Инструментальная сталь — группа углеродистых и легированных сталей, предназначенных для изготовления режущего, измерительного, штампового и другого инструмента. Основу сплава составляют железо (Fe) и углерод (C). В зависимости от марки сталь может содержать хром (Cr), вольфрам (W), ванадий (V), молибден (Mo) и другие легирующие элементы.
Инструментальные стали отличаются высокой твёрдостью, износостойкостью и способностью сохранять рабочие свойства после соответствующей термической обработки. Конкретные характеристики зависят от химического состава, структуры и режима закалки и отпуска.
Химический состав инструментальной стали
Состав инструментальных сталей существенно различается. Углерод обеспечивает возможность получения высокой твёрдости, а легирующие элементы повышают прокаливаемость, износостойкость и устойчивость структуры при рабочих нагрузках.
- Fe — железо: основной металл сплава.
- C — углерод: влияет на твёрдость, прочность и образование карбидов.
- Cr — хром: повышает прокаливаемость и износостойкость.
- W — вольфрам: образует твёрдые карбиды и повышает сопротивление износу.
- V — ванадий: способствует измельчению зерна и образованию износостойких карбидов.
- Mo — молибден: применяется в отдельных марках для повышения прокаливаемости и стойкости при нагреве.
Обозначение Fe + C + Cr/W/V в Атласе сплавов является условным: хром, вольфрам и ванадий не обязательно присутствуют одновременно в каждой марке инструментальной стали.
Основные свойства
- Высокая твёрдость: достигается преимущественно после закалки и отпуска.
- Износостойкость: позволяет выдерживать трение и контактные нагрузки.
- Прочность и вязкость: подбираются в зависимости от назначения инструмента.
- Прокаливаемость: у легированных марок позволяет получать необходимые свойства в более крупных сечениях.
- Теплостойкость: зависит от марки; обычные инструментальные стали не следует приравнивать к быстрорежущим.
- Магнитные свойства: большинство инструментальных сталей ферромагнитны.
Виды и европейские марки EN
В европейской системе обозначения сталей применяются стандарты EN 10027 и соответствующие стандарты на инструментальные стали. Ниже приведены характерные примеры марок, встречающихся в промышленности.
| Марка EN | Тип | Характерное применение |
|---|---|---|
| C105U (1.1545) | Углеродистая инструментальная | Ручной режущий и измерительный инструмент |
| 90MnCrV8 (1.2842) | Легированная сталь холодной обработки | Ножи, пуансоны, измерительный инструмент |
| X153CrMoV12 (1.2379) | Высокохромистая сталь холодной обработки | Штампы, матрицы, промышленные ножи |
| X40CrMoV5-1 (1.2344) | Сталь горячей обработки | Пресс-формы, горячие штампы, инструмент для литья |
Перечисленные марки различаются по содержанию углерода и легирующих элементов, поэтому не являются взаимозаменяемыми. Быстрорежущие стали выделяются в отдельную группу и рассматриваются на самостоятельной странице Атласа сплавов.
Где применяется инструментальная сталь
- Режущие ножи, лезвия, резцы и ручной инструмент.
- Пуансоны, матрицы и штампы для холодной обработки металлов.
- Пресс-формы и оснастка для горячей обработки.
- Измерительный инструмент и точные механические детали.
- Износостойкие элементы промышленного оборудования.
Инструментальная сталь как металлолом
Лом инструментальной стали образуется при производстве и замене штампов, ножей, пресс-форм, режущего инструмента и промышленной оснастки. В отличие от обычного стального лома, отдельные марки могут содержать ценные легирующие элементы — хром, вольфрам, ванадий или молибден.
| Категория лома | Описание |
|---|---|
| Углеродистая инструментальная сталь | Отработанный инструмент и детали без значительного содержания легирующих элементов. |
| Легированная инструментальная сталь | Штампы, ножи, пуансоны и оснастка с хромом, ванадием и другими добавками. |
| Высоколегированный инструментальный лом | Материалы с повышенным содержанием отдельных легирующих элементов, требующие уточнения марки и состава. |
При сортировке важны отсутствие посторонних материалов, разделение различных марок и подтверждение химического состава. Внешний вид и магнитные свойства не позволяют надёжно определить конкретную марку стали. Для идентификации может потребоваться инструментальный анализ.
Переработка инструментальной стали
Инструментальный лом направляют на сортировку, подготовку и металлургическую переработку. Раздельный сбор легированных марок помогает сохранить ценность содержащихся в них элементов и обеспечивает более точное формирование металлургической шихты.
Kare Pluss занимается скупкой металлолома в Латвии. Возможность приёма конкретной партии инструментальной стали, её категорию и условия оценки необходимо уточнять с учётом состава, количества и состояния материала.
