбидов легирующих элементов. Химический состав некоторых быстрорежущих сталей с карбидным упрочнением приведен в табл. 1 [1-3].

597

К сталям с карбидным упрочнением относят и низколегированные быстрорежущие стали [4]. Наиболее характерные из них можно разделить на три группы. Стали первой группы содержат приблизительно: 3% 3% Мо, 2,5% V, 4% Сг и 1% С (например, сталь 11РЗАМЗФ2).

Ко второй группе относятся стали, не содержащие вольфрам. Их состав: около 1% С, 2,5...3,5 % Мо, 2...3% V и 4...6% Сг (например, сталь ЭП973). Для уменьшения склонности к перегреву стали первой и второй групп микролегируют азотом, ниобием или титаном, что, однако, снижает их прочность вследствие дополнительного образования неметаллических включений. Из-за плохой шлифуемости, сильной разнозерни-стости и склонности к перегреву стали этих двух групп находят весьма ограниченное применение вместо стандартных сталей Р18 и Р6М5. К третьей группе относятся стали, содержащие 5.6% Мо, 1.2% V, около 4% Т и 1% С (например, сталь 11М5Ф), а также стали с 1.2% V и безвольфрамовые (например, стали Р2М5, РОМ4 и РОМ4Ф). Эти стали имеют более высокие эксплуатационные свойства по сравнению со сталями первой и второй групп.

Таблица 1

Химический состав некоторых быстрорежущих сталей с карбидным упрочнением (средний), %

Марка стали Химический состав, %

С Мо Сг V Прочие

Стали умеренной теплостойкости

Р18 0,75 18,00 до 1,00 4,00 1,20 -

Р12 0,85 12,00 - 3,70 1,70 -

Р6М5 0,88 6,00 5,00 4,00 1,90 -

10Р6М5-МП* 0,97 6,00 5,20 4,10 1,90 -

Стали повышенной теплостойкости

Р12Ф3 1,00 12,70 до 1,00 3,70 2,70 -

Р8М3К6С 1,00 8,00 1,70 3,70 17,00 6,30Со

Р9М4К8 1,05 9,00 4,10 3,30 2,30 8,00Со

Р12М3ФК8 1,30 12,00 3,10 4,00 2,10 8,00Со

Стали пониженной теплостойкости

Р3М3Ф2 0,98 2,80 2,70 4,50 2,90 -

11Р3АМ3Ф2 1,07 2,90 2,75 4,05 2,40 0,11 N

ЭП973 0,64 - 2,90 6,00 2,80 0,20 N

Р2М5 1,00 2,00 5,10 4,00 1,10 0,65 N

Р2М2Ф3 1,00 2,00 1,70 3,50 3,10 -

11М5Ф 1,06 - 5,50 4,00 1,40 -

РОМ4** 0,85 - 4,40 4,20 1,00 -

РОМ4Ф*** 0,90 - 4,20 4,20 1,00 -

Примечание: * изготавливается методом порошковой металлургии; **по марочнику США М50; ***по марочнику США М53.

Применяются и другие быстрорежущие стали, дисперсионное твердение которых осуществляется за счет выделения интерметаллидных фаз. К таким сталям относятся безуглеродистые и низкоуглеродистые стали системы железо- кобальт- вольфрам-молибден [5], некоторые из которых дополнительно легируют никелем, хромом и титаном. Химический состав некоторых быстрорежущих сталей этого класса приведен в табл. 2. Эти стали, от быстрорежущих сталей с карбидным упрочнением отличаются по составу, физико-механическим характеристикам, технологическим свойствам и областям применения [4, 6-10].

В связи с резким дефицитом вольфрама и других легирующих добавок встает проблема сокращения расхода дорогостоящих быстрорежущих сталей, которую необходимо решать на всех этапах производства, начиная с металлургических процессов и кончая утилизацией отходов и их рациональным использованием. С 1970 г. высоковольфрамовые стали, типа Р18, по возможности заменялись более экономичными вольфрамомолибденовыми сталями типа Р6М5. Объем выпуска быстрорежущих сталей по годам представлен в табл.3.

