פלדה R6M5: מאפיינים, יישום

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

הסגסוגת של יסוד מהקבוצה השמינית של המערכת המחזורית של מנדלייב עם המספר האטומי 26 (ברזל) עם פחמן וכמה יסודות אחרים נקראת בדרך כלל פלדה. יש לו חוזק וקשיות גבוהים, נטול פלסטיות וצמיגות עקב פחמן. אלמנטים סגסוגת מגדילים את המאפיינים החיוביים של הסגסוגת. עם זאת, פלדה נחשבת לחומר מתכתי המכיל לפחות 45% ברזל.

בואו נשקול סגסוגת כמו פלדה R6M5 ונגלה אילו מאפיינים יש לה ובאילו אזורים היא משמשת.

מנגן כיסוד ממסך

עד המאה ה-19, נעשה שימוש בפלדה רגילה לעיבוד מתכות ועץ לא ברזליות. מאפייני החיתוך שלו הספיקו למדי לכך. עם זאת, כאשר מנסים לעבד חלקי פלדה, הכלי מתחמם מהר מאוד, נשחק ואף מתעוות.

המטלורג האנגלי R. Muschette, באמצעות ניסויים, גילה שעבורעל מנת להפוך את הסגסוגת לחזקה יותר, יש צורך להוסיף לה חומר מחמצן שישחרר ממנה עודפי חמצן. הם החלו להוסיף ברזל יצוק מראה, שהכיל מנגן, ליציקת פלדה. מכיוון שמדובר באלמנט מתג, אחוזו לא יעלה על 0.8%. אז, פלדת R6M5 מכילה בין 0.2% ל-0.5% מנגן.

ברזל טונגסטן

כבר בשנת 1858, מדענים ומטלורגים רבים עבדו על השגת סגסוגות עם טונגסטן. הם ידעו בוודאות שזו אחת המתכות העמידות ביותר. הוספתו לפלדה כאלמנט סגסוג אפשרה להשיג סגסוגת שיכולה לעמוד בטמפרטורות גבוהות ועדיין לא להתבלות.

Steel R6M5 מכיל 5.5-6.5% טונגסטן. סגסוגות עם התוכן שלה לרוב מתחילות באות "P" ונקראות מהירות גבוהה. בשנת 1858 השיג מושט את הפלדה הראשונה המכילה 9% טונגסטן, 2.5% מנגן ו-1.85 פחמן. מאוחר יותר, כשהוסיפו לו עוד 0.3% C, 0.4% Cr והסרת 1.62% Mn, 3.56% W, השיג המתטלורג סגסוגת בשם samokal (P6M5). לפי מאפייניו, הוא דומה גם לפלדת P18.

מחסור בטונגסטן

כמובן, בשנות ה-60, כשאלמנטים רבים היו בשפע, פלדה בתוספת טונגסטן נחשבה לחזקה ביותר. עם הזמן, האלמנט הזה בטבע הולך ופוחת, והמחיר עבורו גדל.

מנקודת מבט כלכלית, הוספת כמות גדולה של W לפלדה הפכה לבלתי מעשית. מסיבה זו, פלדת R6M5 פופולרית הרבה יותר מ-R18.בהסתכלות על ההרכב הכימי שלהם, ניתן לראות שתכולת הטונגסטן ב-P18 היא 17-18.5%, בעוד שבסגסוגת הטונגסטן-מוליבדן היא עד 6.5% לכל היותר. בנוסף, עד 0.25% נחושת ועד 5.3% מוליבדן נמצאים במתקשר העצמי.

אלמנטים סגסוגים אחרים

בנוסף לפחמן, מנגן, טונגסטן ומוליבדן לעיל, פלדת R6M5 מכילה גם קובלט (עד 0.5%), כרום (4.4%), נחושת (0.25%), ונדיום (2.1%), זרחן (0.03%), גופרית (0.025%), ניקל (0.6%) סיליקון (0.5%). בשביל מה הם מיועדים?

לכל אלמנט מתג יש תפקיד משלו. כך, למשל, הכרום הכרחי להתקשות תרמית, בעוד שניקל מגביר את הקשיחות. מוליבדן ונדיום למעשה מבטלים את שבירות המזג. חלק מיסודות הסגסוג משפרים את תכונות הפלדה כגון קשיות אדומה וקשיות חמה.

פלדה R6M5, שאת המאפיינים שלה אנו חוקרים, במצב מוקשה יש קשיות של 66 HRC בטמפרטורת בדיקה של עד 600 מעלות צלזיוס. זה אומר שגם עם חימום חזק, הוא לא מאבד את מאפייני החוזק שלו, מה שאומר שהוא לא נשחק או מתעוות.

Designation Р6М5

פענוח הפלדה תלוי באיך היא מיוצרת, באילו אלמנטים סגסוגים היא כוללת וכמה פחמן היא מכילה. יש ייעודים לסוגים שונים. אם, למשל, הסגסוגת אינה מכילה יסודות סגסוגת, אז היא מסומנת "St" ולצידה מספר המראה את תכולת הפחמן הממוצעת בפלדה (St20,Art45).

בסגסוגות סגסוגות נמוכות, תחילה מגיע אחוז הפחמן, ולאחר מכן האותיות המציינות יסודות כימיים (10KhSND, 20KhN4FA). אם אין לידם מספרים, כמו בדוגמה, אז התוכן של כל אחד מהם אינו עולה על 1%. האות "P" בדרגת הסגסוגת מציינת שמדובר בחיתוך מהיר (מהיר).

