3.2.1.1.4.9 OCELI TŘÍDY 19

Jedná se o nástrojové oceli.

Požaduje se u nich:
Vysoká tvrdost a pevnost
Dostatečná houževnatost
Odolnost proti opotřebení
Vhodná prokalitelnost
Leštitelnost

Různým chemickým složením a tepelným zpracováním lze měnit výše zmíněné vlastnosti
Vžito je značení výrobce

1. Nelegované nástrojové oceli

Na jejich vlastnosti má největší vliv obsah uhlíku
Tvrdost v zakaleném stavu vzrůstá se stoupajícím obsahem uhlíku asi do 1% kdy dosáhne maxima (asi 67 HRC)
Při vyšším obsahu uhlíku se tvrdost nemění, ale zvětšuje se obsah cementitu, který zvyšuje řezivost a odolnost proti otěru, ale snižuje se houževnatost
Většina nelegovaných ocelí má obsah uhlíku od 0,7 do 1,5 %

Rozdělení: Oceli
Velmi houževnaté: do 0,7 % uhlíku
Houževnaté: 0,8 až 0,9% uhlíku
Houževnaté tvrdé: 0,95 až 1,2% uhlíku
Tvrdé: 1,25 až 1,35 % uhlíku
Velmi tvrdé: nad 1,4 % uhlíku

Požadujeme-li:
Velkou houževnatost a vysoká tvrdost není třeba
Použijeme ocel s obsahem uhlíku do 0,7 %
Použití:
Malé vřetenové nástroje
Průbojníky
Nástroje na zpracovávání potravin, kůže, dřeva, papíru

Vysokou tvrdost a dostatečnou houževnatost
Použijeme ocel s obsahem uhlíku 0,8 až 1,2%
Použití: Ruční nástroje na kovové materiály

Největší tvrdost, řezivost a odolnost proti otěru i za cenu snížené houževnatosti
Používáme ocel s obsahem uhlíku nad 1,2 %
Dřív to byli jediné nástrojové oceli na výrobu nástroj -> vývojem nástrojových legovaných ocelí ztratily na významu
Použití: Např. pilníky

2. Legované nástrojové oceli

Hlavní legovací prvky jsou tzv. karbidotvorné prvky (chrom, vanad, wolfram, molybden), které tvoří tvrdé až do vysokých teplot stálé karbidy
Nekarbidotvorné legující prvky: Nikl, křemík, kobalt

Výhody (oproti legovaným ocelím)
- Větší prokalitelnost
- Zvýšená odolnost proti popouštění

Náročnější na tepelné zpracování

Dle provozních podmínek se rozdělují: Pro práci
a) Za studena
Hlavní požadavky
- Vysoká tvrdost
- Odolnost proti otěru
- Dobrá řezivost při vyhovující houževnatosti a prokalitelnosti
Chemické složení je různé (podle požadavků na vlastnosti)
- Hlavní legující prvek: Chrom
- Podle požadavku na vlastnosti ještě obsahuje wolfram, vanad, molybden, nikl v různých kombinacích a množství

b) Za tepla
Vlastnosti:
- Velká odolnost proti popouštění
- Vysoká houževnatost při poměrně značné pevnosti a prokalitelnosti
Nižší obsah uhlíku
Až 15% wolframu

Manganové oceli (19 3XX)

Karbidy manganu se tvoří, obsahuje-li ocel více než 20% manganu

Menší množství manganu
- Tvrdost neovlivňuje
- Zpomaluje překrystalizaci -> Křivky diagramu IRA jsou posunuty k nižším teplotám a delším časům

Asi 2% manganu
Při kalení se minimálně deformují
Rozměrově velmi stálé

Tvrdost a odolnost proti popouštění téměř stejná jako u nelegovaných ocelí
Použití: kde záleží na tvarové a rozměrové přesnosti (závitníky, závitové čelisti, závitové frézy, ruční výstružníky, měřidla)

Chromové oceli (19 4XX)

Chrom
Působí univerzálně ->důležitá přísada legovaných ocelí
Tvoří samostatné karbidy vysoké tvrdosti
Stabilizuje karbidy ostatních prvků i za vyšší teploty
Zvyšuje tvrdost i otěruvzdornost
Zvyšuje prokalitelnost a výrazně posouvá křivky diagramu IRA k delším časům a rozděluje zřetelně oblast perlitické přeměny od bainitické
4% - Oceli jsou kalitelné na vzduchu
Menší než 20 %
- Projevuje se sekundární tvrdostí při popouštění oceli, kdy se zbytkový austenit rozpadá na bainit
- Kromě karbidů je chrom rozpuštěn i v základní formě feritu -> zvýšení pevnosti a houževnatosti

Vynikají řezivostí a odolností proti otěru
Použití: Nástroje, kde se vyžaduje vysoká tvrdost a snadné tepelné zpracování (např. šroubovité vrtáky, výstružníky, tvarové nože, závitořezné nástroje, tvarové frézy, složité protahovací trny)
Během kalení zachovávají tvarovou a rozměrovou přesnost -> Vhodné na výrobu nejpřesnějších měřidel
Vhodné na výrobu řezných nástrojů pro obrábění:
- Tvrdých materiálů: Sklo, břidlice
- Materiálů se špatným obvodem tepla: Plasty, tvrdé dřevo

Wolframové oceli

Wolfram
Důležitý legující prvek pro nástrojové oceli
Často se kombinuje s dalšími prvky
Tvoří vice druhů karbidů, které jsou velmi tvrdé a stabilní
Jeho karbidy jsou v austenitu těžko rozpustné -> Wolframové oceli zachovávají tvrdost i při vyšších teplotách
Jeho vlivem se měrná tepelná kapacita oceli zvyšuje -> snižuje se tepelná vodivost -> Oceli jsou náročné na tepelné zpracování

Velká tvrdost a odolnost proti otěru

Oceli s wolframem do 5% s kombinací chromu a vanadu do 2 %
- Výroba nejkvalitnějších šroubovitých vrtáků, výstružníků, závitořezných nástrojů, fréz, chirurgických nástrojů
- Pro obrábění nejtvrdších materiálů a lepenky, pryže, korku, dřeva

3. Rychlořezné legované nástrojové oceli

Použití:
- Vysokovýkonné řezné nástroje
- Nástroje pro tváření za studena

Od ostatních nástrojových ocelí se liší obsahem legur a podmínkami tepelného zpracování

V zakaleném a popuštěném stavu mají: Vysokou
- Tvrdost (zachovají si ji i při teplotách kolem 600°C)
- Řezivost
- Odolnost proti otěru a popuštění

Hlavní legující prvky: wolfram, chrom, vanad, molybden, kobalt

Nejpoužívanější ocel: 19 824
Uhlík: 0,7%
Wolfram: 18%
Chrom: 4,3%
Vanad: 1,4%

Pro nejvíce namáhané nástroje pro obrábění se přidává kobalt (5 až 11,5%)
- Jedná se o oceli 19 852 až 19 861

4.Oceli na lité nástroje

Některé druhy nástrojů se odlévají (např. frézy, výhrubníky)
V podstatě jde o oceli na odlitky, např. 42 2992
- Obsahuje: Chrom, vanad, molybden a asi 10% wolframu
Lepší řezivost než nástroje tvářené
Křehčí
Tepelné zpracování je obdobné jako u tvářených ocelí