CS255202B1

CS255202B1 - Hardenable steel with subledeburitic matrix

Info

Publication number: CS255202B1
Application number: CS835715A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Kraus
Original assignee: Vladimir Kraus
Priority date: 1983-08-01
Filing date: 1983-08-01
Publication date: 1988-02-15
Also published as: CS571583A1

Abstract

Kalitelná ocel se subledeburitickou matricí, obsahující 5 až 50 % hmot. karbidu, karbonitridu nebo nitridu titanu jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci a 50 áž 95 % hmot. základní slitiny obsahující 0,3 až 0,7 % hmot. uhlíku, 1 až 9 4 hmot. wolframu, stopy až 4 % hmot. molybdenu, stopy až 10 % hmot. kobaltu, stopy až 2 % hmot. vanadu, 1 až 5 % hmot. chrómu, stopy až 3 % hmot. křemíku a ostatní doprovodné technologicky nutné nečistoty, vyznačená tím, že obsah wolframu, molybdenu a vanadu v základní slitině odpovídá vztahu W + l,9Mo + 6,3V A 15, vyjádřeno v % hmot.Hardenable steel is subledeburitic a matrix containing 5 to 50 wt. carbide titanium nitride or nitride individually or in combination and 50 to 95 wt. base alloys containing 0.3 to 0.7 wt. carbon, 1 to 9 wt. tungsten, traces up to 4 wt. % molybdenum, traces up to 10 wt. cobalt, up to 2 wt. % vanadium, 1 to 5 wt. % chromium, traces up to 3 wt. silicon a other accompanying technologically necessary impurities, characterized by the content tungsten, molybdenum and vanadium in the base the alloy corresponds to the relationship W + l, 9Mo + 6.3V A 15, expressed in wt.

Description

(54) Kalitelná ocel se siibledeburitickou matrici(54) Hardenable steel with siibledeburitic matrix

Kalitelná ocel se subledeburitickou matricí, obsahující 5 až 50 % hmot. karbidu, karbonitridu nebo nitridu titanu jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci a 50 áž 95 % hmot. základní slitiny obsahující 0,3 až 0,7 % hmot. uhlíku, 1 až 9 4 hmot. wolframu, stopy až 4 % hmot. molybdenu, stopy až 10 % hmot. kobaltu, stopy až 2 % hmot. vanadu, 1 až 5 % hmot. chrómu, stopy až 3 % hmot. křemíku a ostatní doprovodné technologicky nutné nečistoty, vyznačená tím, že obsah wolframu, molybdenu a vanadu v základní slitině odpovídá vztahuHardenable steel with a subledeburitic matrix containing 5 to 50 wt. % by weight of carbide, carbonitride or titanium nitride individually or in combination with each other; % base alloys containing 0.3 to 0.7 wt. % of carbon, 1 to 94 wt. tungsten, traces up to 4 wt. molybdenum, traces up to 10 wt. % cobalt, traces up to 2 wt. % vanadium, 1 to 5 wt. chromium, traces up to 3 wt. silicon and other technologically necessary impurities, characterized in that the content of tungsten, molybdenum and vanadium in the base alloy corresponds to

W + l,9Mo + 6,3V A 15, vyjádřeno v % hmot.W + 1.9Mo + 6.3V 1515, expressed in wt.

Vynález se týká kalitelné wolfram-raolybden-kobalt-vanadové oceli se subledeburitickou matricí, obohacené sloučeninami titanu, určené pro výrobu nástrojů s velkou odolností proti opotřebení, zejména nástrojů řezných.The present invention relates to a hardenable tungsten-raolybdenum-cobalt-vanadium steel with a subledeburitic matrix, enriched with titanium compounds, for the production of wear-resistant tools, in particular cutting tools.