Таблица 2

Химический состав некоторых быстрорежущих сталей с интерметаллидным упрочнением (средний), %

Марка стали Химический состав, %

С W Мо N1 Сг Со Т1

Высокой теплостойкости

В11М7К23 (ЭП831) 0,10 1,00 7,50 - - 23,00 0,10

В4М12К23 0,10 1,00 12,50 - - 23,00 0,10

Повышенной теплостойкости

И8К14М18Т 0,03 4,00 17,50 - 13,50 0,60

Пониженной теплостойкости

03М10Х11М2Т2 0,03 - 2,00 10,00 11,00 - 2,00

Таблица 3

Объем выпуска быстрорежущих сталей Р18 и Р6М5 по годам

Марка стали 1967 1975 1980 1985 1990

Р18 85 10 5 1 2

Р6М5 5 70 80 85 более 85

В последние годы были разработаны и внедрены серии новых высоко- и сред-невольфрамовых быстрорежущих сталей с повышенным на 0,2% содержанием углерода, максимальной вторично твердостью НЯС = 68...70 и красностойкостью 640...650 X (Р18Ф4К8М, Р18ФЗК8М, Р18Ф2К8М, Р9Ф4К8М, Р6Ф2К15М5), а также высокоуглеродистых низковольфрамовых и без вольфрамовых быстрорежущих сталей (Р6Ф2М5, Р6Ф2К8М5, Р6Ф2К8М6, Р2Ф2К8М6, РОФ2К8М6) с твердостью НЯСэ = 65...63, умеренной красностойкостью 620.635 X и повышенными технологическими свойствами [10].

Применение этих сталей позволило значительно повысить стойкость режущего инструмента, производительность процесса механической обработки труднообрабатываемых материалов, уменьшить металлоемкость инструмента и добиться значительной экономии вольфрама.

Традиционная слитковая технология получения быстрорежущих сталей включает в себя выплавку стали и последующую горячую обработку слитков (ковка слитков; обрезка концов заготовки; отжиг заготовки; шлифование заготовки; контроль заготовки; горячая прокатка; обрезка концов проката; отжиг проката; шлифование; контроль заготовки; горячая прокатка; отжиг прутка; правка прутка; контроль заготовок прутка) [11].

Горячая обработка позволяет снизить неоднородность распределения карбидов в готовом материале после литья и уменьшить карбидную неоднородность. Высокая вторичная твердость и большие различия физико-механических свойств отдельных фаз в быстрорежущих сталях затрудняют их горячую обработку и приводят к значительным потерям металла (до 50% от массы литья), поэтому они являются одним из самых

дорогостоящих сортов сталей. Известно, что стоимость производства быстрорежущих сталей почти в 20 раз выше стоимости производства углеродистой стали и примерно в четыре раза выше стоимости производства коррозионностойкой хромоникелевой стали [12].

В настоящее время разработаны режимы вторичного охлаждения, при которых в быстрорежущих сталях формируются структуры, обеспечивающие запас пластичности, достаточный для изгиба без разрушения непрерывнолитой заготовки на установке для непрерывной разливки стали. Полученная на таких установках сталь Р6М5 легко перерабатывается без ковки в горячекатаные заготовки, из которых получают окончательную металлопродукцию. Полуфабрикаты, из быстрорежущей стали Р6М5, полученные с использованием непрерывного литья, соответствуют требованиям стандарта (ГОСТ 19265-73 и ТУ 14-1-713-72) [13].

Обработка мощными импульсами тока позволяет направлено изменять структуру и свойства металлов и сплавов, обладающих проводимостью, не требует сложного и дорогостоющего оборудования, проста в реализации и эффективна с экономической и технологической точек зрения из-за сравнительно низкого уровня энергозатрат и простоты технологической оснастки. Обработка импульсным током позволяет увеличить стойкость режущего инструмента, в частности из стали Р6М5 в 2.4 раза [14]. Следует подчеркнуть, что при деформировании сталей с наложением электрических токов повышается пластичность, которая связана с образованием схемы напряженного состояния, близкой к схеме всестороннего сжатия.

Для получения максимальной твердости и теплостойкости после цементации и закалки от 1220 °С рекомендуется проводить отпуск при 600 °С, что интенсифицирует процесс дисперсионного твердения стали. После термической обработки стали по выбранному режиму рабочая твердость слоя возрастает до 67.69 НЯС, теплостойкость (для 60 НЯС) равна 675 °С, а ударная вязкость КС = 0,20 МДж/м2. Установлено, что с целью повышения ударной вязкости рекомендуется первый отпуск проводить при 560 °С, а второй и третий - при 600 °С. После отпуска по такому режиму ударная вязкость стали возрастает до 0,26 МДж/м2 [15].

