RU1788074C - Быстрорежуща сталь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к литой быстрорежущей стали. С целью повышени  ударной в зкости, стойкости и теплостойкости, сталь дополнительно содержит барий, магний, кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,81-0,89; хром 3,7-4,3; вольфрам 5,1-6.2; молибден 4,7-5,6; ванаг дий 1,72-2,05; кремний 0,3-6,7; марганец 0,1-0,4; никель 0,1-0,4; титан 0,02-0,08; барий 0,002-0,08; кальций 0,004-0,06; магний 0,003-0,04; железо - остальное. 3 табл.

Description

Изобретение относитс  к инструментальному производству и может быть использовано в механических цехах промышленных.предпри тий.

Известна сталь Р6М5К5 (ГОСТ 19265- 73), следующего состава, мас,%:

Углерод0,80-0,88 Хром 3,8-4,3 Вольфрам 6,0-7,0 .Молибден 4,8-5,8 Ванадий 1,7-2,2 Кремний 0,4 . Марганец 0,4 Кобальт 4,8-5,3 Никель 0,4 Железо Остальное Данна  сталь относитс  к группе сталей повышенной теплостойкости. Благодар  присутствию в ее составе такого элемента, как кобальт, она имеет высокие показатели твердости и теплостойкости, что дает возможность примен ть ее дл  обработки высокопрочных сталей и сплавов, Однако из-за повышенной хрупкости применение

стали Р6М5К5 ограничено, особенно дл  изготовлени  литого инструмента.

Известна быстрорежуща  сталь Р6М5 (ГОСТ 19265-73), содержаща  следующие элементы, мас.%:

Углерод. 0,80-0,88 Хром 3,8-4,4 Вольфрам 5,5-6,5 Молибден 5,0-5,5 Ванадий 1,7-2,1 Кремний 0,4 Марганец 0,4 Никель 0,4 Железо Остальное Данна  сталь не содержит кобальта, способствующего охрупчиванию, и наиболее широко используетс  в деформированном состо нии дл  изготовлени  режущего инструмента самого различного назначени . Однако в литом состо нии и эта сталь из-за неудовлетворительной ударной в зкости может быть использована лишь дл  изготовлени  инструмента,эксплуатируемого в услови х минимальных динамических воздействий .

(Л

G

со оо о |

4

Известна также быстрорежуща  сталь, бладающа  более высокой ударной в зкотью и содержаща  следующие элементы, ас.%: .

Углерод0,85-0,88 Хром 3,5-4,2 Вольфрам 5,0-6,0 Молибден. 5,0-5,3 Ванадий 1,6-2,0 Кремний . . 0,2-0,3 Марганец : ,/: : 0,3-0,4 Никель : - 0,2-0,4 Титан . . 0,05-0,15 Висмут .-..- 0,002-0,005. ; Железо . Остальное Данна  сталь вследствие наличи  в ее оставе титана и висмута обладает относиельно высокими значени ми ударной в зости . Недостатком этой стали  вл етс  ониженна  теплостойкость- и невысокие режущие свойства. что не даёт возможность примен ть её дЛ   мзгбтбвлёйй  лй того инсрумента , обрабатывающего высокопрочные стали и сплавы. ; .. .

. Целью изобретени   вл етс  повышение теплостойкости и режущих свойств ли- той быстрорежущей стали при сохранении на высоком, уровне ударной в зкости дл  повышени  эксплуатационной надежности литого металлорежущего инструмента и расширени  области его применени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что сталь, содержаща  углерод, хром, вольфрам , молибден, ванадий, кремний, марганец , никель, фосфор, серу, железо, титан, дополнительно содержит барий, кальций, магний rfpvi следу(Ьщем соотношении компонентов , мас.%: Углерод 0,81-0,89 Хром 3,7-4,3 Вольфрам 5,1-6,2 Молибден 4,7-5,6 Ванадий . 1,72-2,05 Кремний 0,3-0,7 Марганец 0,1-0,4 Никель 0,1-0,4 Титан . 0,02-0,08 Барий 0,002-0,08 Кальций 0,004-0,06 Магний 0,003-0,04 Железо Остальное Присутствующий в статьи титан способствует измельчению зерен твердого растео- ра вследствие образовани  тугоплавких карбидов и карбонитридов титана,которые первые выдел ютс  из жидкости в процессе кристаллизации и служат дополнительными центрами образовани  кристаллов. Барий и магний  вл ютс  сильными поверхностно- активными элементами, располагаютс  на

границе образующийс  кристалл - жидкость и преп тствуют росту кристаллов твердого раствора и первичных карбидов. Кальций  вл етс  универсальным модифицирующим элементом, т.е. оказывает как инокулирующее, так и поверхностно-активное вли ние на процесс кристаллизации. Магний распредел етс  в структуре литой стали преимущественно по границам зерен.

