Инструментальная сталь – это сталь для изготовления различных инструментов или их рабочих частей. Углеродная инструментальная сталь имеет углерода от 0,6 до 1,4%, легированная – от 0,25 до 2%. Чаше инструментальную сталь легируют хромом, вольфрамом, ванадием, молибденом и титаном. Состав легированных элементов в стали зависит от ее предназначения и может варьироваться от сотых частей до нескольких процентов.
Инструментальная сталь имеет большое количество марок, разных за химическим составом, структурой и свойствами. Необходимые свойства инструментальной стали определяются в первую очередь за предназначением инструмента и условий его работы.
В зависимости от этих условий различают такие группы инструментальной стали:
Высоких эксплуатационных свойств инструментальных сталей достигают путем термической обработки (закаливания). Инструментальную сталь первой группы закаливают при температуре 120 – 180 градусов. Такая обработка обеспечивает крепость и устойчивость инструмента. Сталь второй группы поддают обычной, ступенчатой или изотермической закалке. Сталь третьей группы закаливают при температуре от 300 до 500 градусов. Сталь четвертой группы закаливают при температуре 140 – 150 градусов на протяжении 6 – 12 часов. В современном производстве легированная инструментальная сталь мало используется, в связи с применением твердых сплавов и металлокерамического инструмента.
Мартенситно-стареющие сплавы. В последнее время значительно возросла потребность в высокопрочных материалах. Применение высокопрочных материалов с высоким сопротивлением хрупкому разрушению позволяет снизить массу конструкций и повысить их эксплуатационную надёжность. Для решения указанной проблемы был создан новый класс сталей. Это железоникелевые сплавы (8% — 20%) Ni, дополнительно легированные титаном, алюминием, кобальтом, хромом, молибденом и другими элементами. Мартенсит железоникелевых сплавов в отличии от мартенсита закалённых углеродистых сталей характеризуется относительно малой прочностью, высокой пластичностью, вязкостью и низким коэффициентом деформационного упрочнения.
В мартенситно-стареющих сплавах содержатся весьма малые количества углерода и азота, которые уменьшают подвижность дислокаций и, следовательно, вязкость сплавов. Упрочнение мартенсита при старении вызывается образованием концентрационных неоднородностей и выделением интерметаллидных фаз.
Наиболее эффективное упрочнение достигается при легировании титаном и алюминием. Однако для сохранения высокой пластичности и вязкости состаренного мартенсита рекомендуется ограничивать содержание титана до(0,7%-0,8%), а алюминия до (0,1%-0,2%).
