Быстрорежущая сталь
БЫСТРОРЕЖУЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден , ванадий, кремний, марганец, никель, железо, отличающая с я тем, что, с целью повьппения твердости, теплостойкости и износостойкости , она дополнительно содер жит бор, алюминий, германий и висмут при следующем соотношении компонентов , мае. %: Углерод 0,80-0,86 3,6-4,2 Хром Вольфрам 5,1-6,0 5,2-5,5 Молибден Ванадий 1,7-2,1 0,6-0,9 Кремний 0,2-0,3 Марганец 0,2-0,3 Никель 0,20-0,25 Вор 0,15-0,30 Алюминий о S 0,05-0,15 Германий 0,001-0,05 Железо Остальное
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
))9) ® 1))) am С 22 С 38 54
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НСМИТЕТ СССР
AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О ПОКРЫТИЙ (21) 3618569/22-02 (22) 29.04.83 (46) 23.08.84. Бюл. Ф 31 (72) E.È.Áåëüñêèé, В.Ф.Соболев, A.Ñ.×àóñ, А.П.дубко, И.Е.Корощенко и Ф.И.Рудницкий (71) Белорусский ордена Трудового
Красного Знамени политехнический институт (53) 669.14.018.252.3-194(088.8) (56) 1. Сталь Р12,Р9,Р6М3. ГОСТ
19265-73..
2, Сталь P6N5 ГОСТ 19265-73. (54)(57) БЫСТРОРЕЖУЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кремний, марганец, никель, железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения твердости, теплостойкости и износостойкости, она дополнительно содержит бор, алюминий, германий и висмут при следующем соотношении компонентов, мас. У.:
Углерод
Хром
Вольфрам
Молибден
Ванадий
Кремний
Марганец
Никель
Бор
Алюминий
Германий
Висмут
Железо
Изобретение относится к металлургии, в частности к литым инструментальным сталям для режущего инструмента.
Известны быстрорежущие стали Р12, Р9, Р6МЗ (1 1.
Однако эти стали обладают относительно невысокими литейными свойствами.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемо- о му эффекту является быстрорежущая сталь Р6М5 (21 состава, мас.%:
Углерод 0,80-0,88
Хром 3,8-4,4
Вольфрам 5,5-6,5 15
Молибден 5,0-5,5
Ванадий 1,7 — 2,1
Кремний До 0,5
Марганец До 0,4
Никель До 0,4 20
Фосфор До 0,030
Сера До 0,030
Железо Остальное
Недостатками известной быстрорежущей стали являются относительно невысокие твердость, тепло- и износостойкость.
Цель изобретения — повышение твердости,тепло- и износостойкости стали.
Поставленная цель достигается 30 тем, что сталь„содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден, вайадий, кремний, марганец, никель и железо, дополнительно содержит бор, алюминий, германий и висмут при следующем 35 соотношении компонентов, мас. 7.:
Углерод 0,80-0,86
Хром 3,6 — 4,2
Вольфрам 5,1-6,0
Молибден 5,2-5,5 40
Ванадий 1,,7-2, 1
Кремний 0,6-0,9
Марганец 0,2-0,3
Никель 0,2-0,3
Бор 0,20-0,25
Алюминий 0,15-0,30
Германий 0,05-0,75
Висмут 0,001-0,05
Желез о Остальное
В качестве примесей сталь может содержать серу и фосфор в количестве
0,01 — 0,02 мас. 7 каждого.
Введение бора в сталь в указанных пределах приводит к образованию карбо боридной фазы М э{С,В)<, наряду с кар- >.; . бидом М С. При этом происходит перераспределение основных легирующих элементов {в первую очередь вольфрама и хрома) между твердым раствором и карбидной фазой, благогриятно влияющее на твердость, тепло- и износостойкость стали. Благоприятное влияние висмута сказывается на морфологии образующейся эвтектики: она имеет очень тонкое лучистое строение.
Благодаря этому, несмотря на увеличение количества карбоборидной фазы, ударная вязкость предлагаемой стали в сравнении с известной изменяется незначительно. Введение алюминия, обладающего высоким сродством .к кислороду, способствует протеканию окислительных процессов при трении и тем самым увеличивает износостойкость стали. Присутствие в повышенных количествах кремния и особенно его аналога германия способствует повышению вторичной твердости и теплостойкости стали.
Стали выплавляют в высокотемпературной электрической печи сопротивления с графитовыми нагревателями. Раскисление †.роводят ферромарганцем, ферросилицием и алюминием. Микролегирующие элементы в расчетных количествах вводят в печь перед разливкой в виде ферросплавов, германий и висмут — в металлическом виде.
Стали заливают в подогретые графитовые кокили. После выбивки отливки подвергают иэотермическому отжигу-, затем из них вырезают образцы для исследования свойств. Образцы проходят термообработку по следующему ре— жиму: температура нагрева под закалку 1220 С, охлаждение в соляной ван:«е при 550 С, температура отпуска
560 С {3 раза по 1 ч). Образцы стали Р6М5 проходят аналогичную термо— обработку.
Химический состав исследованных плавок и соответствующие им свойства приведены в таблице.
Исследоьание теплостойкости проводят измерением твердости {HRC) после дополнительного нагрева при
620 C в течение 4 ч. Износостойкость определяют по изменению массы образцов в результате истирания при сухом трении скольжения твердосплавного диска при нагрузке P=200H.
Проведенные исследования показали, что износостойкость предлагаемой стали в 2,1 раза. выше, чем у стали Р6М5. Твердость и теплостойкость повышается на HRC 3 и 5 соответственно.
1109466
Содержание элементов, мас. 7
Сталь
Mn Ni P
С Cr И Мо
Предлагаемая
1 0,80 3,6 5,1 5,2 1,7 0,60 0,20 0,2 0,010 0,010
0,86 4,2 6,0 5,5 2,1 0,90 0,30 0,30 0,020 0,020
0,84 3,9 5,5 5,3 1,8 0,72 0,22 0,24 0,014 0,06
Известная
4 0,84 4, 1 5,9 5,2 1,8 0,35 0,4 0,3 0,20 0,02
Продолжение таблицы
Содержание элементов, мас. 7.
Сталь
ТеплостойGe Bi износ, кг/ч lO
Пр едлагаемая
63,0 410
63,0 360
62,5 375
0,20 0,15 0,05 0,001 Осталь- 65 9 ное
0 25 0,30 0 15 0 005 -"- 66 5 . 10
0,23 0,22 О, 12 0,004 -™- 66 10
780
63,0 11 i 11
Составитель В.Брострем
Редактор И.Николайчук Техред Л.Мартяшова КорректоР Л.Пилипенко .Г
Заказ 6009/20 Тираж 603 Подписное
ВНИИПИ Тосударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, М(-35, Раушская наб., д, 4/5
Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4
Известная
Твердость
HRC
Ударная вязкость
Дж/мм м
«10 кость
HRC (620 С, 4 ч) Относительный