Износостойкость и прочностные характеристики мелких деталей (например, мелких сверл диаметром 0,2. 1,4 мм из быстрорежущей стали Р6М5) можно повысить нанесением слоя химического никеля с последующей термообработкой в заданном интервале температур [16].

На основании исследования влияния ультразвукового деформационного упрочнения на сопротивление ударной усталости и распределение остаточных напряжений в поверхностном слое металла отработана технология ультразвукового деформационного упрочнения оснастки для холодного деформирования металла, позволяющая повысить стойкость пуансонов из быстрорежущей стали Р6М5 в 2 раза [17].

Установлено, что инструмент из стали типа Р6М5 подвергнутый нитроцемен-тации, не уступает по твердости и износостойкости инструменту из твердых сплавов типа ВК при снижении удельных затрат на материал в 1,2 раза и затрат на вспомогательные материалы на 15.20% [18]. Это позволяет рекомендовать разработанные технологии изготовления инструмента для мелкосерийных и серийных предприятий приборостроения, часовой промышленности, электроники и др. Изотермическая закалка быстрорежущих сталей в верхнем интервале бейнитного превращения позволяет повысить теплостойкость и износостойкость изготовленного из быстрорежущих сталей режущего инструмента из стали Р6М5 [19, 20]. Труднодеформируемая сложнолегирован-ная быстрорежущая горячекатаная сталь Р6М5 (0,9% С; 6,0 % 5,3% Мо;1,95% V; 4,0% Сг) в состоянии поставки (после отжига) является основной среди быстрорежущих сталей нормальной теплостойкости и широко применяется для производства быстрорежущего инструмента. Ее структура в состоянии поставки (отжиг) состоит из легированного твердого раствора (а - феррита) и карбидов типов М6С и МС.

600

Одним из методов упрочнения режущего инструмента является метод лазерной закалки. Этот метод повышает работоспособность режущего инструмента в 2,5.5 раз [21] за счет регулирования энергетических параметров при лазерной обработке в широком интервале; возможности обработки в воздухе без защитных газов; отсутствия твердых отходов при нагреве и охлаждении; сохранения высокой твердости быстрорежущих сталей, полученной в результате лазерной закалки, которая сохраняется и после отпуска; за счет повышения износостойкости быстрорежущих сталей.

В настоящее время возрос интерес к литому инструменту. Литейная технология позволяет эффективно утилизировать различного рода отходы быстрорежущих сталей, что весьма актуально в условиях рыночных отношений. Однако для успешной эксплуатации литого инструмента необходимо решать главную проблему литого металла, связанную с его повышенной хрупкостью [22].

Из стали типа Р6М5 изготавливают литой инструмент. В результате совместного введения ниобия, титана и ванадия микроструктура стали после литья состоит из мелкозернистого феррита и избыточных карбидных фаз. Ферритная матрица по сравнению с базовой сталью Р6М5 отличается значительно более высоким насыщением ванадием и хромом, содержит чуть меньше вольфрама и молибдена и дополнительно легирована титаном и ниобием. После цементации и термической обработки по оптимальным режимам литья сталь обладает высокой твердостью, теплостойкостью и износостойкостью при удовлетворительной ударной вязкости [15].

Себестоимость литого инструмента на 30.50% ниже, чем аналогичного инструмента, изготовленного из деформированных стандартных быстрорежущих сталей. При правильном выборе номенклатуры и оптимизации химического состава литой быстрорежущей стали его стойкость возрастает в 1,5.4 раза.

На основании анализа результатов определения твердости и теплостойкости после закалки от 1180. 1220 X и трехкратного отпуска установлено, что температура отпуска 560 X не обеспечивает эффективного вторичного дисперсионного твердения поверхностного слоя литой цементованной быстрорежущей стали, легированной титаном, ниобием и ванадием.

Большое внимание уделяется решению проблемы повышения твердости и прочности быстрорежущих сталей различными методами. Разработана технология повышения физико-механических свойств и износостойкости металлорежущего инструмента из стали Р6М5 электроимпульсным упрочнением [23, 24].