בעקבותיו יש מספר - זהו אחוז הטונגסטן (P9, P18), ואז אותיות ומספרים הם יסודות מתג והאחוז שלהם. מכאן נובע שהפלדה המהירה R6M5 מכילה עד 6% טונגסטן ועד 5% מוליבדן.

חישול

ככלל, הייצור של סגסוגת כזו הוא קלאסי וישמש עבור כל הפלדות המהירות. עם זאת, יש לזכור שכדי שסגסוגת הטונגסטן-מוליבדן תהיה באמת חזקה, קשיחה ועמידה בפני שחיקה, היא חייבת להיות מחושלת.

אם כיתות אחרות, למשל, St45, מאבדות את תכונות החוזק שלהן במהלך חישול, אז אלו המהירות, להיפך, משתפרות והופכות חזקות יותר וקשות יותר. לכן R6M5 מחולל לפני התקשות. איך זה קורה?

מוצרים מגולגלים (לדוגמה, יריעת פלדה R6M5) בעובי של כ-22 מ מ מחוממים בכבשן מיוחד לטמפרטורה של 870 מעלות צלזיוס, לאחר מכן מקוררים ל-800 מעלות צלזיוס, ואז מחוממים שוב. יכולים להיות בערך 10 מחזורים כאלה.

בנוסף, לאחר החמישי, יש צורך להפחית בהדרגה את הטמפרטורה. לדוגמה, חימום שוב אך עד 850 מעלות צלזיוס, קירור עד 780 מעלות צלזיוס. וכך הלאה עד שהוא מגיע ל-600 מעלות צלזיוס.

תהליך חישול מורכב שכזה נובע מנוכחות גרגיריםאוסטניט בסגסוגות סגסוגות, וזה מאוד לא רצוי. חימום וקירור מאפשרים ליסודות הסגסוגת להתמוסס כמה שיותר, אך האוסטניט לא יגדל.

אם אינכם עומדים במשטר הטמפרטורות ומחריפים בטמפרטורה של יותר מ-900 מעלות צלזיוס, אזי נוצרת בסגסוגת כמות מוגברת של אוסטניט והקשיות יורדת. הקירור מומלץ להתבצע באמצעות אמבטיות שמן, זה יגן על סגסוגת הטונגסטן-מוליבדן מפני סדקים ודקירות.

P6M5 שיטת ייצור

כמובן, כמו כל סגסוגת אחרת, R6M5 מיוצר במבחרים שונים. אז, בכמה סדנאות, פלדה חמה במהירות גבוהה מוזגת לתוך מטילי. בייצור אחר מגלגלים אותו בגלגול חם. לשם כך, המטילים המחוממים נדחסים בין הגלילים של הגלגול. צורתו שתתקבל תהיה תלויה בצורת הפירים עצמם.

דרגת פלדה R6M5 נמצאת בשימוש נרחב עבור חלקים הפועלים בטמפרטורות גבוהות. מסיבה זו, פלדה מצופה אבקה הייתה שיטה פופולרית מאוד לייצור פלדה לאחרונה.

כאשר יוצקים פלדה חמה למטילים, יש שחרור מהיר מאוד של קרבידים מההמסה. באזורים מסוימים, הם יוצרים אזורי הצטברות לא אחידים, שהופכים מאוחר יותר לאתר התחלת הסדקים.

בייצור אבקה משתמשים באבקה מיוחדת המכילה את כל הרכיבים הדרושים. הוא מסונט במיכל ואקום מיוחד בטמפרטורה ולחץ גבוהים. זה תורם לעובדה שהחומר מתקבלהומוגנית.

Application

פלדה R6M5 נמצאת בשימוש נרחב בתעשיות שונות. לרוב הוא משמש לייצור כלי חיתוך למכונות חריטה, כרסום וקידוח במטלורגיה. זה נובע מהמאפיינים של חוזק, עמידות בחום, קשיות.

ככלל, מכינים ממנו מקדחים, ברזים, מתכות, חותכים. כלי חיתוך המתכת העשוי מפלדת R6M5 מצוין לחיתוך במהירויות גבוהות, יתר על כן, אינו דורש קירור נוזל קירור. גם סכין עשויה מפלדת R6M5 אינה נדירה.

מכיוון שלסגסוגת טונגסטן-מוליבדן יש קשיות גבוהה וקשיחות גבוהה, משתמשים בה לעתים קרובות לייצור סכינים עם ידיות חזקות ודוגמאות יפות.

אלמנטים סגסוגת בכמות הנדרשת אפשרו ליצור פלדה ייחודית שכמעט ואינה מחלידה ובעלת יכולת טחינה טובה. זה מאפשר לעבוד במנעולנות להגביר את מהירות החיתוך פי 4.

הוא משמש גם לייצור מיסבים כדוריים עמידים בחום הפועלים במהירות גבוהה ב-500-600 מעלות צלזיוס. האנלוגים של סגסוגת R6M5 הם R12, R10K5F5, R14F4, R9K10, R6M3, R9F5, R9K5, R18F2, 6M5K5. אם סגסוגות טונגסטן-מוליבדן, ככלל, משמשות לייצור כלים לחספוס (מקדחים, חותכים), אז ונדיום (R14F4) לגימור (קוצים, חותכים). לכל כלי חיתוך חייב להיות סימון המאפשר לגלות מאיזו סגסוגת הוא עשוי.