Р6М5¶

Р6М5 — быстрорежущая инструментальная сталь вольфрамомолибденового класса, легированная также ванадием, применяемая для изготовления режущего инструмента, работающего при высоких температурах нагрева режущей кромки (до 600 °C). Относится к группе сталей повышенной теплостойкости и является одной из самых распространённых марок быстрорежущей стали в мире, особенно на постсоветском пространстве. Обозначение расшифровывается по ГОСТ: Р — быстрорежущая (от слова «режущая»), 6 — содержание вольфрама в процентах, М5 — содержание молибдена в процентах.

¶Химический состав и свойства

Химический состав стали Р6М5 регламентируется ГОСТ 19265-73 (в Российской Федерации) и близкими международными стандартами (аналог — сталь M2 по стандарту AISI). Основные легирующие элементы:

• Вольфрам (W) — 5,5–6,5 %;
• Молибден (Mo) — 4,5–5,5 %;
• Ванадий (V) — 1,7–2,2 %;
• Хром (Cr) — 3,8–4,4 %;
• Углерод (C) — 0,82–0,90 %.

Остальное — железо и неизбежные примеси (сера, фосфор), содержание которых ограничено. Молибден в стали частично заменяет дефицитный вольфрам (1 % молибдена эквивалентен примерно 1,5–2 % вольфрама), что удешевляет производство, однако повышает склонность стали к обезуглероживанию при нагреве.

Ключевые физико-механические свойства после полной термической обработки:

• Твёрдость — 63–65 HRC (после закалки и трёхкратного отпуска);
• Теплостойкость (красностойкость) — до 600–620 °C (способность сохранять твёрдость при нагреве режущей кромки);
• Предел прочности при изгибе — 3500–4500 МПа;
• Ударная вязкость — 2,5–4,0 кгс·м/см².

Сталь обладает хорошей шлифуемостью (благодаря умеренному содержанию ванадия) и удовлетворительной свариваемостью, что важно при изготовлении сварного инструмента.

¶Термическая обработка

Технология упрочнения Р6М5 включает несколько этапов:

1. Отжиг — для снятия напряжений и улучшения обрабатываемости резанием (твёрдость в отожжённом состоянии — не более 255 HB).
2. Закалка — нагрев до температуры 1210–1230 °C (ступенчатый нагрев с подогревом для предотвращения трещин), выдержка и охлаждение в масле, расплаве солей или на воздухе (для тонких сечений).
3. Отпуск — трёхкратный при температуре 540–560 °C с выдержкой по 1 часу. Тройной отпуск необходим для превращения остаточного аустенита в мартенсит и выделения дисперсных карбидов.

Допускается обработка холодом (при −70 °C) для сокращения количества отпусков, а также поверхностное упрочнение (азотирование, ионное азотирование) для повышения износостойкости.

¶Применение

Из стали Р6М5 изготавливают широкий спектр металлорежущего инструмента:

• свёрла (спиральные, центровочные, ступенчатые);
• метчики и плашки;
• развёртки и зенкеры;
• фрезы (концевые, дисковые, червячные);
• протяжки и долбяки;
• резцы (в том числе фасонные);
• пилы по металлу и ножовочные полотна.

Инструмент из Р6М5 применяется для обработки конструкционных и легированных сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов на скоростях резания 20–50 м/мин (зависит от материала заготовки). Также сталь используется для изготовления деталей, работающих при повышенных температурах: пружин, клапанов, деталей горячей штамповки (при температуре до 400–500 °C).

¶Аналоги и разновидности

Р6М5 имеет многочисленные аналоги в зарубежных стандартах: M2 (AISI/SAE, США), HS6-5-2 (DIN, Германия), 3343 (EN, Великобритания), SKH51 (JIS, Япония). В Российской Федерации выпускаются модификации стали:

• Р6М5К5 — дополнительно легирована кобальтом (5 %), что повышает теплостойкость до 640 °C;
• Р6М5Ф3 — с повышенным содержанием ванадия (до 3 %) для улучшения износостойкости;
• Р6М4Ф3 — с увеличенным содержанием молибдена и ванадия.

¶Достоинства и недостатки

К преимуществам стали относят: относительно невысокую стоимость по сравнению с вольфрамовыми сталями (Р18), хороший баланс прочности и вязкости, пригодность для всех видов режущего инструмента. Недостатки: склонность к обезуглероживанию при нагреве (требует защитной атмосферы или соляных ванн), меньшая теплостойкость по сравнению с кобальтовыми и порошковыми быстрорежущими сталями, ограниченная применимость для высокопроизводительной обработки современных труднообрабатываемых материалов (нержавеющих, жаропрочных сплавов), где уступает твёрдым сплавам и порошковым быстрорезам (например, Р6М5Ф3-МП).

¶Источники

• ГОСТ 19265-73 «Прутки и полосы из быстрорежущей стали. Технические условия».
• Геллер Ю. А. «Инструментальные стали». — М.: Металлургия, 1983.
• Справочник «Марочник сталей и сплавов» / под ред. В. Г. Сорокина. — М.: Машиностроение, 1989.