Инструментальная сталь

 

Изобретение относится к металлургии , в частности к составу инструментальной стали, которая может быть использована для изготовления комбинированных сверл-зенкеров, работающих в условиях сверления, с пульсирующей подачей для ломки стружки, отверстий диаметром до 40 мм и глубиной 60 мм в донной части цилиндрических изделий типа стаканов из высокопрочновязких сталей. Цель изобретения - повьшение прочности цри изгибе , ударной вязкости, краскостойкости , критического коэффициента интенсивности напряжения, износостойкости и термической усталости стали. Это достигается тем, что сталь дополнительно содержит технеций, диспрозий , тантал, лантан, тулий при следующем соотношении компонентов,мае.%: углерод 0,75-0,95, кремний 0,17 - 0,37, марганец 0,6-1,1, хром 3,5-4,0, вольфрам 5,7-6,4, молибден 5,6-6,2, ванадий 1,0-1,5, кобальт 7,5-8,5, никель 0,5-1,0, бор 0,004-0,008, алюминий 0,02-0,04, технеций 0,9-1,6, диспрозий 0,05-0,11, тантап 0,7-1,2, лантан 0,08-0,15, 0,03-0,07, железо остальное. Сталь может использоваться для сверл, резцов, резьбовых фрез в условиях резания с пульсирующей подачей для ломки стружки при механической обработке изделий из высокопрочновязких сталей. Применение стали повысит износостойкость инструмента в 2 раза. 2 табл. (/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„135933

А1,(51) 4 С 22 С 38/54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

П0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4089638/22-02 (22) 19.05.86 (46) 15.12.87. Бюл, 0- 46 (72) А.Г.Глазистов (53) 669.14.018.252.3-194(088.8) (56) ГОСТ 19265-73, Сталь Р6М5К5.

Авторское свидетельство СССР

К 908927, кл. С 22 С 38/54, 1982. (54) ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к составу инструментальной стали, которая может быть использована для изготовления комби нированных сверл-зенкеров, работающих в условиях сверления, с пульсирующей подачей для ломки стружки, отверстий диаметром до 40 мм и глубиной 60 мм в донной части цилиндрических иэделий типа стаканов из высокопрочновязких сталей. Цель изобретения — повышение прочности при изгибе, ударной вязкости, краскостойкости, критического коэффициента интенсивности напряжения, иэносостойкости и термической усталости стали.

Это достигается тем, что сталь дополнительно содержит технеций, диспрозий, тантал, лантан, тулий при следующем соотношении компонентов,мас.7: углерод 0,75-0,95, кремний 0,17

0,37, марганец 0,6-1,1, хром 3 5-4,0, вольфрам 5,7-6,4, молибден 5,6-6,2, ванадий 1,0-1,5, кобальт 7,5-8,5, никель 0,5-1joj бор 0,004-0,008, алюминий 0,02-0,04, технеций 0,9-1,6, диспрозий 0,05-0,11, тантал 0,7-1,2, лантан 0,08-0,15, тулий 0,03-0,07, железо остальное. Сталь может исполь- g зоваться для сверл, резцов, резьбовых фрез в условиях резания с пуль сирующей подачей для ломки стружки при механической обработке изделий С из высокопрочновязких сталей. Применение стали повысит износостойкость инструмента в 2 раза. 2 табл.

45

1 135933

Изобретение относится к металлургии, в частности к составу стали, которая может быть использована для изготовления комбинированных сверл( зенкеров, работающих в условиях свер-. ления, с пульсирующей подачей для ломки стружки, отверстий диаметром до 40.мм и глубиной 60 мм в донной части цилиндрических изделий типа стаканов из высокопрочных сталей.

Цель изобретения — повышение прочности при изгибе; ударной вязкости, краскостойкости, критического коэффициента интенсивности напряжения, износостойкостии термической усталости стали, Химический состав исследованных плавок и соответствующие им свойства приведены в табл,1 и 2.

Испытания проводились на трех образцах, изготовленных по плавкам

2, 3, 4 из предлагаемой стали с граничным и средним химическим соста— вом, двух образцах по плавкам 1, 5 2ч из стали с химическим составом, выходящим за граничные значения концентраций элементов предлагаемой стали .и трех образцах по плавкам 6, 7, 8 из известной стали.

Данные о механических свойствах получены как среднее значение резуль-. татов 10 испытаний. Образцы для определения прочности при изгибе, .ударной вязкости, краскостойкости, изно35 состойкости, термической усталости вырезались электроэрозионным способом с поверхности заготовок диаметром 40 мм и высотой 60 мм, прошедшие закалку от температуры аустенитизации 1230 С с выдержкой 9,5 мин и охлаждении в масле с последующим о трехкратным отпуском при 560 С,продолжительностью 1 ч. Для определения

Критического коэффициента интенсивности напряжения изготавливают образцы размером 15х20х150.мм, которые проходят закалку от температуры аустенизации 1230 С с выдержкой

3,5 мин и охлаждении в масле с послео. 50 дующим трехкратным отпуском при 560 С продолжительностью 1 ч.

Наведение усталостной трещины на образцах производят после термического упрочнения. Испытания образцов проводят на копре с запасом энергии

147 Дж при 20 С, В процессе испытания определяют полную работу разрушения (А, Дж) и непосредственно на из3

2 ломе длину исходной усталостной трещины (1, мм) .

