Быстрорежущая сталь

 

БЫСТРОРЕЖУЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден , ванадий, кремний, марганец, никель, алюминий, железо, отличающаяся тем, что, с целью повьппения теплостойкости, износостойкости и ударной вязкости, она дополнительно содержит бор, титан, ниобий и редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0,800 ,96 Углерод 4.А 3,4Хром 5,8 5,2Вольфрам 5,6 5,0Молибден 2,1 1,8Ванадий 0,50 ,8 Кремний 0,4 0,2Марганец 0,4 Никель 0,20 ,1 0,05Алюминий 0,10 ,18 Бор % 0,050 ,1 Титан 0,050 ,15 Ниобий Редкоземельные 0,01-0,05 металлы Остальное Железо §

(Ю (Й) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Ю

РЕСПУБЛИК

3(59 С 22 С 38 54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ дополнительно содержит бор, титан, ниобий и редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

О, 01-0,05

Остальное металлы

Железо. ГОСУД;АРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

Д В (21) 3629954/22-02 (22) 28.07.83 (46) 15.09.84. Бюл. ¹ 34 (72) K.È. Бельский, В.Ф. Соболев, А.С. Чаус, А.П. Дубко и Ф.И. Рудницкий (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 669. 14.018. 252.3-194(088.8) (56) 1. ГОСТ 19265-73, сталь Р12, Р6МЗ.

2. ГОСТ 19265-73, сталь Р6М5. (54) (57) БЫСТРОРЕЖУЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кремний, марганец, никель, алюминий, железо, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения теплостойкости, износостойкости и ударной вязкости, она

Углерод

Хром

Вольфрам

Молибден

Ванадий

Кремний

Марганец

Никель

Алюминий

Бор

Титан

Ниобий

Редкоземельные

0,80-0,96

3,4-4,4

5,2-5,8

5,0-5,6

1,8-2, 1

0,5-0,8

0,2-0,4

0,2-0,4

0,05-0,1

О, 1-О, 18

0,05-0,1

0,05-0, 15

1113423

Цель изобретения — повышение теплостойкости, .износостойкости и ударной вязкости быстрорежущей стали.

Поставленная цель достигается тем, что быстрорежущая сталь, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кремний, марганец, З5 никель, алюминий, железо, дополнительно содержит бор, титан, ниобий и редкоземельные металлы (P3M) при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод

Хром

Вольфрам

Молибден

Ванадий

Кремний

Марганец

Никель

Алюминий

Ьор

Титан

Ниобий

РЗМ

Железо

О, 80-0, 96

3,4-4,4

5,2-5,8

5,0-5,6

1,8-2,1

0,5-0,8

0,2-0,4

0,2-0,4

0,05-0, 1

О, 1-0, 18

О, 05-0, 1

0,05-0, 15

О, 01-0, 05

Остальное

Изобретение относится к металлур гии, в частности к сталям, предназначенным для изготовления литых режущих инструментов.

Известны быстрорежущие стали

Р12, Р6МЗ, которые в литом состоя° нии обладают относительно невысокими свойствами, (1) .

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигае- 10 мому эффекту является быстрорежущая сталь Р6М5 )2) состава, мас. :

Углерод О, 8-0, 88

Хром 3,8-4,4

Вольфрам 5,5-6,5 15

Молибден 5,0-5,5

Ванадий 1,7-2, 1

Железо Остальное

В качестве примесей сталь содержит, мас. : кремний до 0,4; марга- 20 нец до 0,6; никель до 0,4; сера до

0,03; фосфор до 0,03;, алюминий до 0,05

Недостатками известной стали являются относительно низкие теплостойкие и механические свойства в литом 25 состоянии.

В качестве примесей сталь содержит, мас. : фосфор 0,01-0,02; сера 0,01-0,03.

Введение в сталь бора сопровождается образованием карбоборидной фазы М 5(С,В)6 высокой твердости, способствующей повышению износостойкости предлагаемой стали. Этому способствует и образование высокопрочных специальных карбидов титана и ниобия, а также мелкодисперсных нитридов алюминия. Модифицирующий эффект указанных элементов наряду с Р3М проявляется в размельчении зерен твердого раствора, по границам которого образуется сетка эвтектических карбидов, имеющих тонкое строение. Как следствие, повышается ударная вязкость. Благоприятное влияние на ударную вязкость стали оказывает рафинирование стали. В результате введения в сталь титана, ниобия, РЗМ и алюминия уменьшается количество неметаллических в;<лючений и их размеры, они приобретают глобулярную форму. Выделе ие мелкодисперсных карбоборидных фаз и специальных карбидов титана и ниобия в процессе отпуска улучшает теплостойкость стали.

