Oțelul rapid (HSS sau HS)
este un subset de oțeluri pentru scule, utilizate în mod obișnuit în biți și scule așchietoare. Este adesea folosit la pânze de ferăstrău electric și burghie. Este superioară sculelor mai vechi din oțel cu conținut ridicat de carbon, utilizate pe scară largă până în anii 1940, prin faptul că poate rezista la temperaturi mai ridicate fără a-și pierde temperamentul (duritatea). Această proprietate permite HSS să taie mai rapid decât oțelul cu conținut ridicat de carbon, de unde și numele de oțel de mare viteză. La temperatura camerei, în tratamentul termic recomandat în general, gradele HSS prezintă în general duritate ridicată (peste duritatea Rockwell 60) și rezistență la abraziune (legată în general de conținutul de wolfram și vanadiu adesea folosit în HSS) în comparație cu oțelurile carbon și pentru scule obișnuite.
Istorie
Deși dezvoltarea oțelului modern de mare viteză a început în a doua jumătate a secolului al XIX-lea, există dovezi documentate ale oțelurilor produse mai devreme cu conținut similar. Acestea includ oțelurile călite în China în secolul al XIII-lea î.Hr., oțelul wootz fabricat în India în jurul anului 350 î.Hr. și producția de lame de oțel stratificat din Damasc și japonez în anii 540 d.Hr. și 900 d.Hr. Proprietățile de mare viteză ale acelor oțeluri ar fi în mare parte coincidente (întrucât nu exista o tehnologie de prelucrare care să implice cuantificarea vitezelor și avansurilor) și ar fi rezultatul minereurilor de fier locale care conțin urme naturale de wolfram sau alte componente favorabile de aliere. În 1868, metalurgistul englez Robert Forester Mushet a dezvoltat oțelul Mushet, considerat a fi precursorul oțelurilor moderne de mare viteză. Constă din 2% carbon (C), 2,5% mangan (Mn) și 7% wolfram (W). Avantajul major al acestui oțel a fost că s-a întărit atunci când aerul s-a răcit de la o temperatură la care majoritatea oțelurilor au trebuit să fie călite pentru călire. În următorii 30 de ani, cea mai semnificativă schimbare a fost înlocuirea manganului (Mn) cu crom (Cr). În 1899 și 1900, Frederick Winslow Taylor și Maunsel White, lucrând cu o echipă de asistenți la Bethlehem Steel Company din Bethlehem, Pennsylvania, SUA, au efectuat o serie de experimente cu tratarea termică a oțelurilor de scule existente de înaltă calitate, cum ar fi Mushet. oţel; încălzirea acestora la temperaturi mult mai ridicate decât erau considerate de obicei de dorit în industrie. Experimentele lor s-au caracterizat printr-un empirism științific prin faptul că au fost făcute și testate multe combinații diferite, fără a ține cont de înțelepciunea convențională sau rețetele alchimice și cu înregistrări detaliate ale fiecărui lot. Rezultatul final a fost un proces de tratament termic care a transformat aliajele existente într-un nou tip de oțel care își putea păstra duritatea la temperaturi mai ridicate, permițând viteze și viteze de tăiere mult mai mari la prelucrare. Procesul Taylor-White a fost brevetat și a creat o revoluție în industriile de prelucrare. Au fost necesare mașini-unelte mai grele, cu o rigiditate mai mare, pentru a folosi noul oțel la maximum, ceea ce a determinat reproiectarea și înlocuirea instalației instalate.
Brevetul a fost aprig contestat și în cele din urmă anulat. Primul aliaj care a fost clasificat oficial ca oțel de mare viteză este cunoscut sub denumirea AISI T1, care a fost introdus în 1910. A fost brevetat de Crucible Steel Co. la începutul secolului al XX-lea. Deși oțelurile de mare viteză bogate în molibden, cum ar fi AISI M1, au fost folosite încă din anii 1930, lipsa de materiale și costurile ridicate cauzate de cel de-al Doilea Război Mondial au stimulat dezvoltarea unor aliaje mai puțin costisitoare care înlocuiesc molibdenul cu wolfram. Progresele înregistrate în oțelul rapid pe bază de molibden în această perioadă le-au pus la egalitate și în anumite cazuri mai bune decât oțelurile de mare viteză pe bază de wolfram. Acest lucru a început cu utilizarea oțelului M2 în loc de oțel T1.
Tipuri Oțelurile de mare viteză sunt aliaje care își câștigă proprietățile fie din wolfram, fie din molibden, adesea cu o combinație a celor două. Ele aparțin sistemului de aliaje cu mai multe componente Fe–C–X, unde X reprezintă crom, wolfram, molibden, vanadiu sau cobalt. În general, componenta X este prezentă mai mult de 7%, împreună cu mai mult de 0,60% carbon. Procentele elementelor de aliere nu conferă singure proprietățile de reținere a durității; de asemenea, necesită un tratament termic adecvat la temperatură înaltă pentru a deveni adevărat HSS; vezi mai sus Istoria. În sistemul de numerotare unificată (UNS), claselor de tip tungsten (de exemplu, T1, T15) li se atribuie numere în seria T120xx, în timp ce molibdenul (de exemplu, M2, M48) și tipurile intermediare sunt T113xx. Standardele ASTM recunosc 7 tipuri de wolfram și 17 tipuri de molibden. Adăugarea a aproximativ 10% tungsten și molibden în total maximizează eficient duritatea și tenacitatea oțelurilor de mare viteză și menține aceste proprietăți la temperaturile ridicate generate la tăierea metalelor.
Aplicație
Principala utilizare a oțelurilor de mare viteză continuă să fie în fabricarea diverselor unelte așchietoare: burghie, robinete, freze, biți de scule, freze cu roți dintate, lame de ferăstrău, lame de rinde și de rostogolire, freze etc., deși utilizarea pentru pumnii și matrițele sunt în creștere. Oțelurile de mare viteză au găsit, de asemenea, o piață în sculele manuale fine, în care duritatea lor relativ bună la duritate mare, cuplată cu rezistența ridicată la abraziune, le-a făcut potrivite pentru aplicații cu viteză redusă care necesită o muchie ascuțită durabilă, cum ar fi pilele, daltele, rindele de mână. lame și bucătărie de înaltă calitate, cuțite de buzunar și săbii. Uneltele din oțel de mare viteză sunt cele mai populare pentru utilizare în strunjirea lemnului, deoarece viteza de mișcare a lucrării dincolo de margine este relativ mare pentru uneltele de mână, iar HSS își menține muchia mult mai mult decât o pot face uneltele din oțel cu conținut ridicat de carbon.
Sursa: Wikipedia
