Инструментальная сталь

Инструмента́льная сталь, углеродистая или легированная сталь для изготовления режущих и измерительных инструментов, штампов и др. Характеризуется высокой твёрдостью и износостойкостью, что достигается относительно высоким (0,7–1,5 %) содержанием углерода (исключение – штамповые стали для горячего деформирования) и легированием (главным образом карбидообразующими элементами, например хром, вольфрам, ванадий). Инструментальную сталь различают в зависимости от устойчивости против нагрева, возникающего в процессе эксплуатации.

Инструментальные стали с невысокой устойчивостью против нагрева сохраняют свойства до 150 °С. Углеродистые (нелегированные) стали характеризуются малой прокаливаемостью (7–10 мм). При закалке в воде приобретают высокую твёрдость поверхностного слоя (по шкале Роквелла 62–65 НRС); сердцевина остаётся незакалённой (мягкая и вязкая). Используются для измерительного и ручного режущего инструмента. Низколегированные стали, содержащие менее 1% легирующих элементов (например, 0,5–0,6 % хрома, 0,1–0,2 % вольфрама), имеют бóльшую прокаливаемость и равномерность твёрдости (по сравнению с углеродистыми сталями). Легированные стали (до 3,5 % легирующих элементов) обладают повышенной прокаливаемостью (25–100 мм). Применяются в основном для штампов холодного деформирования, режущего инструмента.

Инструментальные стали повышенной теплостойкости сохраняют свойства при нагреве до 400 °С. Легированные стали (6–12 % Сr, а также W, Mo, V) имеют высокую прокаливаемость (до 300 мм), что облегчает выбор закалочных сред и позволяет уменьшить деформации при закалке. Высокохромистая сталь, обладающая также повышенной коррозионной стойкостью в атмосфере и некоторых агрессивных средах, используется для изготовления крупных штампов, хирургических инструментов и др.

Инструментальные стали высокой теплостойкости сохраняют твёрдость до 700 °С. Легированные стали, содержащие 15–30 % легирующих элементов, обладают высокой твёрдостью (63–68 НRС); применяются для изготовления режущего инструмента. Легированные стали с содержанием 0,2–0,4 % углерода, обладающие повышенной вязкостью при меньшей твёрдости, используются для штампов горячего деформирования, форм литья под давлением.

Изготовленные из инструментальной стали инструменты для повышения износостойкости подвергают химико-термической обработке (азотированию, борированию, карбонитрации).