Предложена технология импульсного упрочнения быстрорежущих инструментальных сталей Р6М5 и Р18 под действием высоких давлений и температурных полей [25].

Установлены закономерности влияния микролегирования быстрорежущих сталей типа Р6М5 селеном на их технологические свойства и, прежде всего на шлифуе-мость, которая во многом определяет работоспособность инструмента, изготовленного из этих сталей. В структуре современных сложнолегированных быстрорежущих сталей Р9К5, Р6М5, Р14Ф4 присутствуют карбиды кобальта, молибдена и ванадия, резко снижающих технологические свойства этих сталей. Введение в состав сложнолегирован-ных быстрорежущих сталей селена в количестве 0,15-0,3% позволяет улучшить обрабатываемость и может дать большой экономический эффект. Кроме того, микролегирование быстрорежущей стали селеном значительно улучшает ее шлифуемость. В поверхностном слое инструмента не обнаружено прижогов и микротрещин, глубина дефектного слоя уменьшается в 2 раза, коэффициент шлифования повышается в среднем на 40-50 %. Улучшение шлифуемости быстрорежущих сталей объясняется тем, что селе-ниды, попадающие в зону пластического контакта, выступают в роли сухой смазки, уменьшая трение и температуру зоны контакта [26].

Авторами [27] изучено влияние обработки в импульсном магнитном поле и коронном разряде на прочность стали Р6М5. Импульсная магнитная обработка влияет на прочностные характеристики стали Р6М5, что обусловлено изменением плотности дислокации в результате перестройки доменной структуры материала и изменения размеров областей когерентного рассеяния. Обработка стали Р6М5 в импульсном магнитном поле может способствовать также перестройке структуры фаз, различающихся магнитными свойствами. Этот эффект использован при разработке технологии упрочнения режущего инструмента из стали Р6М5. Обработка в коронном разряде вызывает расширение областей с высокой степенью упорядочения атомов и дефектов и перераспределение внутренних напряжений, что способствует существенному повышению прочности инструмента из стали Р6М5. Исследованы основные служебные характеристики стали Р6М5 после вакуумной нитроцементации. Предложена технология вакуумной нитроцементации инструмента в безводородной среде. При этом безводороднуюнитро-цементующую атмосферу получают непосредственно в процессе нитроцементации. Образцы-свидетели исследовали для определения основных служебных характеристик нитроцементованной стали Р6М5 - твердости, красностойкости и износостойкости. Экспериментальные результаты сравнивали с аналогичными, полученными на не-упрочненной стали Р6М5 и на этой же стали, упрочненной азотированием в аммиаке. Анализ полученных результатов показал, что вакуумная нитроцементация обеспечивает более высокие служебные характеристики стали Р6М5 [28].

Проанализировано влияние термоциклирования на физико- механические свойства стали Р6М5. Изучен характер влияния сложного термического цикла на изменение механических свойств и твердости стали Р6М5, а также на прочность и пластичность в интервале температур мартенситного превращения. Полученные данные позволили установить зависимость изменения прочностных и пластических свойств стали Р6М5 от температуры охлаждения и скорости нагружения образца. Показано, что при температурах немного ниже Мн пластичность невысокая, но с понижением температуры до 170.230 °С заметно возрастает, особенно при малых степенях деформации. Дальнейшее снижение температуры уменьшает пластичность [29]. Предложен новый подход оценки износостойкости инструментальных режущих материалов с позиций электронной структуры, определяемый плотностью электронных состояний, энергией Ферми и парциальным распределением зарядов. Для определения износостойкости при абразивном изнашивании получена аналитическая зависимость и проведено сопоставление теоретических оценок с экспериментом для карбида вольфрама [30].

Для повышения стойкости режущего инструмента из быстрорежущей стали Р6М5 применяется импульсное лазерное излучение, позволяющее повысить стойкость инструмента в 1,9.2 раза. Установлена зависимость эксплуатационных свойств стали Р6М5 при лазерной закалке от состояния поверхностного слоя [31].

