UA26151C2 - Мартеhситhа hержавіюча сталь покращеhої оброблюваhості - Google Patents

Abstract

Мартенситна неіржавіюча сталь поліпшеної оброблюваності містить вуглець, кремній, марганець, хром, сірку, кальцій, кисень, залізо. Сталь містить компоненти при наступному співвідношенні, мас.%: Вуглець Менше 1,2 Кремній Не більше 2 Марганець Не більше 2 Хром 10,5 - 19 Сіра Не більше 0,55 Кальцій Не менше 32 10-4 Кисень Не менше 70 10-4 Залізо Решта причому співвідношення між вмістом кальцію та кисню 0,2 - 0,6.

Description

тройной диаграмме фиг.1, сохраняют основнье свойства в мартенситной стали после термообработки, которой подвергают вьшеназванную сталь, без ухудшения механических свойств с заметньм улучшением свойств обрабатьвваемости.

Однако включение ковких окисей оказьіваєт благоприятное действие на обрабатьваемость только по той причине, что здесь используется матричная структура.

Заявителем установлено, что матричная структура тоже является различной, как структура мартенситньх сталей, зти окиси тоже оказьівают благоприятное действиє на обрабатьіваемость.

Кроме того, не бьіло очевидньм, что из-за различий в обработке можно получить такие же включения в стали.

Установлено, что термообработка ничего не изменяет в природе включений. Не происходит или, по меньшей мере, нет значительной модификации аналитического состава включений, в том числе, диффузии в твердом состоянии, и зто во время термообработки, которой подвергают мартенситную сталь.

Кроме того проблемь! механической обработки мартенситньїх сталей сильно отличаются от проблем, имеющихся в аустенитньх сталях.

В противоположность зтим последним, они не подлежат холодной деформации, а их злектрическая проводимость достаточно вьісока.

Зато главной проблемой мартенситньїх сталей для механической обработки является твердость.

Трудно бьло предположить, что идентичнье включения могут оказьшвать благоприятное действие, тогда как проблемь! механической обработки имеют, напротив, другие причинь!.

Оказьіваєтся, что при механической обработке мартенситньїх сталей ковкие окиси при температурах механической обработки зтих сталей достаточно нагреваются для образования смазочной пленки, постоянно регенерируемой включениями окисей, присутствующих в металле. Зта смазочная пленка позволяет уменьшать трение в инструменте. Таким образом, действие большой нагрузки, вьізванной большой твердостью материала, сокращаєтся.

Бьіли испьттаньії два вида мартенситньїх сталей, одна содержала в своем составе серу в количестве от 0,15 до 0,4595, другая имела в составе серу в количестве ниже 0,03595.

Бьіло отмечено, что присутствие ковких окисей в стали не изменяют сопротивления коррозии в том числе точечной, или кавернозной также для состава с онизким содержанием серь), как в ресульфированном составе. Обьічно вьигрьіш, полученньій в механической обработке, ни в коем случає не ухудшаєт такие характеристики, как ковкость или способность к деформации в горячем или в холодном состоянии.

Бьіло также отмечено, что введенньюе окиси сохраняют свои свойства, независимо от проведенной термообработки.

Согласно изобретению, введение ковких окисей, проведенное без учета количества углерода, с присоединенньм азотом, которое уменьшается, имеет тенденцию, как доказано, к снижению механических характеристик.

Изобретение относится также к мартенситной стали, в состав которой введено от 2 до 695 никеля и от 1 до 595 меди или менее 395 молибдена.

Никель необходим в сталях, содержащих более 1695 хрома, чтобьії получать после закалки мартенситную структуру.

В марках со структурньм твердением никель кроме своей вьішеназванной роли (уменьшение количества дельта-феррита) должен образовьшнать с медью фазу "МізСи", которая повьішаєт твердость металла. Твердение здесь получают в основном, за счет углерода, содержание которого остаєтся сравнительно низким.

Медь в комбинации с металлом позволяет получать структурное твердение и, следовательно, повьішать механические характеристики.

Молибден улучшает сопротивление коррозии и оказьшваєт благоприятноє действие на твердость после отпуска стали и улучшаєт также упругую деформацию.

Мартенситная сталь, согласно изобретению, может содержать также стабилизирующие злементь! из группьї вольфрам, кобальт, ниобий, титан, тантал, цирконий в следующих весовьїх количествах: - вольфрам макс. 495, - кобальт макс. 4,595, - ниобий макс. 195, -титан макс. 195, - тантал макс. 195, - цирконий макс.195.

В примере применения мартенситной стали А по изобретению состав стали следующий:

Сталь А | 0205 ! 0465 60,52 поешненнетнтяснвнн нн шин шк пок нкючуловктнюестснмкч

Се І Мо І 5 Р | М ! пиши ша ПИОНЬНН (ода болі бом 0 0б022000орв в которую введен:

Са - 30 х 107795

О - 129 х 10792»

Соотношение содержания кальция и кислорода равно 0,22. В зтом примере сталь А содержит в качестве остатка менее 0,595 никеля и менее 0,295 меди.

Зту сталь сравнивали с двумя сталями ссьілки, которье имеют следующие составь!:

Сталь З 0184 і 0,359 0530 ло которое на драже нд яна ня тні нт етнос втече окт пет фустен Ї -

Сталь 2 0,194 0,364 ик: | 013 12,63 0135 | оо 0022 0018 ООо568 і

Ши в І Ї пра і 12,77 0093 0088 Од | оо 0049 І

Три стали подвергают испьітаниям на обрабатьвваемость резанием.