0 Кальций присутствует как по границам зерен , так и внутри них, Барий, кальций и магний оказывают сильное рафинирующее вли ние на сталь, уменьша  количество неметаллических включений и способству  их

5 переводу в устойчивую глобул рную форму. Наличие карбидов (карбонитридов) титана способствует повышению износостойкости стали , Такое же вли ние, но за счет смазывающих эффектов оказывают в сочетании

0 .барий, кальций и магний. При совместном введении барий, кальций, магний и титан повы шаютлегированностьтвердого раствора стали (табл.1), что способствует значительному улучшению теплостойкости и

5 режущих свойств инструмента.

ч Л р и м е р. .Стали выплавл ли в индукционной электрической печи с кислой футеровкой . Раскисление проводили ферромарганцем, ферросилицием и а люми0 нием. Необходимые легирующие элементы вводили в печь перед разливкой в виде ферросплавов , барий в виде ферробари , магний и кальций в виде лигатуры ЖКМК-5 вводились непосредственно .в ковш под

5 струю металла. Стали заливали в песчаные жидкостекольные формы. После выбивки отливки подвергали изотермическому отжигу и затем из них вырезали образцы дл  исследовани  свойств. Данные образцы

0 проходили термообработку по следующему режиму: температура нагрева под закалку 1220°С, охлаждение в сол ной ванне при 600°С, далее на воздухе. Отпуск при температуре 560°С три раза по одному часу. 065 разцы из базовой стали (Р6М5) и стали прототипа подвергали аналогичной термообработке .

Химический состав и результаты исследовани  образцов предложенных и извест0 ных сталей представлены в табл.2,3.

Теплостойкость определ ли измерением твердости (HRC) после дополнительного нагрева при 620°С в течение 4 ч.

Ударную в зкость определ ли на об5 разцах без надреза размерами 10x10x55 мм на ма тниковом копре с энергией удара 50 кДж.

Стойкостные испытани  инструмента из известных и предлагаемой сталей производили при фрезеровании (встречном) уступа при следующих режимах обработки: скорость резани  50 м/мин; подача 0,21 мм/зуб.

Исследовани  показали, что предлагаема  сталь превосходит известную (прототип ) по стойкости в 1,3-1,6 раза, теплостойкости при практически равной ударной в зкости.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Быстрорежуща  сталь, содержаща  углерод , хром, вольфрам, молибден, ванадий, кремний, марганец, никель, титан, железо, отличающа с  тем, что, с целью повышени  ударной в зкости, стойкости и

   теплостойкости, она дополнительно содержит барий, магний и кальций при следую-, щем соотношении компонентов, мас.%:

   0

   5

   Углерод

   Хром

   Вольфрам

   Молибден

   Ванадий

   Кремний

   Марганец

   Никель

   Титан

   Барий

   Кальций

   Магний

   Железо

   0,81-0,89

   3,7-4,3

   5,1-6,2

   4,7-5,6

   1,72-2,05

   0,3-0.7

   0,1-0,4

   0,1-0,4

   0,02-0,08

   0,002-0,08

   0,004-0,06

   0,003-0,04

   Остальное

   Таблица 1

   Химический состав твердого раствора исследуемых сталей

   Сталь

   , и предлагаемой сталей Содержание легирующих эленентоа, масД

   Т а б л и

   Ч а 2

   ---.--.-..JriEIDZin

   Предлагаема , -- --- ---J----L- --J---- ----I L.

   Т а б л и

   Ч а 2

   0,002 0,0040,003 0,010 01ост

   О, 0,020,009; 0,02O. oiост

   0,08 0,060,04 0,030 03ост

   0,001 0,0020,001 0,010 01ост

   0,11 0,090,08 0,03О. озост

   0,02 - 0,02 ост. 0,03 0,02 ост.

   .Свойства известных и предлагаемой сталей

   Таблица 3