Необходимо отметить, что быстрорежущим сталям, полученным по традиционной технологии, присущ ряд недостатков, сдерживающих дальнейшее развитие этого класса инструментальных материалов. Такими недостатками являются карбидная ликвация в слитке, не устраняемая полностью даже после многократной пластической деформации и значительно снижающая технологическую пластичность заготовок, значительная деформация инструмента при термической обработке, плохая шлифуемость и др.

Для ликвидации таких недостатков проводят различные исследования. Установлено, что при введении бора в структуру вольфрамомолибденовых быстрорежущих сталей Р6М5 и Р6М5К5 образуется карбоборид М2з(В,С)6 взамен основного карбида М6С, что и обеспечивает повышение твердости, теплостойкости и износостойкости сталей [32].

Авторами [33] изучены особенности структуры и фазового состава литой быстрорежущей стали Р6М5, дополнительно легированной ванадием, титаном и ниобием и обсуждены результаты металлографического, рентгеноструктурного и микрорент-геноспектрального анализов стали после литья и последующих видов термообработки. Показано, что при тепловом воздействии в результате диффузионного перераспределения легирующих элементов между металлической основой и избыточными фазами, происходят качественные и количественные изменения карбидной составляющей сплавов. Легирование оказывает существенное влияние на структуру металлической основы и карбидной фазы быстрорежущей стали [33].

Поэтому совершенствование инструмента из быстрорежущей стали (оптимизация состава материала, совершенствование термической обработки, технология изготовления и др.) является одним из важных направлений повышения эффективности металлургического и машиностроительного производства в целом.

Повышение работоспособности инструмента из быстрорежущей стали Р6М5 путем комбинированной упрочняющей обработки, установлено в работе [34]. Работоспособность режущего инструмента из быстрорежущей стали Р6М5, Р6М5К5 и Р9К5 изучали при точении, сверлении и фрезеровании заготовок из сталей 30ХГСА, 12Х18Н10Т и титанового сплава ВТ22. Комбинированная обработка включала в себя ионное азотирование поверхностного слоя инструмента и последующее нанесение износостойкого покрытия на установке Булат-3Т. На основании анализа полученных результатов была предложена и апробирована технология, которая включает в себя одноразовое нанесение износостойкого покрытия и ионное азотирование после каждой переточки инструмента по передней поверхности. Данная технология позволяет повысить полный период стойкости инструмента до 5 раз по сравнению с инструментом, имеющим износостойкое покрытие [34].

Электроэрозионное упрочнение металлорежущего инструмента для обработки коррозионностойких сталей, выполнено авторами [35]. Проведенные исследования позволили установить, что электроэрозионное легирование быстрорежущей стали Р6М5 графитом и твердыми сплавами обеспечивает получение упрочненного поверхностного слоя вследствие скоростных процессов нагрева и охлаждения, а также легирования углеродом. Разработана технология изготовления литого металлорежущего и деформирующего инструмента из новых сплавов - аналогов быстрорежущей стали. Преимущества литого инструмента из новых сплавов (по сравнению с инструментом из быстрорежущих сталей типа Р6М5 и Р18): заключаются в возможности изготовления инструмента любой геометрической формы и различных размеров; в меньшей трудоемкости изготовления и соответственно меньшей стоимости инструмента (на 15.30%); в повышении износостойкости, обеспечивающей возможность использования более высоких скоростей резания, в более высокой стойкости инструмента (на 10.40% в зависимости от вида инструмента и обрабатываемого материала) и возможности регулирования химического состава и свойств сплава в зависимости от вида и назначения инструмента [36].

Одним из наиболее распространенных способов повышения стойкости режущего инструмента является нанесение специальных покрытий на его рабочую поверхность. Наибольшее распространение получили покрытия на основе карбидов и нитридов титана, которые повышают стойкость инструмента от 1,5 до 3 раз [37].

Отмечено повышение работоспособности режущего инструмента из быстрорежущих сталей и при его обработке холодом. Исследовано влияние обработки холодом на параметры трещиностойкости, прочности и триботехнических свойств инструментальных сталей ШХ15 и Р6М5. Установлено, что ликвидация областей неустойчивого остаточного аустенита и повышение количества дискретных устойчивых участков

остаточного аустенита с одновременным увеличением запаса пластичности мартенсит-ной матрицы рассматривается как один из путей повышения конструкционной прочности и триботехнических свойств низкоотпущенных конструкционных и инструментальных быстрорежущих сталей [38].