Обработку резанием осуществляют с помощью точильньїх дисков из цельного карбида, испьітание обозначают Мр 30/0,3, оно заключается в определений скорости, для которой износ оболочки составляеєт 0О,Змм после 30 минут механической обработки и также с дисками из карбидного покрьїтия, испьітание обозначают МБ 15/0,15, оно заключаєтся в определениий скорости, для которой износ оболочки составляет 0,15мм после 15 минут механической обработки.

Из нижеприведенной табл.ії видно, что механические свойства нисколько не ухудшаются при введений включений ковких окисей для двух термообработок смягчением, те. включающих закалку в масле при 950"С, вьідерживание в течение четьірех часов при 820"С, медленное, охлаждение до 65070, затем охлаждение на воздухе и "обработка", т.е. закалка при 95070, отпуск при 6407С и охлаждение на воздухе.

Опьїть! показали, что так назьіваемье "обработанньсе" стали обрабатьваются лучше, чем смягченнье стали.

В другом примере применения дана мартенситная сталь, которая имеет один следующий весовой состав:

Сталь В 0196 0444 0,555 І тю 0073

Сталь В 00253 0,019 0,053 хів" дах 01

В зтом примере сталь В содержит в качестве остатка менее 0,595 никеля и менее 0,295 меди.

Зту сталь сравнивали со стандартной сталью ссьілки, не содержащей в своем составе ковких окисей, и ее состав следующий: с ві мі | м'Ї| сб | мо

Стать3 0214 оза 0564 0354 12.32 0097 си | 8 Я М св/о

Сталь3 бло 002610 0017 0 00640000) ах

В нижеприведенной табл.2 отмечают, что механические характеристики, сравниваемье между сталью ссьІлки З и сталью В по изобретению, не показьівают значительньїх различий, как в случаеє смягченного состояния стали, так и обработанной стали.

Нижеприведенная табл.3 представляєт характернье величинь! опьтов механической обработки и показьіваєт, что стали, обработанньсе по изобретению, дают вьигрьіш в обрабатьіваєемости от 25 до 3095.

В третьем примере применения две мартенситнье стали С и О по изобретению имеют следующие составь!:

Сталь С ов 0,443 0,825 4ВБ17 010152 006

Сталь В 012 0,448 0818 3739 00005? 0005

С Р М Мь о | ох" Сах!б? Ох вве | об | осв 0202 | мо 65 |за о. ! ! .

Стали С и О сравнивали со сталями ссьілки, не содержащими ковких окисей, их весовье составь! следующие:

Сталь 4 ЩО 045 085 454 1526 0006

Сталь5 | 0013 от | 4509 15.26 со РМ ме 851 сво пн в в сля пе рлінктестінлтеечя - 3245 | бо 0017 10 270 «5 138 і 3298 | 00" 0016 0,202 110 «5 48

Зти стали содержат в своем составе медь и никель и относятся к сплавам со структурньм твердением.

Обьічно встречаются три металлургических состояния, соответствующие различной термообработке: состояние закалки, закалка в масле при 10507С, затем отпуск при 25070. Ат 1000МРа, - состояние старения, в котором металл имеет свою максимальную твердость: закалка при 105070, затем отпуск при 4507" Ат 1400МРа, состояние смягчения: закалка при 105070, отпуск при 76070 в течение 4 часов, второй отпуск при 62072 Ат МРа.

Особенность зтого типа марок заключаєется в том, что они не изменяют своих размеров при термообработке. Следовательно, их можно подвергать механической обработке, затем старению.

Сталь О согласно изобретению подвергали механической обработке в закаленном состоянии, т.е. ее подвергали закалке при 105077 в масле. Как показано на кривьїх фиг.2 присутствие ковких окисей значительно повьісило обрабатьваемость, что характеризуется уменьшением износа инструмента. В самом деле, зтот износ составляет от 0.15мм после 15 минут механической обработки со скоростью 190м/мин, с подачей 0,15мм/оборот, с глубиной резания 1,5мм для стали согласно источнику 4 до износа 0,125 мм для стали 0.

Сталь О по изобретению позволяла получать в смягченном состояний скорость резки 240м/мин, тогда как сталь согласно источнику 5 позволяла получать скорость резания 210м/мин. Отмеченньй вьигрьш составляет 2095.

С зтими различньми примерами применения бьло обнаружено, что мартенситнье стали, содержащие в своем составе ковкие окиси, имеют улучшенную обрабатьвваемость, окиси не ухудшают других вьіше названньх характеристик сталей.

Таблица!

Сталь й Смигчениє 55

С ствту 2 | Смагчение ШИ 544 сть | | Смаягченисє | вай ши иши шиш ось шЩ с Обработка 5867. 296 29.2 ми 823 НВК 280 28,6 06010000 во6НАВ ник ли с 7 пистл све1влняє тва | 155 У А

! . Таблица 2

Сталь З Сталь В нини нні ся свиня ній нен

І . Ї Смагчение Обработка Смагченне Обработка

Вт (МРа) 55 | 803 | 556 787 врог(Меа) 41в | в36 | 408 во

Таблица

Метапллургическое состоя- Обравотка. ние мь 30/03 | уеіБ/0Л5 0 МьЬ30/03 ме 15/0л5 шт те : : ле | - | я 17171157 ю до 80 з я. ох

А

БО са0-5102 рсевдо волласток 50 нит анортит о т 7 Со» АзО 2мО 20 7 геленит | 30 о і

Гм) Моз з В. 5 | Ю сау 0 2065080 0 8 3 лю ! нас."

Фиг. і извос "сальї и о о/нн/ Й Ст тала й Ге) об. 0,05 пкя ди ПИ и он о нин 0 . 5 1 15 Вреня /нини

Фиг. 2