alatni celici_2010
Post on 17-Oct-2014
142 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
ALATNI ČELICI
Za izradu alata kojima se obrađuju ili oblikuju metalni i nemetalni materijali
a) alati za obradu odvajanjem čestica
b) alati za rezanje i hladno oblikovanje metala
c) alati za toplo oblikovanje metala
d) alati za oblikovanje nemetala
e) mjerni alati
2
ALATI ZA OBRADU ODVAJANJEM ČESTICA
3
4
Alatni čelici se primjenjuju u zakaljenom i popuštenom stanju.
Zbog zakaljivosti i prokaljivosti → viši %C od konstrukcijskih čelika – najčešće nadeutektoidnog ili čak podeutektičkog sastava.
Kod strožih zahtjeva, su legirani.
Alternativno ili dodatno se provode i neki od postupaka za
oplemenjivanje površine.
5
2. Prema radnoj temperaturi:
- alatni čelici za hladni rad (Tr < 200 ºC);
- alatni čelici za topli rad (Tr > 200 ºC);
- brzorezni čelici (Tr > 200 ºC).
PODJELA ALATNIH ČELIKA
1. Prema kemijskom sastavu (zajamčen sastav):
- nelegirani,
- niskolegirani,
- visokolegirani.
6
ZAHTJEVI NA ALATNE ČELIKE I
TRAŽENA SVOJSTVA
1. PRIMARNI
- OTPORNOST TROŠENJU- abrazija- adhezija
- OTPORNOST POPUŠTANJU
- ŽILAVOST
7
b) Proizvodni i ekonomski (sekundarni) zahtjevi i svojstva:
– mogućnost obrade alata – obradljivost odvajanjem čestica (rezljivost),
– što viša zakaljivost,
– što viša prokaljivost,
– što manja sklonost pogrubljenju zrna prilikom austenitiziranja,
– što manja promjena mjera u radu,
– što manje deformacije pri kaljenju,
– sigurnost protiv pojave napuklina i lomova tijekom topl. obrade,
– što manja sklonost razugljičenju prilikom toplinske obrade,
– mogućnost prebrušavanja u radu,
– prikladnost za poliranje,
– dovoljna otpornost na koroziju,
– mogućnost nabave i što niža cijena.
8
Oko 90 % alata dotrajava zbog trošenja, pretežno abrazijom → “mikrorezanjem”.
Trošenje izaziva zatupljivanje oštrice reznog alata, odnosno oštećenje glatkih radnih površina, npr. kalupa, ukovnja i sl.
OTPORNOST TROŠENJU
Otpornost ABRAZIJSKOM trošenju alata primarno je funkcija mikrostrukturnog stanja čelika, tj. traži se:
– martenzitna mikrostruktura,
– što viši udio kvalitetnih karbida.
9
10
Martenzit služi kao dobro vezivo za karbide → nema opasnosti od “čupanja” karbida.
Također utječu: vrsta, veličina i oblik te prostornarazdioba karbida.
Nadeutektoidnog ili čak podeutektičkog sastava →
u kaljenom stanju:
M + K”+ Az ¸(nadeutektoidni sastav)
ili M + K" + Ke + Az (podeutektički sastav)
Legirani su s jakim karbidotvorcima – Cr, W, V, Mo...
Adhezija → naljepljivanje (navarivanje) obrađivanog metala na alat.
Površina alata mora biti inkompatibilna s obrađivanim materijalom.
11
Čelici visoke žilavosti ne mogu istovremeno imati i visoku otpornost na trošenje, jer veći % krhkih faza u mikrostrukturi (karbida) nepovoljno djeluje na deformabilnost.
Čelici približno eutektoidnog sastava.
ŽILAVOST
Posebno važno kod udarno opterećenih alata: čekići, dlijeta, dijelova štanci, ukovnja i sl.,
Otpornost na pojavu pukotina ili loma uz zadržavanje ostalih svojstava.
12
Bitno za alate koji rade pri visokim temperaturama, npr. kokile i ukovnji, ili za npr. visokoopterećene rezne alate.
Povišena temperatura uzrokuje veći ili manji pad čvrstoće i tvrdoće i otpornosti na trošenje, već prema tome o kojoj se vrsti čelika radi.
OTPORNOST NA POPUŠTANJE
13
DIJAGRAM POPUŠTANJA
Najveću otpornost na popuštanje pokazuju alatni čelici za topli rad i brzorezni čelici, odnosno općenito oni čelici koji su legirani barem s jednim od sljedećih elemenata: W, Mo, Co i V.
