Быстрорежущая сталь

Быстроре́жущая сталь, высоколегированная сталь, сохраняющая свои свойства (теплостойкость, твёрдость, красностойкость) при температурах резания до 750 ℃. Применяется для изготовления режущего инструмента при скоростях резания в 5–7 раз выше, чем у инструментальных углеродистых сталей. Быстрорежущие стали, оставаясь в группе инструментальных сталей, также широко используются для изготовления теплостойких подшипников, лопастей гидронасосов, клапанов, сёдел и других изделий, работающих при повышенных температурах и высоких нагрузках.

Высокие тепло- и износостойкость быстрорежущих сталей обеспечиваются легированием карбидообразующими элементами (вольфрамом до 18 %, ванадием до 9 %, молибденом до 4 %, кобальтом до 4 %). Для повышения теплостойкости быстрорежущих конструкционных сталей содержание кобальта может быть увеличено с 8 % до 24 %. Маркировка отечественных быстрорежущих сталей осуществляется с индексом «Р» (от англ. rapid – быстрый, стремительный) с указанием цифрового содержания вольфрама (Р18, Р9). При введении повышенного содержания других элементов (кобальта – К, молибдена – М, ванадия – Ф, азота – А) маркировка содержит указание об их присутствии (Р9М5, Р9М10К8, Р9Ф3 и др.). Импортные инструментальные стали (более 30 наименований) маркируются HSS (High Speed Steel) или HSSE.

Изделия из быстрорежущей стали для получения необходимых эксплуатационных свойств подвергаются специальной термической обработке (закалка при температурах 1240–1300 ℃ и многократный отпуск при температурах 550–620 ℃). Для повышения износостойкости быстрорежущие стали подвергаются дополнительному насыщению углеродом или азотом (цементация, нитроцементация, азотирование) либо осаждению на поверхность карбидов или нитридов (преимущественно тугоплавких металлов). В некоторых случаях дополнительно к термической обработке проводится обработка холодом или электромагнитным полем.

В промышленности широкое распространение получили порошковые быстрорежущие стали. Они позволяют за счёт равномерного распространения мелкодисперсных карбидов значительно улучшить технологические свойства (пластичность, шлифуемость и др.). Инструмент из порошковой быстрорежущей стали позволяет увеличить скорости резания на 30 % по сравнению с аналогичным инструментом из сортового проката. Порошковые быстрорежущие стали используются и как конструкционный материал при изготовлении деталей по аддитивным технологиям (3D-печать).