Износостойкость, потерю массы, определяют на образцах диаметром

28 мм и высотой 23 мм. Испытания на износ производят при 640 С в абразивной массе зерна электрокорунда белого ЭБ твердостью 2000 адн/мм крупностью 500 мкм при малой частоте вращения абразивного резервуара

8,1 об/мин, Глубина слоя зерна в резервуаре 70 мм, глубина погружения нижнего торца образцов 60 мм. Минимальное расстояние белковой поверхности образца от боковой поверхности абразивного резервуара 10 мм, длительность испытания 60 мин ° Нагрев и поддержание образца и абразивной массы до 640 С осуществляют с помощью электрической печи. Износостойкость (износ) определяют по потере массы: взвешивание производят на аналитических.весах ВЛА-200 r-М. Во всех проведенных исследованиях верхние и нижние торцы образцов прикрываются шайбами соответствующих размеров и не изнашиваются, Термическую усталость определяют на образцах диаметром 20 мм и длиной

55 мм. Для определения термической усталости образцы нагревают токами высокой частоты на установке ЛПЗ-67В частота тока 60-74 кГц/ на глубину

1,2-1 5 мм. Термический цикл включает: нагрев образцов до 640 С на глубину 1,2-1,5 мм в течение 5 с и охлаждения в масле до 20 С, Через каждые 10 термических циклов образцы зачищают и исследуют на наличие трещин. Термическая усталость определяется по числу термических циклов до образования первой трещины, Инструмент из предложенной стали имеет в 2 раза более высокую стойкость, чем из известной стали, формула и з о б р е т е н и я

Инструментальная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, никель, бор, алюминий и железо, отличающаяся тем, . что, с целью повышения прочности при изгибе, ударной вязкости, краскастойкости, критического коэффициента ин— тенсивности напряжения, износостойкости и термической усталости, она дополнительно содержит технеций, дис1359333

:10

Таблица 1

Состав плавок, мас.Ж

Компоненты

J I I Г 7 3 (1,05

0,80

0,84

0,88

Углерод

О 65 О 75 О 85 О 95

0,47

0,07

0,17 0,27 0,37

0,8

0,84 1,2

0,25 0,4

4 05 4,3

Кремний

0,1

0,85 1,1 1,35

3,75 4,0 4,25

0,6

0,35

Марганец

3,8

3,25

3,5

Хром

Вольфрам

Молибден

6,4 а

6,2

5,7

6,75

6,0

6,4

6,8

5,35

6,05

5,6

5,3

5,9

6,5

5,3

5 6

5,0

1 25 1 5 1 75

1,9 2,05 2,2

0,75

1,0

Ванадий

4,4

4,7

5 0

7,0

8,5 9,0

7,5

8,0

Кобальт

0,4

0,75 1,0 1,25

0,2

0,3

0,25

0,5

Никель

0,002 0,004 0,006 0,008 0,01

О 2 - О 275 О 35

Бор

0,03 . 0,04 0,05

0,2

0,3

0,4

0,01

0,02

Алюминий

Технеций

0,55

1,6 1,95

0,9

1,25 о

О 08 О 11 О 14

О;95 1,2 1,45

О, 115 0,.1 5 О, 185

0,02 . 0,05

Диспрозий

0,45

0,7

Тантал

0,045 0,08

Лантан

0,03 0,05 0,07 0,09

0,01

Тулий

Железо

ОсОстальОсОсОсОсОсОстальталь- тальталь- таль- тальтальное ное ное ное ное ное ное ное

П р и м е ч а н и е; Плавки 2-4 — предлагаемая сталь.

Плавки 6-8 — известная сталь.

Плавки 1 и 5 имеют содержание компонентов, выходящих за преущагаемые пределы.

Предлагаемая сталь срдержит примеси, мас.7: .Сера до 0,025

Фосфор до 0,25,.

3 прозий, тантал, лантан и тулий при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Вольфрам

Молибден

Ванадий

Кобальт

Никель

Бар

Алюминий

Технеций

Диспрозий

Тантал

Лантан

Тулий

Железо

7,5-8,5

0,5-1,0

0,004-0,008

0,02-0,04 0,9-1,6

0 05-0 11

О, 7-1,2

0,08-0, 15

0,03-0,07

Остальное

1359333 B

Та блица 2

Термическая

Плавки

Предел прочности

Ударная вязкость

КСЧ /50/

/2/10

КДж/м

КрасностойИзносостойусталость

N цикл кость кость (потеря массы), г при изги"иь

ИПа

164 60,5

3300

8,4

320

5900

3500

202

62,6

7,4

380

6900

63,1

6510

194

3790

6 1

357

63,9

174

3910

334

5,8

6235

305

3450

137

61,5

7,9

6010

2350

91,9 57,8

265

11,2

5100

58,9

2600

85,6

4740

235

10,6

4510

74,4

2800

220

59,8

9,9

Составитель В.Брострем

Редактор И.Сегляник Техред Л.Сердюкова Корректор Г.Решетник

Заказ 6117/27 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул,Проектная,4 твердость после отпуска 5 ч, HRC

Критический коэф. интенсивности напря- . жения, 3/g кгс/мм