сталь, углеродистая или легированная сталь для изготовления режущих и измерительных инструментов, штампов холодного и горячего деформирования, а также деталей машин, испытывающих повышенный износ при умеренных динамических нагрузках (шарико- и роликоподшипники, зубчатые колёса, ходовые винты в высокоточных станках и др.). Как правило, И. с. содержит более 0,6-0,7% С; исключение - штамповые стали для горячего деформирования, содержащие 0,3-0,6% С. Для улучшения эксплуатационных свойств И. с. подвергают термической обработке ( закалке , отпуску ), в результате которой твёрдость И. с. повышается до 60-66 HRC, прочность при изгибе - 2,5-3,5 Гн / м 2 (250-350 кгс/мм 2). С увеличением твёрдости повышается и износостойкость И. с. - способность сохранять неизменные размеры и форму рабочей поверхности при трении с высокими давлениями. И. с., легированные хромом и марганцем, обладают более высокой закаливаемостью и прокаливаемостью, чем углеродистые. Повышенная красностойкость И. с. - способность сохранять высокую твёрдость и износостойкость при температурах до 500-700 |С - достигается легированием сталей вольфрамом, молибденом, ванадием. В зависимости от устойчивости против нагрева, возникающего в процессе эксплуатации, И. с. подразделяют на три группы (см. табл.).
Химический состав широко распространённых в СССР инструментальных сталей,
% в среднем
Марка стали C Mn Si
Cr
W
Mo
V Стали с небольшой устойчивостью против нагрева Углеродистые стали
У8А
0,8
0,25
0,25
£0,1
-
-
-
У10А
1,0
0,25
0,25
£0,1
-
-
-
У12А
1,2
0,25
0,25
£0,1
-
-
-
У13А
1,3
0,25
0,25
£0,1
-
-
-
Низколегированные стали
9ХФ
0,9
0,4
0,25
0,55
-
-
0,2
11ХФ
1,1
0,5
0,25
0,55
-
-
0,1
13Х
0,3
0,4
0,25
0,55
-
-
-
В2Ф
1,2
0,4
0,25
0,5
1,7
-
0,1
Легированные стали
Х
1,0
0,3
0,2
1,5
-
-
-
ХВСГ
1,0
0,75
0,85
0,9
0,85
-
0,1
7ХГ2ВМ
0,75
2,1
0,3
1,7
1,1
0,7
0,15
6ХС
0,65
0,25
0,8
1,1
-
-
- Стали с повышенной устойчивостью против нагрева
Х6ВФ
1,1
0,25
0,25
6
1,3
-
0,6
Х6Ф4М
1,65
0,25
0,25
6
-
0,8
3,8
X12М
1,55
0,25
0,25
12
-
0,5
-
55Х6В3СМФ
0,55
0,25
0,8
6
3
0,8
0,8
Стали, устойчивые против нагрева
(штамповые стали)
4Х52ВФС
0,4
0,25
1,0
5
2,0
-
0,8
4Х3БМФС
0,4
0,35
0,8
3,5
1,0
1,4
0,7
3Х2В8Ф
0,35
0,25
0,25
2,5
8,0
-
0,3
2Х8В8М2К5
0,25
0,25
0,4
7,5
7,5
1,8
8,0
Стали с небольшой устойчивостью против нагрева сохраняют высокую твёрдость до 150-200|C, применяются для резания мягких материалов с небольшой скоростью и для холодного деформирования. Углеродистые стали этой группы характеризуются малой прокаливаемостью - изделия диаметром (толщиной) более 15-20 мм получают при закалке высокую твёрдость (до 65 HRC) только в тонком поверхностном слое, сохраняя мягкую и вязкую сердцевину. Из-за повышенной деформации при закалке с охлаждением в воде из углеродистой стали изготовляют преимущественно инструменты простой формы - напильники, зенкеры, ручные метчики и др. Имеющие несколько лучшую прокаливаемость низколегированные стали используют для инструментов небольших сечений, от которых требуется высокая и равномерная твёрдость: ножовочных полотен для ручной резки металлов, лезвий бритв, круглых пил по дереву и др. Легированные стали этой группы обладают повышенной прокаливаемостью (от 25-100 мм ) и применяются для измерительных инструментов, колец и шариков подшипников качения, штампов сложной формы и др.
Стали с повышенной устойчивостью против нагрева сохраняют свои эксплуатационные свойства при нагреве до 250-400 |С. В основном это легированные стали с высоким содержанием хрома (до 12%). Они имеют повышенную износостойкость в условиях абразивного изнашивания, так как содержат в структуре до 20-30% карбидов хрома и ванадия высокой твёрдости: Me7C3 (1200-1400 HV) и MeC (2000 HV). После термической обработки (закалка с охлаждением на воздухе, в масле или в расплавленных солях с температурой 150-180 |С) они приобретают твёрдость до 63 HRC. Для этих сталей характерна высокая прокаливаемость (до 300-400 мм ) и минимальные объёмные изменения при закалке. Из высокохромистых сталей изготовляют крупные штампы, испытывающие повышенный износ, стойкие в агрессивных средах хирургические инструменты и др.
Стали, устойчивые против нагрева, сохраняют твёрдость до 560-700 |С. Основными легирующими элементами таких сталей, обеспечивающими их красностойкость, являются вольфрам и молибден. Стали, имеющие повышенное содержание углерода (0,7-1,5%) и высокую твёрдость (до 64-68 HRC), идут на изготовление режущего инструмента (см. Быстрорежущая сталь ); стали с содержанием углерода до 0,4% (штамповые стали), имеющие более низкую твёрдость, но лучшую вязкость, применяют для штампов горячего деформирования, форм для литья металлов под давлением и др.
Лит.: Гуляев А. П., Малинина К. А., Саверина С. М., Инструментальные стали. Справочник, М., 1961; Геллер Ю. А., Инструментальные стали, 3 изд., М., 1968 (имеется библ.).
Ю. А. Геллер.