Авторами [39] разработан специальный инструмент из нитроцементованной и закаленной быстрорежущей стали. Приведены режимы ХТО режущего инструмента, изготовляемого из прутков диаметром 016-34 мм, с минимальной карбидной неоднородностью. Исследованиями микроструктуры, состава и свойств диффузионных слоев инструмента из стали Р6М5 выявлено, что в результате нитроцементации и последующей закалки удается получить большую твердость поверхности, чем при обработке инструмента по известным технологическим процессам, а также повысить прочность и снизить хрупкость стали. На основании результатов исследований технологических процессов изготовления инструментов из нитроцементованных быстрорежущих сталей Р6М5 и Р6М5-П были выработаны рекомендации, обеспечивающие получение инструмента с высокими эксплуатационными свойствами [39]. Установлено, что в целях повышения стойкости и надежности работы металлорежущего инструмента из стали Р6М5 рекомендуется вводить контроль температуры вязко-хрупкого перехода для предотвращения перегревов при закалке инструмента и обеспечивать максимально низкое содержание серы и фосфора при выплавке стали [40].

Таким образом быстрорежущие стали, являющиеся высоколегированными, ге-терофазнымиметаллическими системами, требуют комплексного термического упрочнения с цельюполучения необходимых характеристик физико-механических и структурных свойств для применения их в промышленности в различных процессах высокоскоростной обработки металлов резанием.

Полученные результаты могут быть использованы при создании ресурсосберегающих процессов обработки материалов [41-45].

Работа выполнена по проекту №11.6682.2017/8.9.

Список литературы

1. Гвоздев А.Е. Производство заготовок быстрорежущего инструмента в условиях сверхпластичности. М.: Машиностроение,1992. 176 с.

2. Гуляев А. П. Металловедение. Учебник для вузов. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986. 544 с.

3. Падалко О.В. Спеченные быстрорежущие стали // Итоги науки и техники. Серия «Порошковая металлургия». М., 1983. Т. 1. С. 3-70.

4. Кремнев Л.С., Седов Ю.Е. Об оптимизации составов низколегированных быстрорежущих сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1988. № 6. С. 26-33.

5. Кремнев Л.С. Теория легирования быстрорежущих сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1991. № 6.С. 10-14.

6. Геллер Ю.А. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1983. 527 с.

7. Геллер Ю.А. Современные быстрорежущие стали // Металловедение и термическая обработка металлов. 1977. № 10. С. 36-41.

8. Воронкин B.C. О рациональной марочной структуре производства и потребления быстрорежущей стали // Горячая обработка инструмента и исследования инструментальных материалов. М., 1981. С. 3-6.

9. Ляпунов А.И., Апарова А.И. Современное состояние и перспективы развития производства быстрорежущих сталей в СССР // Горячая обработка инструмента и исследования инструментальных материалов. М., 1981. С. 7-17.

604

10. Попандопуло А.Н. Исследование, разработка и внедрение серии вольфра-момолибденокобальтовых и молибденокобальтовых высокопроизводительных быстрорежущих сталей и их термическая обработка // Металловедение и термическая обработка металлов. 1991. № 6. С. 38-39.

11. Dunkley J.J., Causton R.J. // Powder Met., Int. 1976. № 3. P. 115-117.

12. Прейскурант № 01-08. Оптовые цены на сортовую и фасонную сталь. М.: Прейскурантиздат, 1980. 205 с.

13. Попов О.В., Власенков С.В., Соловьев Е.В., Бодягин A.M. Повышение стойкости режущего инструмента обработкой мощными импульсами тока // Вестник машиностроения. 1998. № 3.С. 64.

14. Чаус А.С. Структура и свойства литой цементуемой быстрорежущей стали // Известия вузов. Черная металлургия. 1998. № 11. С. 40-43.

15. Чаус А.С., Мургаш М., Латышев И.В., Тот Р. Термическая обработка литой цементуемой быстрорежущей стали, легированной Ti, Nb, и V // Матераловедение и термическая обработка металлов. 2001. № 6. С. 8-11.

16. Тарасова А.Н., Тилипанов В.Н., Перетянко С.Б. Химико-термическая обработка мелких вышлифованных сверл из быстрорежущих сталей / А.Н. Тарасова, // Вестник машиностроения. 1998. № 1. С. 41-44.