15
ALATNI ČELICI ZA HLADNI RAD
1. NELEGIRANI
2. NISKOLEGIRANI
- Visokougljični W-V čelici
- Nisko i srednjeugljični W-Cr-(Si)-V čelici
- Cr-čelici
- Mn-Cr-V i Mn-Cr-W čelici
3. VISOKOLEGIRANI
16
0,5...1,3 %C
Što je viši %C u čeliku to je viša tvrdoća, a niža žilavost i obratno.
Kod nadeutektoidnih čelika → mreža Fe3C” po granicama zrna → manja žilavost.
ALATNI ČELICI ZA HLADNI RAD
Nelegirani alatni čelici za hladni rad
Niska prokaljivost (< 10 mm) → bolja žilavost
Najjeftiniji su od svih alatnih čelika.
17
Primjena: dlijeta, čekići, svrdla za drvo, kliješta, ručne škare, sjekire, mesarski noževi, noževi za kožu, srpovi, kose, nareznice, razvrtala, probijači, sjekači, pile za drvo, turpije...
DIJAGRAM POPUŠTANJA
18
Osnovni cilj legiranja je:
– povišenje prokaljivosti,
– dobivanje kvalitetnijih i toplinski postojanijih karbida u odnosu na Fe3C (M3C6 karbidi) viša tvrdoća i otpornost na trošenje.
Niskolegirani alatni čelici za hladni rad
23
Visokolegirani alatni čelici za hladni rad
> 5 %Cr + V, Mo i/ili W.
Cr → (Fe,Cr)3C, Cr7C3 ili Cr23C6 - ovisno o %C i % Cr.
Tri karakteristične podskupine čelika:
1. Čelici s oko 5 %Cr; npr. X100CrMoV5-1
2. Visokougljični ledeburitni s 12 %Cr, npr. X210Cr12,
X210CrW12; X65CrMoV12, X55CrVMo12-1
3. Martenzitni nehrđajući, npr. X20Cr13, X42Cr13,
X45CrMoV15, X5CrMo14, X1CrMoV18
24
Mikrostruktura nakon kaljenja: M + K" + Ke + Az
Tijekom popuštanja: Az → Mp
Visok udio (do 18 %) kvalitetnih Cr-karbida (Cr7C3) tvrdoće oko 1800 HV→ vrlo otporan trošenju.
X210Cr12: 2 %C; 12 %Cr; 0,1 %V ‑ podeutektički (ledeburitni)
Teško obradljiv odvajanjem čestica i u meko žarenom (sferoidiziranom) stanju.
25
ŽARENO STANJE ZAKALJENO I POPUŠTENO STANJE
26
PSEUDOBINARNI DIJAGAM ZA 12%Cr
28
ALATNI ČELICI ZA TOPLI RAD
Vrlo dobra otpornost popuštanju
Niskim %C postiže se dobra žilavost i dobra otpornost toplinskom umoru.
Kabidotvorci (W, Mo, Cr i V) omogućuju stvaranje Kp → povisuje se otpornost trošenju i otpornost popuštanju.
29
pojava "sekundarne tvrdoće".
Nakon kaljenja imaju 20...30 %Az koji se tijekom popuštanja pri 500...580 °C raspada na Kp i M".
X30WCrV9-3
30
Povišen %C (0,7...1,3) i legiranje jakim karbidotvorcima (Cr, W, V) - slobodni karbidi postojani i pri višim temperaturama, te neki legirani s Co.
Izvrsna otpornost trošenju i
otpornost popuštanju pri Tr = 500...600 °C,
ali niska žilavost.
BRZOREZNI ČELICI
31
MIKROSTRUKTURA BRZOREZNOG ČELIKA
U KALJENOM I POPUŠTENOM STANJU
32
PSEUDOBINARNI DIJAGRAM BRZOREZNOG ČELIKA
33
DIJAGRAM POSTUPKA TOPL. OBRADE BRZOREZNOG ČELIKA
34
pojava "sekundarne tvrdoće" brzoreznog čelika HS 1-0-1
Nakon kaljenja je: M + Az (20…40%) + K" + Ke
Az popuštanjem pri 500...600 °C prelazi u M" i Kp
35
PRIMJENA:
ALATI ZA OBRADU ODVAJANJEM ČESTICA:
SVRDLA, GLODALA, TOKARSKI NOŽEVI,
UREZNICE, RAZVRTALA I SL.
top related