Сталь

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к нержавеющей инструментальной стали, используемой для ножей высшего качества и медицинского инструмента, к которым предъявляются требования по высокой надежности, гарантируемой коррозионной стойкостью и механическими свойствами. С целью повышения механических свойств сталь дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов , мас.%: углерод 0,49-0,55, кремний 0,10-0.50. марганец 0,10-0,40, хром 14,5- 15,5. молибден 0,60-1,20, ванадий 0.05- 0,25, никель 0.60-1,20, медь 0,40-0,80. железо - остальное. 1 табл.

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)5 С 22 С 38/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4900364/02 (22) 08.01.91 (46) 23.10,92. Бюл. Nò 39 (71) Центральный научно-исследовательский институт материалов (72) А.Ю.Баландин, А,B.ÏåòðoB и Г.А.Просвиряков (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1420063, кл, С 22 С 38/46, 1988. (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к нержавеющей инструментальИзобретение относится к металлургии, а именно к производству нержавеющих инструментальных сталей, используемых для изготовления ножей высшего качества и медицинского инструмента, к которым предьявляются требования по высокой надежности, гарантируемой коррозионной стойкостью, механическими свойствами и

ИЗНОСОСТОЙКОСТЬЮ, Известна сталь марки 95Х18 по ГОСТ

5632 — 72, имеющая следующий химический состав, мас.%:

Углерод 0,980 — 1,0

Кремний не более 0,80

Марганец не более 0.80

Хром 17,0-19,0

Железо Остальное

Данная сталь обеспечивает:

Твердость, HRC ... 57

Ударная вязкость, МДж/м ... 0,1

Относительное удлинение, % ... 3,0

Указанная сталь имеет низкий уровень пластических и вязких свойств.

Известна также сталь для режущего инструмента по заявке Японии N. 62-54859. Ж 1770443 А1 ной стали, используемой для ножей высшего качества и медицинского инструмента, к которым предъявляются требования по высокой надежности, гарантируемой коррозионной стойкостью и механическими свойствами. С целью повышения механических свойств сталь дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас,%: углерод 0,49 — 0,55, кремний

0;10 — 0,50, марганец 0,10 — 0,40, хром. 14,5—

15,5, молибден 0,60-1,20, ванадий 0.050,25, никель 0,60 — 1,20, медь 0,40-0,80. железо — остальное. 1 табл. (МКИ С 22 С 38/24), опубл. 17.11.87. С галь имеет состав, мас.%:

Углерод 0.5-0.9

Кремний 0,6-2,0

Марганец <1,0

Хром 6,2-8,0

Молибден 2,0-3,5

Вольфрам <1,0

Ванадий 0,5 в 1,0 а

Железо Остальное.

Данная сталь обеспечивает;

Твердость, HRC ... 57

Ударная вязкость, МДж/м ... 0,25

Относительное удлинение, % ... 10

Сталь имеет низкую коррозионную Ф " стойкость и низкую контактную выносли- (A)

ВОСть, Обширная номенклатура инструментальных нержавеющих сталей, извест Iblx по ГОСТ 5632 — 72 и большому количеству авторских свидетельств имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что они не обеспечивают одновременного сочетания высокой коррозионной стойкости и

ВыСОкОЙ ИЗHOÑOÑTÎÉкОСТИ.

1770443

Этот недостаток устранен в стали по авторскому свидетельству СССР (С 22 С

38/46) М 1420063, опубл, 30.08.88. Сталь обладае высокой коррозионной стойкостью. высокой износостойкостью и является перспективной для рассматриваемого инструмента, наиболее близка к заявляемой и выбрана в качестве прототипа, Она имеет следующий химический состав, мдс.

Углерод . 0,45-0,55

Кремний " . " 0,80-1,30

Марганец .. - -" " 0,15-0,40

Хром 14,0-16,0

Молибден 0,20 — 0.50

Ванадий 0,16-0,40

Азот 0,06-0,10

Никель 0,10-0,50

Кальций 0,01 — 0,05

Алюминий 0,01 — 0.05

РЗМ 0,06 — 0,10

Железо Остальное.

Данная сталь обеспечивает;

Твердость, HRC „. 56

Ударная вязкость. МДжlм ... 0,2

Относительное удлинение. „, 8

Однако, неоптимальное совместное присутствие в стали-прототипе упрочняющих элементов — углерода и азота, карбидообраэующих элементов — хрома, молибдена и ванадия, а также никеля и кремния не обеспечивает достаточно высокого комплекса механических свойств: прочности, пластичности и вязкости, необходимого для инструмента, применяемого в экстремальных условиях подводных и горных работ. хирургической стоматологии.