17. Остапенко В.А., Крутикова В.И., Фалкон В.И., Зотов Ю.Н. Повышение стойкости пуансонов для холодного выдавливания стальных деталей ультрозвуковым упрочнением // Вестник машиностроения. 1998. № 9. С.56-58.

18. Тарасов А.Н. Режущий и формообразующий инструмент из нитроцементо-ванных быстрорежущих сталей - возможная альтернатива твердосплавному // Металловедение и термическая обработка металлов. 2001. № 4. С.36-39.

19. Чернобай С.П., Муравлев В.И., Прохоров А.Г. Свойства инструмента из быстрорежущей стали в зависимости от режимов изотермической закалки // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002. № 2. С. 11-12.

20. Манукян Н.В., Петросян Х.Л., Агбалян С.Г. Исследование термической обработки быстрорежущей стали Р6М5 // Сталь. 2002. № 5. С. 58-63.

21. Зеленцова Н.Ф., Сафонов А.Н., Митрофанова А. А. Физико-математическая модель процесса лазерной закалки режущего инструмента осевого типа // Вестник машиностроения. 1998. № 1. С. 41-44.

22. Чаус А.С. О перспективе использования низколегированной безвольфрамовой быстрорежущей стали 11М5Ф для литого инструмента// Металловедение и термическая обработка металлов. 1998. № 8. С. 15-20.

23. Баранов Ю.В., Чуенков А. А., Дроздов Ю.Н. Разработка новой технологии электроимпульсного упрочнения инструментальных сталей// Проблемы машиностроения и надежности машин. 2000. № 2. С.71-77.

24. Баранов Ю.В. Изменение физико-механических свойств быстрорежущих сталей при обработке импульсным электрическим током// Лесной вестник. 2002. № 1. С. 57-64.

25. Гладкий Я.М. Фрикционное упрочнение быстрорежущих инструментальных сталей // Проблемы трибологии. 1997. № 4. С. 111-118, 171.

26. Иванов В. Н. Влияние микролегирования быстрорежущей стали селеном на ее технологические свойства. Кург. гос. ун-т. Курган, 1998. 8 с.

27. Полетаев В.А., Помельникова А.С., Шипко М.Н., Воробьев В.Ф. Влияние обработки в импульсном магнитном поле и коронном разряде на прочность сталей: Докл. на Ассоциации металловедов России. 27-е Черновские чтения, посвящ. 160-летию со дня рождения Д.К. Чернова, Ялта, 21-22 сент., 1999 г. // Металловедение и термическая обработка металлов. 2000. № 4. С. 34-37.

605

28. Желанова Л.А. Исследование основных служебных характеристик стали Р6М5 после вакуумной цементации // Материалы и упрочняющие технологии-98: Тез. докл. 6 Российской науч.-техн. конф., Курск,15-17 декабря 1998 г. Курск: Изд-во Курск. гос. техн. ун-та, 1998. С. 34-38.

29. Пак Б.Е., Громов В.Е. Влияние термоциклирования на физико-механические свойства и фазовый состав стали Р6М5 // Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий: Тез. докл. 4 Междунар. конф., Новокузнецк, 11-16 сентября 1995 г. Новокузнецк, 1995. С. 197.

30. Рыжкин А.А., Илясов В.В. О связи между износостойкостью и физическими свойствами инструментальных материалов // Вестник машиностроения. 2000. № 12. С. 32-40.

31. Митрофанов А. А., Федин А.В., Чащин Е.А. Использование комбинированного импульсного лазерного излучения для повышения стойкости режущего инструмента // Известия АН. Серия «Физическая». 2001. Т. 65, № 6. С. 926-928.

32. Чаус А.С. Влияние бора на формирование структуры литых быстрорежущих сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 2001. № 6. С. 10-14.

33. Чаус А.С., Латышев И.В. Влияние ванадия, титана и ниобия на формирование структуры литой вольфрамомолибденовой быстрорежущей стали // Физика металлов и металловедение. 1999. № 5. С.50-57.

34. Табаков В.П. Повышение работоспособности инструмента из быстрорежущей стали путем комбинированной упрочняющей обработки// Математическое моделирование физических, экономических, социальных систем и процессов: Тр. науч. конф., Ульяновск, 8-11 сентября 1998 г. Ульяновск, 1998. С. 79-80.

