Быстрорежущая сталь

 

БЫСТРОРЕЖУЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод,хром, вольфрам, молибден , ванадий, кремний, марганец, кобальт , никель и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения ударной вязкости и жидкотекучести , она дополнительно содержит цирконий, гафний и медь при следующем соотношении компонентов, мае. %: 0,84-0,92 Углерод 3,8-4,1 Хром 5,8-6,8 Вольфрам 4,7-5,4 Молибден 1,78-2,1 Ванадий 0,24-0,39 Кремний 0,31-0,4 Марганец 4,6-5,2 Кобальт 0,3-0,38 Никель 0,05-0,12 Цирконий i 0,05-0,15 Гафний 0,8-1,2 Медь сл Железо Остальное.

СОЮЗ СООЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„ЯО„, 1109464

ЗСЮ С 22 С 38/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOlVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3624200/22-02 (22) 11.05 ° 83 (46) 23.08.84. Бюл. Ф 31 (72) Е.И.Бельский, В.Ф.Соболев, А.С.Чаус, Ф.И.Рудницкий, А.П.Дубко, С.В.Сашнев и В.В.Кузьмин (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 669.14.018.252.3-194(088.8) (56) 1. Стали Р18, Р12. ГОСТ 19265-73.

2. Сталь P6N5K5 ГОСТ 19265-73. (54)(57) БЫСТРОРЕЖУЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кремний, марганец, кобальт, никель и железо, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения ударной вязкости и жицкотекучести, она дополнительно содержит цирконий, гафний и медь при следующем соотношении компонентов, мас. Е:

Углерод 0,84 — 0,92

Хром 3,8-4,1

Вольфрам 5,8-6,8

Молибден 4,7-5,4

Ванадий 1, 78-2,1

Кремний 0,24-0,39

Марганец 0,31-0,4

Кобальт 4,6-5,2

Никель 0,3-0,38

Цирконий О, 05-0, 12

Гафний 0,05-0,.1 5

Медь 0,8-1,2

Железо Остальное

1 1109464

Изобретение относится к металлур— гии, в частности к сталям для режу-щих инструментов, получаемых метоцом литья.

Изнестны быстрорежущие стали Р 18 и Р12 1).

Однако эти стали обладают относительно низкими свойствами в литом 1

50 состоянии.

Наиболее близкой к изооретению по технической сущности и достигаемому эффекту является быстрорежущая сталь Р6М5К5 состана, мас. /:

Углерод 0,8-0,88

Хром 3,8-4,3

Вольфрам 6,0-7,0

Молибден 4,8-5,8

Ванаций

Кремний До 0,4

Марганец До 0,4

Никель До 0,4

Кобальт 498-5о Железо,Остальное

Известная сталь вследствие особен- . ,настей кристаллизации, обусловленных частичной заменой вольфрама молибденом, обладает несколько лучшей ударной вязкостью. Бидкотекучесть.также улучшается в связи с большим количеством углероца 3 2 ).

Однако эти показатели известной стали не н полной мере удовлетворяют требованиям, предъявляемым к изготовлению и эксплуатационной надежности

35 литого металлорежущего инструмента.

Целью изобретения является повыше. ние ударной вязкости и жидкотекучес— ти стали.

Постанленная цель достигается тем, $0 что быстрорежущая сталь, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кремний, марганец„кобальт, никель и железо, дополнительно содержит цирконий гафний и медь при сле— о дующем соотношении компонентов, мас..Х

Углерод 0,84-0,9?

Хром 3,8-4,1

Вольфрам 5,8-6,8

Молибден 4,7-5,4

Ванадий 1о78-2,1

Кремний 0,24-0,33

Марганец Оо31-0.40

Ко бал ьт .С

Никель 0,30-0,38

Цирконий 0 05-0,12

Гафний 0,05-0,15

Медь О, 8-.1, 2

Железо Остальное

В качестве примесей сталь может содержать серу и фосфор н колич.естве

0,01-0,03 мас. / каждого.