Целью настоящего изобретения является повышение механических свойств, при сохранении высокой коррозионной стойкости и твердости.

Для достижения укаэанной цели в сталь, содержащую углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, никель и железо, дополнительно вводят медь при следующем соотношении компонентов, ма с., Углерод 0,49-0,55

Кремний 0,10 — 0.50

Марганец 0,10-0,40

Хром 14,5-15,5

Молибден 0,60 — 1,20

Ванадий 0,05 — 0,25

Никель 0,60-1,20

Медь 0,40 — 0,80

Железо Остальное.

Отличительными от прототипа признаками стали являются дополнительное введение меди, а также повышение

4-

55 содержания никеля и молибдена, снижение содержания кремния.

Понижение содержания кремния обусловлено необходимостью повысить пластическиесвойства. При содержании кремния более 0,50 снижается пластичность и вязкость в результате активизации процесса карбидообразования, при содержании менее 0,10 металлургическая реализация стали связана с неоправданно высокими расходами, Повышение содержания молибдена необходимо для улучшения всего комплекса механических свойств в результате уменьшения склонности к росту зерна при переделе и термообработке за счет образования специальных карбидов. При содержании молибдена более 1,20% имеет место снижение вязко-пластических свойств и технологичности проката, менее 0,60 — не обеспечивает требуемый размер зерна, а. следовательно, и уровень свойств. Повышение содержания никеля вызвано необходимостью предотвращения формирования в структуре стали д -феррита, снижающего пластические свойства при производстве полуфабрикатов иэ крупных слитков. При содержании никеля более 1,20 снижаются прочностные характеристики в термсобработанном состоянии из-за образования стабильного остаточного аустенита, менее

0,60% — не исключает появление д-феррита.

Введение s сталь меди повышает комплекс механических свойств эа счет улучшения распределения и дисперсности упрочняющих фаз. При содержании меди более 0,80"-, ухудшается технологичность при прокатке заготовок, а при содержании менее 0,40 — снижаются механические свойства. Опробование стали производилось следующим образом: сталь выплавляли в 60-килограммовой открытой индукционной печи, разливали в 20-килограммовые слитки, которые прокатывали в полосы. Оценку механических свойств производили по стандартным методикам на термообработанных на максимальную твердость образцах.

Данные о химическом составе и свойствах стали-прототипа и заявляемой на нижнем. среднем и верхнем пределах содержания компонентов, а также выходящем эа нижний и верхний пределы приведены в таблице на стр. 5.

Результаты механических испытаний показали преимущество заявляемой стали по комплексу свойств в сравнении со сталью-прототипом.

Технико-экономические преимущества использования стали заключаются в уменьшении требуемого количества инструмента для проведения условного сбьема работ на

1770443

Содеряанне конюнентов, мас.8 йекемнческне свойства в ° овес.

tttta (+го с ю; н

Стель

Се Al рзп си х, ttn tti C r

RC

О 51 1 10 0 35 О 37 15 1 0 31 0 19 0 07 О О ос . 1415 8,0 0,21 58

Про тот но

Эалвпяенал (по в(п) 0,40 ост. 1987 11,О 0,45 56

0,49 0,10 0,10 0,60 14,5 0,60 0,05

0 53 О ° 24 О 28 О 95 15,1 0 85 O 15

Залвпяенал (сред й) O,65 ocr. 2003 l t,8 0,48 56

0,80 ост. 2001 10 ° 5 0,43 57

Эеявпяеная (по max) О 55 Ю 50 0 40 1 20 15 5 1 20 0 25

0,46 0,10 0,10 0,35 14,2 0,48 0,02

0 ° 58 0,70 0,50 1,40 16,0 t>46 0,38

Оняотяпяя ва нитннй предел

0,31 ост. 1825 11,5 0,44 54

0 95 ост. 2005 5 9 0,22 58

Оняоряеая ва

° еркннй преоеп

Составитель Л.Суязова

Техред М,Моргентал Корректор Н.ГУнько

Редактор Т.Шагова

Заказ 3717 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

10 — 15%. Стоимость одной тонны проката стали составляет 1200 руб, Ожидаемый экономический эффект за счет снижения расхода металла на одну тонну заготовок составит 120-160 руб.

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, никель . ижелезо,отличающаяся тем,что,с 10 целью повышения механических свойств, она дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%;

Углерод 0,49-0,55

Кремний 8,1 — 0,5

Марганец 0,1-0,4

Хром 14,5-15.5

Молибден 0,6-1,2

Ванадий 0,05 — 0,25

Никель 0,6 — 1,2

Медь 0,4-0,8

Железо Остальное.