Pro výrobu vysoce namáhavých nástrojů se dosud užívají rychlořezné oceli, které mají dobrou houževnatost, ale jejich odolnost proti opotřebení je v některých případech již nedostatečná. V případech, kdy požadavky na odolnost proti opotřebení jsou vysoké, užívají se pro výrobu nástrojů slinuté karbidy: tyto materiály však jsou velmi křehké a pro rázové namáhání nevyhovující. Je známo několik typů materiálů, jejichž složení a vlastnosti jsou na pomezí obou jmenovaných skupin, takže jejich kombinace houževnatosti a odolnosti proti opotřebení je pro těžké podmínky výhodnější než u rychlořezných ocelí nebo u slinutých karbidů. Jsou to bud rychlořezné oceli se zvýšeným podílem uhlíku a obvyklých karbiodotvorných přísad, například wolframu, molybdenu, vanadu, nebo rychlořezné Oceli obvyklých typů obsahující ledeburitické karbidy MgC, t^C a MC s přísadou až 40% objemových karbidu nebo karbonitridu titanu. Nevýhodou těchto materiálů je přítomnost ledeburitických karbidů, které vážou velký podíl wolframu, molybdenu a vanadu a nezaručují nejvyšší odolnost proti opotřebení.High-strength steels have been used to produce high-stress tools, which have good toughness but in some cases their wear resistance is already inadequate. In cases where the wear resistance requirements are high, sintered carbides are used for tool making: however, these materials are very brittle and inconvenient for impact stress. Several types of materials are known, the composition and properties of which are between the two groups, so that their combination of toughness and wear resistance is more advantageous for difficult conditions than high speed steels or cemented carbides. They are either high-speed steels with an increased proportion of carbon and conventional carbide-forming additives, for example tungsten, molybdenum, vanadium, or high-speed steels of the conventional type containing the ledeburitic carbides MgC, tC and MC with up to 40% by volume titanium carbide or carbonitride. The disadvantage of these materials is the presence of ledeburitic carbides, which bind a large proportion of tungsten, molybdenum and vanadium and do not guarantee the highest wear resistance.

Uvedené nevýhody odstraňuje kalitelná wolfram-molybden-kobalt-vanadová ocel se subledeburitickou matricí, obsahující 5 až 50 % hmotnosti karbidu, karbonitridu nebo nitridu titanu, jednotlivě nebo ve vzájemné kombinaci a 50 až 95 % hmotnosti základní slitiny obsahující 0,3 až 0,7 % hmotnosti uhlíku, 1 až 9 % hmotnosti wolframu, stopy až 4 % hmotnosti molybdenu, stopy až 10 % hmotnosti kobaltu, stopy až 2 % hmotnosti vanadu, 1 až 5 % hmotnosti chrómu, stopy až 3 % hmotnosti křemíku a ostatní doprovodné technologicky nutné nečistoty, podle vynálezu, jehož podstatou je, že obsah wolframu, molybdenu a vanadu v základní slitině odpovídá vztahuThe above-mentioned disadvantages are overcome by the hardenable tungsten-molybdenum-cobalt-vanadium steel with a subledeburitic matrix containing 5 to 50% by weight of carbide, carbonitride or titanium nitride, individually or in combination and 50 to 95% by weight of the base alloy containing 0.3 to 0.7 % by weight of carbon, 1 to 9% by weight of tungsten, traces up to 4% by weight of molybdenum, traces up to 10% by weight of cobalt, traces up to 2% by weight of vanadium, 1 to 5% by weight of chromium, traces up to 3% by weight of silicon impurities according to the invention, which is based on the fact that the content of tungsten, molybdenum and vanadium in the base alloy corresponds to

W + 1,9Mo + 6,3V - 15 vyjádřeno v % hmotnosti.W + 1.9Mo + 6.3V - 15 expressed in% by weight.

Ocel podle vynálezu má obsah uhlíku a karbidotvorných přísad v základní slitině vyvážen tak, aby po zakalení byl podíl nerozpuštěných karbidů, obsahujících wolfram, molybden nebo vanad nejvýše 10%. Nejvýhodnější je složení při němž v zakaleném stavu tyto karbidy nejsou přítomny vůbec: takové oceli, jejichž složení je na pomezí nadeutektoidní a ledeburitické oblasti se označují jako subledeburitické. Oceli tohoto typu jsou známy a v odborné literatuře popisovány jako matrix. Ocel s přísadou sloučenin titanu, neobsahující v zakaleném stavu karbidy wolframu, molybdenu a vanadu, resp. tzv. komplexní karbidy, má ve srovnání se známými typy ocelí se zvýšeným podílem karbidů wolframu, molybdenu a vanadu vyšší tvrdost a lepší odolnosti proti opotřebení, při zachování jemného zrna a popouštěcí stálosti. Kromě toho má i menší měrnou hmotnost. Při vhodném rozložení částic sloučenin titanu, kterého lze dosáhnout úpravou výrobní technologie má i lepší houževnatost. Podle složení matrice, množství a druhu přísady sloučenin titanu dosahuje ocel po tepelném zpracování nejvyšší tvrdosti v rozmezí 68 až 73 HRC.The steel according to the invention has a content of carbon and carbide-forming additives in the base alloy so that after turbidity the proportion of undissolved carbides containing tungsten, molybdenum or vanadium is at most 10%. Most preferred is a composition in which, in the turbid state, these carbides are absent at all: those steels whose composition is at the boundary of the nadutectoid and ledeburitic regions are referred to as subledeburitic. Steels of this type are known and described in the literature as a matrix. Steel with the addition of titanium compounds, not containing, in the cloudy state, tungsten, molybdenum and vanadium carbides. so-called complex carbides, has higher hardness and better wear resistance, while maintaining fine grain and tempering stability compared to known types of steels with an increased content of tungsten, molybdenum and vanadium carbides. It also has a lower density. With a suitable particle size distribution of the titanium compounds that can be achieved by modifying the manufacturing technology, it also has better toughness. Depending on the matrix composition, amount and type of titanium compound additive, steel after heat treatment achieves the highest hardness in the range of 68-73 HRC.

