Литая инструментальная сталь
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК ав (1!) щ) 4 С 22 С 38/48
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н kBTOPCklOMV СВИДЮЮ ЬСТВЪ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3781055/22-02 (22) 14.08.84 (46) 15.03.86. Бюл. В 10 (72) Л.А.Сокирко, В.М.Кондратьев, В.И.Сапон, С.Е.Кондратюка, Г.Г.Луценко, В.Ф.Паляничка, В.М.Чернухов, А.Ф.Москаленко, Б.Ф.Подкер и А.Г.Дзержко (53) 669.14.018.25-194(088.8) (56) Сталь 4Х5МФС. ГОСТ 5950-73.
Сталь 18Х12ВМБФР. ГОСТ 5632-72. (54)(57).ЛИТАЯ ИНСТР МЕНТАЛЬНАЯ
СТАЛЬ, содержащая углерод, хром, мо-. либден, марганец, кремний, вольфрам, ванадий, ниобий, железо, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения жидкотекучести стали при сохранении разгаростойкости и теплостойкости, она дополнительно содержит никель, азот, медь и кальций при следующем соотношении компонентов, мас. Ж:
Углерод О, 15-0,22
Хром l1-13
Молибден 0,4-0,6
Марганец 0,4-0,8
Кремний 0,4-1,0
Вольфрам 0,4-0, 7
Ванадий О, 30-0, 58
Ниобий 0,2-0,4
Никель 0,5-1,5
Азот О, 04-0, 12
Медь, О, 5-1, 2
Кальций 0,01-0,05
Железо Остальное
1217918
Изобретение относится к металлургии, в частности к инструментальным сталям для изготовления литого инструмента, работающего в условиях циклических нагрузок.
Цель изобретения — повышение жид" котекучести предлагаемой стали при сохранении разгаростойкости и теплостойкости.
Повышение литейных свойств достигается введением в состав стали меди и кальция. Медь снижает вязкость расплава стали, а кальций способствует очищению стали от неметаллических включений и их глобулизации, а также предохраняет от образования окисных пленок на поверхности расплава при разливке, что приводит к увеличению разгаростойкости.
При высоком содержании хрома (11,0
13,0 ) в литой структуре малоуглеродистой стали (0,15-0,22Х С) образуется избыточный высокотемператур- ный 3 -феррит в количестве более
1 .10Х, что ведет к значительному снижению разгаростойкости сплава. С це.лью устранения возможности образования 3 -феррита в структуре.и по вышения разгаростойкости в сплав вводится никель в количестве 0,51,5 мас. X. При содержании никеля менее 0,5 мас. в литой структуре стали обнаруживается ц -феррит, при содержании свыше 1,5 мас.X
0 -феррит не образуется, но начинает появляться остаточный аустенит, отрицательно влияющий на разгаростойкость, а т4Ф"де снижается теплостойкость сплава. Снижение уровня теплостойкости стали при введении в ее состав никеля, вследствие снижения температуры фс — превt ращения, компенсируется комплексным микролегированием азотом и ванадием.
Азот вводится в сталь для повышения ее теплостойкости за счет образования в структуре сплава высокодисперсных, равномерно распределенных нитридов ванадия. Содержание азота менее 0,04 мас. при высоком содержании хрома в стали (до 13 0 мас. X) недостаточно для образования нитридов. При введении азота свыше 0,12 мас.X в процессе затвердевания сплава происходит выделение его из раствора, что приводит к образованию газовой пористости н литых заготовках.
Увеличение содержания ванадия в стали (0,30-0,58 мас.%) вызвано тем, что часть ванадия расходуется на образование нитридов и при содержании его менее 0,3 мас. нитриды в структуре сплава не образуются. При содержании ванадия свыше
0,58 мас.X происходит снижение твердости и образование феррита в его структуре,. что ведет к снижению раэгаростойкости сплава.
Повышение содержания кремния (до 0,1 мас. ) и марганца (до
0,8 мас.Х) вызвано тем, что при выплавке стали в малопорционных плавильных печах литейных цехов происходит более интенсивное насыщение ее кислородом, что отрицательно сказывается на комплексе эксплуатационных свойств стали. При совместном раскислении кремнием и марганцем образуется легкоплавкий силикат марганца, который легко переходит в шлак, выводя из расплава несвязанный кислород. При содержании кремния и марганца менее
0,4 мас. сталь недостаточно раскислена, что отрицательно сказывается на литейных свойствах стали. При содержании марганца более 0,8 мас.% в структуре стали появляется остаточный аустенит, что приводит к снюкению разгаростойкости.Содержание кремния в стали свыше 1,0 мас. .. приводит к снижению ударной вязкости и, как следствие, к снижению разгаростойкости.
Сталь используется в термообработанном состоянии по следующему о режиму: отжиг при 920-950 С в течение 4-6 ч, охлаждение в печи да 500о
550 С, дальнейшее охлаждение на воздухе; закалка с 1050-1070 С в масло; отпуск при 610-620 С, выдержка
1,5-2 ч, дальнейшее охлаждение на воздухе. Твердость после термической обработки 44-48HRC. Структура стали после полного цикла термической обработки представляет собой троостосорбитную металлическуюоснову скарбидами типа М С и.нитридами ванадия
Химическйй состав предложеннои и известной сталей,ее теплостойкость, разгаростойкость и литейные свойства приведены в таблице (плавка 1— известная сталь, плавки 2 и 6 имеют содержание компонентов, выходящее эа заданные пределы, 3-5— предлагаемая сталь).
l2 ) 79 l8
4l g о и о.
ССЪ
СЧ
ЪО
ССЪ л
3 В а 1 Й К
1. f
В о
В о о
ОЪ иЪ о, СЧ
1О
СЧ
ЪО
ССЪ о
° О
С.Е I e ЬЕ ЬЕ о9 о 9 89 89
3 о
ССЪ о
Ю . о л о
В
D в о
ФГЪ
В ° о о
СЪ Ф.
Ю о с
° ° о
СЧ
В.
61
O о о
ССЪ
ССЪ
СЭ
° Ь
С Ъ . о
СЧ
С Ъ
Ю о о
CV
Ю о
МЪ
Ю о
СЧ
Ф о а . СЪ
Щ
Ф
D о
С Ъ и о
ССЪ
Ф о
ССЪ о ° о О
O о
С<Ъ
ItI
° \ о л
С Ъ
° Ь о
ССЪ
ССЪ
Ю о о
°
D н
CJ о
CJ о е
СЧ
СЧ
Ф о О
Ю о
СЧ с Ф о о
D
СЧ
° ь ь о.
Э о
СЧ
Ф о л
В о
СЪ
СЧ
О
)ф
)о
С Ъ
В о е
В о
СЧ
СЧ
В о
СЪ
В о а
) 63
ОНООСС
Я е оп
v o о о
A о.Й.Ю о о
ОСЪ о
Ю о
2 о о л
В о
89 о л
В о
СО л
° 1 о
1217918
Составитель В.Брострем
Техред О.Ващишина
Корректор В.Бутяга
Редактор М.Товтин
Ф
Заказ 1085/33 Тираж 567 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !
13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент",г.ужгород, ул. Проектная, 4
Предложенная сталь имеет на 5060Х более высокую жидкотекучесть
nо сравнению с известной сталью при сохранении разгаростойкости а теплостойкости на прежнем уровне. ; Зкономический эффект достигается sa счет повышения стойкости инструмента.