Стали выплавляются в высокотемпературной электрической печи сопротивления с графитовым нагревателем, Раскисление проводят ферромаргапцем, ферросилицием и алюминием. Микролегирующие элементы в расчетных количествах вводятся в печь перед разливкой в виде ферросплавов. Сталь заливают в подогретьк. графитовые кокили. После выбивки отливки подвергают изотермическому отжигу и затем из них вырезают образцы для исследования свойств. Данные образцы проходят термообработку по следующему режиму: температура нагрева под закалку 1220 С, охлаждение в соленой о ванна при 550 С, температура отпуска

560 С (3 раза по 1 ч). Образцы стали о, Р6М5 проходят аналогичную термообработку.

Химический состав и результаты исследования свойств предлагаемой (плавка 1-5) и.известной (плавка 6) сталей после термообработки приведены в таблице.

1113423

1! О

) а

Ю

IO л

МЪ

0Ъ Л

МЪ а

Ф0

МЪ

В !!

Фв

Ф1 М! I а ф еП

° ВЪ

МЪ

Ф

ЪФ

Ф в

D

3 о

O о и

I! е 1

1 !

1 в

Z.

° гЪ л о о о

В в о о иЪ о о

t»I

Ф о о

Ф о г о о

Ф Ф о ь

I

1 Ф °

1.

an о о

et o

In о в о

Ф о ю

О

Ф о о

В Ф о о

Ф ь

1 l6

1 ф

1 ф

IO И о о

Ф о о

C) Ф

О аЛ

Ф о о

Ф о о

v о л в

Ю в в о ю

CO в

Ю в о

an о о

Ф Ф о о (»Ъ

Ф о

СЧ

D в о о

Ф ь о о. ЕЧ. о

В о

an о

Ф Ф о о

<Ф1 о

Ф о

ФЧ ь

Ю о

Ф о

In

СЧ ь

В»

Ф В о о

° О

° ф

Ф ь

СЧ

IO

Ф о

° Г в»

Ф о ю

Ф»Ъ

CV

Ф о о

В

СФ1

Ф O о о

60 ь п

Ф о

Ф

CV

Ф

ФЧ

Ф Ф

1М и

ФЧ

Ю

4»Ъ ЪФ

Ф Ф

МЪ Е

1Ф

° 1 ю о

Ф аА п

I и ! ! ! 1! а ф

Й

Ъ!Ъ ф1

Ф Ф

IA .Ф

00 в

ФФЪ!

»Ъ

In

СЧ

Ф ю а о

Ф

Ф»Ъ Ф Ъ ь 4t

O в

° »Ъ

00 ь л

ФЭ

Ф о

»»

00 л о. о

00

° О

Ф о

0 41 gp р Е 1- ! ф!

I !! а

I 1

» 1

1 I I 1 и 1

1 1

1 Д

I 1

3 !в

1 И 1

1 1--1

1 Q I I

I ф !. I

I I ! ! 9) I

»! l

1 1О

1 ! В I ! Р I C4 1

X 1

» 1-------

I е 1-м

1 !к I в I

° 1 1 и!

»4 ! ! tA 1

I 1! У, 1

° е е и

ВВ ФВ

1 Q ф

I aaI а к

1! Il о а

1 З

1 1»

1 Q к

O! 1»

1 11342 3

Составитель В. Брострем

Редактор Т. Веселова Техред А.Ач

Корректор С. Черни

Заказ 65<2/21 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1111135, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал 1П1П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Исследование ударной вязкости проводят на стандартных ненадрезанных образцах 10х10х55 мм, определение теплостойкости — измерением твердости (HRC) после дополнительного нагрева при 620 С в течение 4 ч о

Износостойкость определяют по изменению массы образцов в результате истирания при сухом трении скольжения твердьсплавного диска при нагрузке P 200 H.

Проведенные исследования показывают, что износостойкость предлагае5 мой стали в 1,7 раза, а ударная вязкость в 1,25 раза выше, чем у стали Р6М5. По твердости и теплостойкости преимущесто предлагаемой стали составляет } и ),5 HRC соответственно.