Введение в сталь пиркония и гафния приводит к образованию большого числа тугоплавких карбидов цирKoHèÿ и гафтия (температура плавления 3500 С). оiследствие их инокулиp„ tÎÃÐÃО эффекта происходит сильное размельчение структуры металлической основы и эвтектических колоний стали, что повышает ударную вязкость стали. Введение меди улучшает жидкотекучесть стали и вызывает перераспределение основных легирующих элементов между металлической основой и карбидной фазой, изменяя их химический состав.

Вследствие зтor о карбиды приобретают округлую форму, что такж положительным образом сказывается на ударной вязкости стали.

Стали выплавляют в высокотемпера— турной электрической печи сопротивления с графитовым нагрезателем. Раскисление проводят ферромарганцем, ферросилицием и алюминием. Микролегирую щие элементы в расчетных количествах внодят в печь перед разливкой. Стали заливают в подогретые графитовые кокили. После выбивки отливки подвергают изотермическому отжигу, затем из них вырезают образцы для исследования свойств. Образцы про— ходят термообработку по следующему режиму:температура нагрева под закалку

1230 С,охлаждение в соляной ванне при о

550 С,температура отпуска 560 С(3 раза по 1 ч).Образцы стали Р6М5К5 проходят аналогичную термообработку.

Химический состав исследованных плавок H результаты исследования термообработанных образцов предлагаемой и известной сталей представлены в табл. 1 — 3.

Исследование теплостойкости проводят измерением твердости (HRC) после ,,-, о,„ дополнительного нагрева ври 620 С в течение 4 ч. Износостойкость определяют по изменению массы образцон в результате истирания при с; ом трении скольжения и давлении 200 Н н те— чение 30 мин. Количественный анализ распределения легирующих элем;Hòoâ проводят на микрозонде М - о.

c,/, г

Проведечные исследования показали, что износостойкость предлагаемой стали в 1,3, а ударная вязкость н 3..,,7 раза вышео чем у известной стали Р6М5К5 при значит ельно лучш ей жицкот екуч ес ти.

1109464

Таблица 1

Сталь

Содержание элементов, мас. %

С Cr Ы Мо V Si Ип Сс

Предлагаемая

08438584717802403146

0,92 4,1 6,8 5,4 2,1 0,39 0,4 5,2

0,89 3,96 6,4 5, 1 1,92 0,3 0.35 4,9

Известная (P6N5K5}

О 86 4 2 6 7 5 6 1 9 О 34 О 28 5 1

Продолжение табл. 1

Содержание элементов, мас.7.

Стали

Zz НГ Си

I I

Пр едл а га емая

О 3 001 001 О 05 О 05 О 8 Остальное

0,38 0,03 0,03 О, l2 0,15 1,2

0 35 0,01 0,02 0,09 0,11 0,9

Известная (P6M5K5) 0 34 0,01 0,01

Таблица2

Сталь

Твердость

HRC

Предлагаемая

61

540

591

16,5

542

520. 66

536

510

Известная (P6M5K5) 65,5 f0

675

Теплостой- Удельная вязкость HRC кость, Дж/и (620 С, 4 ч) 10

Износ, кг/ч х

„10-

Жидкотекучесть (спиральная проба), мм

Содержание элементов„ мас. Ж (! 1 1"

Сталь

Ге Со 11 Мо

Предлагаемая . {состав 3) 71 35 4 98 5 65 4 59 4 02 1 37

2 2. А «2. А 2.

48,06 3,10 13,45 7,18 4,14 2,53

Известная (P6M5K5) 79 48 4 85 3 70 3 65 4 19 1 47

2. 2.—.= 2. 2.. 2.

48 24 3,14 23,70 31 52 5 08 9,64

Составитель В.Брострем ,Редактор И.Николайчук Техред q .дубинчак Корректор Л.ПилиПенко

Заказ 6009/20 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д . 4/5

Филиал ППП "Патент", r.У жKгrоoр о д, ул.Проектная, 4

П р и м е ч а н и е. В числителе приведены данные для металлической основы; в знаменателе — дпя эвтектики.