Spotřeba nedostatkových karbidotvorných přísad ve srovnání se známými ocelemi podobných vlastností je asi poloviční. Přednosti oceli podle vynálezu se v plné míře projeví při výrobě polotovarů, resp. výrobků speciálními metalurgickými procesy, zejména technologií práškové metalurgie.The consumption of scarce carbide additives is about half that of known steels of similar properties. The advantages of the steel according to the invention are fully manifested in the production of semi-finished products, respectively. special metallurgical processes, especially powder metallurgy technology.

Příklady oceli podle vynálezu:Examples of steel according to the invention:

PřikladlHe did

Ocel podle vynálezu o složení 13 % hmotnosti karbidu titanu a 87 % hmotnosti základní slitiny obsahující 0,5 % hmotnosti uhlíku, 3,5 % hmotnosti wolframu, 2 % hmotnosti molybdenu,Steel according to the invention of 13% by weight of titanium carbide and 87% by weight of a base alloy containing 0.5% by weight of carbon, 3.5% by weight of tungsten, 2% by weight of molybdenum,

0,3 % hmotnosti křemíku a kobalt, vanad a mangan jako technologicky nutnou nečistotu v množství 0,4 % hmotností, 4 i hmotnosti chrómu. Tvrdost po tepelném zpracování 71 HRC.0.3% by weight of silicon and cobalt, vanadium and manganese as a technologically necessary impurity in an amount of 0.4% by weight, 4% by weight of chromium. Hardness after heat treatment 71 HRC.

Příklad 2Example 2

Ocel podle vynálezu o složení 30 % hmotnosti karbidu titanu a 70 % hmotnosti základní slitiny obsahující 0,4 % hmotnosti uhlíku, 1,4 % hmotnosti wolframu, 3,5 % hmotnosti molybdenu, 8 % hmotnosti kobaltu, 0,8 % hmotnosti vanadu, 4,5 % hmotnosti chrómu, 1,8 % hmotnosti křemíku a mangan jako technologicky nutnou nečistotu v množství 0,4 % hmotnosti. Tvrdost oceli po tepelném zpracování 72 HRC.Steel according to the invention of 30% by weight of titanium carbide and 70% by weight of a base alloy containing 0.4% by weight of carbon, 1.4% by weight of tungsten, 3.5% by weight of molybdenum, 8% by weight of cobalt, 0.8% by weight of vanadium, 4.5% by weight of chromium, 1.8% by weight of silicon and manganese as a technologically necessary impurity in an amount of 0.4% by weight. Steel hardness after heat treatment 72 HRC.

Oceli jsou vhodné pro výrobu vysoce výkonných řezných nástrojů pro obrábění kovů a nekovů a pro výrobu neřezných nástrojů s velkými nároky na odolnost proti opotřebení.The steels are suitable for the production of high-performance cutting tools for machining metals and non-metals and for the production of non-cutting tools with high wear resistance.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Hardenable steel with subledeburitic matrix containing 5 to 50% by weight of carbide, carbonitride or titanium nitride individually or in combination and 50 to 95% by weight of base alloy containing 0,3 to 0,7% by weight of carbon, 1 to 9% by weight of tungsten, traces up to 4% by weight of molybdenum, traces up to 10% by weight of cobalt, traces up to 2% by weight of vanadium, 1-5% by weight of chromium, traces of up to 3% by weight of silicon and other technologically necessary impurities characterized by the tungsten, molybdenum and vanadium content the base alloy corresponds to the relationship