35. Тарельник В.В., Кучмий А.Н. Электроэрозионное упрочнение металлорежущего инструмента для обработки коррозионностойких сталей // Химия и нефтехимическое машиностроение. 1997. № 1. С. 70-71.

36. Сильман Г. И. Литой инструмент из новых сплавов // Вклад ученых и специалистов в национальную экономику: Материалы науч.-техн. конф., Брянск, 18-19 мая 1995.Брянск, 1995. С. 67-71.

37. Бригов А.В., Кондратьев М.В. Износостойкий режущий инструмент // Теория и практика машиностроительного оборудования: Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. Воронеж, 1996. С. 66-67.

38. Гладкий Я.М. Повышение работоспособности режущего инструмента при его обработке холодом // Проблемы трибологии. 1996. № 2. С. 17-22, 159.

39. Тарасов А.Н. Специальный инструмент из нитроцементованной и закаленной быстрорежущей стали // СТИН. 1998. № 7. С. 24-26.

40. Тойдорова К. С. Определение причин разрушения и разработка рекомендаций по повышению стойкости инструмента из стали Р6М5// 2-я Межвуз. науч.-практ. конф. студентов и молодых ученых Волгогр. обл., Волгоград, 27 ноября-1 декабря 1995 г.: Сб. науч. ст. Волгоград, 1997. Вып. 5. С. 76-80.

41. О фрикционном взаимодействии металлических материалов с учетом явления сверхпластичности / А.Д. Бреки, А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, Н.Е. Стариков, Д.А. Провоторов, Н.Н. Сергеев, Д.М. Хонелидзе // Материаловедение. 2016. № 8. С. 21-25.

42. Моделирование процессов ресурсосберегающей обработки слитковых, порошковых, наноструктурных и композиционных материалов: монография: изд. 2-е, испр. и доп. / М.Х. Шоршоров, А.Е. Гвоздев, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, О.В. Кузо-влева, Е.М. Селедкин, Д.С. Клементьев, А.А. Калинин. Тула: Изд-во ТулГУ, 2018. 359 с.

43. Аномальные механические свойства некоторых металлических систем: монография / под ред. д-ра техн. наук, проф. А.Е. Гвоздева. / А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, Д.М. Хонелидзе, С.В. Сапожников. Тула: Изд-во ТулГУ, 2018. 149 с.

44. Сверхпластичность сталей и сплавов и ресурсосберегающие технологии процессов обработки металлов давлением: монография. / М.Х. Шоршоров, А.С. Базык, М.В. Казаков, А.Е. Гвоздев, А.С. Пустовгар, Е.В. Егоров, А.Н. Герасин, Б.П. Сидоров. Тула: Изд-во ТулГУ, 2018. 158 с.

45. Антифрикционные свойства плазмохимических покрытий на основе SIO2 с наночастицами M0S2 в условиях трения верчения по стали ШХ15 / А. Д. Бреки, С.Е. Александров, К.С. Тюриков, А.Г. Колмаков, А.Е. Гвоздев, А.А. Калинин // Материаловедение. 2018. № 1. С. 31-35.

Кутепов Сергей Николаевич, канд. пед. наук, kutepov. sergei@mail. ru, Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,

Калинин Антон Алексеевич, инженер, antony-ak@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Гвоздев Александр Евгеньевич, д-р техн. наук, профессор, gwozdew.alexandr2013@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого,

MODERN STEEL FOR QUICK CUTTING METAL ALLOYS S.N. Kutepov, A.A. Kalinin, A.E. Gvozdev

Various materials and grades of modern high-alloyed high-speed steels from which make the main share of metal-cutting tools are considered. The analysis of their chemical and phase composition, characteristics of mechanical, structural and technological properties. The various processes of strengthening treatment of steels of various grades are discussed.

Key words: metal alloy, high-speed steel, hardening, tempering, mechanical properties, hardening, cutting tool.

Kutepov Sergey Nikolaevich, candidate of pedagogical science, kutepov. sergei@mail. ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,

Kalinin Anton Alekseevich, engineer, antony-ak@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Gvozdev Aleksandr Evgen'yevich, doctor of technical science, professor, gwozdew.alexandr2013@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University