Стали для измерительного инструмента

Основными свойствами сталей для измерительного инструмента являются: высокая износостойкость, постоянство размеров и формы в течении длительного времени, возможность получения высокой чистоты поверхности и малая деформация при термической обработке.

Этими свойствами обладают низколегированные инструментальные стали Х, ХГ, ХВГ, 9ХС, обрабатываемые на высокую твердость HRC 60-64. Для предотвращения старения, уменьшения остаточного аустенита закалка ведется с возможно низкой температуры (АС₃ + 10^оС) и низким отпуском 120-140^о С, с последующей обработкой холодом.

Плоские инструменты (скобы, линейки, шаблоны и т.д.) нередко изготовляются из листовых цементуемых сталей 15Х, 12ХН3А. Для инструмента большого размера и сложной формы применяется азотируемая сталь 38ХМЮА.

Стали для штампов холодного деформирования.

Стали для штампов и другого инструмента холодной обработки давлением должны обладать высокой прочностью, твердостью, износостойкостью, повышенной (при работе с ударом) вязкостью. Для высоких скоростей деформирования, когда происходит разогрев инструмента до 450^о С, необходима теплостойкость.

Для штампов применяются низколегированные стали (Х, ХВГ, ХВСГ, 9ХС) и углеродистые стали У10, У12. Штампы работающие с ударом термообрабатываются на твердость HRC 54-56, а без удара- на твердость HRC 58-61.

Высокохромистые стали (Х12, Х12М, Х12Ф, Х6ВФ) обладают высокой износостойкостью и глубокой (>200мм) прокаливаемостью, поэтому применяются для изготовления крупных инструментов сложной формы: вырубных, чеканочных штампов, накатных роликов, волочильных досок.

Для зубил, гибочных штампов, обжимных матриц применяются стали повышенной вязкости (4ХВ2С, 5ХВ2С, 4ХС, 6ХС, 6ХВ2С). Повышение вязкости достигается снижением содержания углерода и повышением температуры отпуска, что обеспечивает твердость HRC 45-55.

Стали для штампов горячего деформирования.

Стали для штампов горячего деформирования работают в условиях ударного нагружения и периодического нагрева и охлаждения, поэтому должны обладать достаточной прочностью, износостойкостью, вязкостью, прокаливаемостью,теплостойкостью,окалиностойкостью,разгаростойкостью.

В соответствии с указанными требованиями для штампов горячей штамповки применяются легированные стали с содержанием углерода 0,3-

-0,6% после закалки и отпуска при Т=550-680С на троостит или троостосорбит.

Для молотовых штампов применяются стали 5ХНМ, 5ХМВ,5ХНВС, термообработанные на твердость HRC 40-45.

Для изготовления тяжлонагруженного инструмента, работающего с разогревом поверхности до 700˚ С, применяются стали 3Х2В8Ф, 4Х2В5МФ. Они сохраняют твердость HRC 45 до температуры 670˚ С.

Для инструментов высокоскоростной штамповки применяются вязкие и разгаростойкие стали 4Х5МФС, 4Х5В2ФС, 4Х4ВМФС.

Для пресс-форм литья под давлением, работающим в тяжелых условиях (действие расплава металла, нагрев и охлаждение) применяются стали повышенной тепло и разгаростойкости (3Х2В8Ф, 4Х5В2ФС), а также мартенситно- стареющие стали.

СТАЛИ И СПЛАВЫ С ОСОБЫМИ ФИЗИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ

.К сплавам с особыми физическими свойствами относятся:

- сплавы высокого электросопротивления;

- сплавы с низким коэффициентом линейного расширении;.

- магнитные сплавы;

- сплавы с постоянным модулем упругости.

Сплавы высокого электросопротивления.

Сплавы высокого электросопротивления (ГОСТ10994-74) применяются для прецизионных элементов сопротивления (шунтов, катушек сопротивления, резисторов термопар, тензометров и т.д.) и нагревательных элементов электрических приборов и печей.

К сплавам предъявляются следующие требования:

1. Сплав должен обладать большим удельным сопротивлением.

2.Сплав должен обладать возможно малым температурным коэффициентом электросопротивления, то есть его сопротивление при изменении температуры должно меняться как можно меньше.

3.Сплав должен обладать высокой окалиностойкостью, так как от нее зависит срок службы нагревательного элемента.

Все сплавы с повышенным электросопротивлением делятся на 2 группы:

- реостатные сплавы, работающие при температуре <500˚ С ;

- сплавы для нагревательных элементов, работающие при температуре 800--1100˚ С.

Для реостатных сплавов используются сплавы с Ni , Мn, Zn. Наибольшее распространение получили сплавы манганин - МНМц3-12, константан –МНМц40-1,5 и копель МНМц43-0,3. Маркировка этих сплавов обычная для медных сплавов:МНМц40-1,5: М- медный сплав, Н- никеля 40%, Мц – марганца 1,5% , остальное -медь. Константан и копель используются для термопар, манганин – для потенциометров.

Для нагревательных элементов используются сплавы на железной и никелевой основе с легированием хромом и алюминием. Широко применяются сплавы хромаль ОХ23Ю5 (рабочая температура 1200˚С), фехраль Х13Ю4 ( рабочая температура 1000˚ С) и нихром Х20Н80( рабочая температура 1100˚ С ).Сплавы используются в виде лент, проволоки, прутков и т.д. Химический состав наиболее распространённого сплава нихром Х20Н80: С<0,15%, Si = 1,0%, Mn<0,7%, Cr =20%, Ni=78%, Al<0,2%, удельное сопротивление ρ=1,1 ом мм²/м.