PL179128B1

PL179128B1 - Nierdzewna stal martenzytyczna o dobrej obrabialnosci PL PL PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL179128B1
Application number: PL94303831A
Authority: PL
Inventors: Olivier Bletton; Jacques Bayol; Pascal Terrien
Original assignee: Ugine Savoie Sa
Priority date: 1993-06-14
Filing date: 1994-06-14
Publication date: 2000-07-31
Also published as: DE69423930D1; SG48134A1; SI0629714T1; DK0629714T3; CA2125732C; CZ141994A3; CA2125732A1; IL109919A; NO942168D0; RO115276B1; DE69423930T2; RU2080410C1; UA26151C2; PL303831A1; CZ292392B6; KR100338886B1; NO942168L; KR950000912A; FI942801A0; FR2706489A1

Abstract

1 . Nierdzewna stal martenzytyczna o dobrej obrabialnosci zawierajaca wegiel, krzem, mangan, chrom, siarke, wapn, tlen i zelazo, znamienna tym, ze zawiera wagowo wegiel - 1,2%, krzem - max. 2%, mangan - max. 2%, nikiel - max. 6%, molibden - max. 3%, wolfram - max. 4%, kobalt - max. 4,5%, niob - max 1%, tytan - max. 1%, tantal - max 1%, cyrkon - max 1%, wanad - max 1%, chrom - w przedziale 10,5% - 19%, siarke - max. 0,55%, wapn - powyzej 32x10-4 %, tlen - 70x10- 4%, stosunek zawartosci wapnia do zawartosci tlenu Ca/O zawiera sie w prze- dziale 0,2 - 0,6, reszte stanowi zelazo i nie- uniknione zanieczyszczenia. FIG. 1 P L 1 7 9 1 2 8 B 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Niniejszy wynalazek dotyczy nierdzewnej stali typu martenzytycznego o dobrej obrabialności.

Terminem stal nierdzewna określa się stopy żelaza zawierające przynajmniej 10,5% chromu.

Inne pierwiastki wchodzą w skład stali w celu modyfikacji struktury i własności stopu. Cztery główne struktury to stale martenzytyczne, stale ferrystyczne, stale austenityczne, i stale austenityczno - ferrystyczne.

Stale martenzytyczne zasadniczo zawierają od 12 do 18% chromu, a zawartość węgla może dochodzić do około 1%. Liczne składniki stopu przykładowo takie jak Ni, Mo, Si, Ti, V, Nb, umożliwiają uzyskanie szerokiego wachlarza własności, w zależności od różnych zastosowań, takichjak stale konstrukcyjne, stale narzędziowe, stale na narzędzia skrawające, stale żarowytrzymałe.

Stale stopowe charakteryzują się dobrą odpornością na korozję spowodowaną głównie obecnością chromu, oraz polepszonymi własnościami mechanicznymi, typowymi dla stali martenzytycznych. Istnieje duża rozpiętość gatunków nierdzewnych stali martenzytycznych o bardzo różnych składach i własnościach. Spośród najpopularniejszych z licznych odmian można wymienić: gatunki chromowo-węglowe nie zawierające niklu, ich korzystnymi cechami są wytrzymałość, odporność na korozję i szeroki zakres zastosowań; gatunki z 16% zawartością chromu, zawierające ponadto nikiel, ich korzystną cechą jest dobra odporność na korozję, a nikiel umożliwia uzyskanie struktury martenzytycznej przed hartowaniem; gatunki do ulepszania cieplnego, które posiadają znakomitą odporność na korozję przy jednoczesnych bardzo dobrych właściwościach mechanicznych; gatunki z 12% chromu wzbogacone dodaniem takich składników jak wanad, molibden, wolfram, krzem, niob, tytan, itp, celem tych składników jest udoskonalenie jednej właściwości, zależności od zastosowań materiału, takiej jak odporność na ciepło, pełzanie, udarność, odporność na korozję...

U wszystkich tych gatunków, struktura produktu końcowego i ich własności mechaniczne istotnie zależą od obróbki termicznej. Obecnie stosuje się trzy etapy obróbki: hartowanie, odpuszczanie i wyżarzanie zmiękczające.

179 128

Hartowanie ma na celu uzyskanie stali o strukturze martenzytycznej i bardzo dużej wytrzymałości.

Odpuszczanie umożliwia zwiększenie plastyczności, która jest znacznie zmniejszona po hartowaniu, a wyżarzanie zmiękczające umożliwia uzyskanie metalu, który może być poddawany wyrafinowanym operacjom technologicznym, takimjak różne rodzaje obróbki i formowania.

Wszystkie te procesy wykonuje się w zależności od składu gatunkowego doboru temperatury odpuszczania, czasu trwania odpuszczania, rodzaju schładzania.

Martenzytyczne stale nierdzewne są trudne do obrabiania. Liczne powody wyjaśniają ten stan rzeczy.

Z powodu dużej twardości występuje mechaniczne zużywanie się narzędzi, które poddawane są bardzo dużemu oporowi skrawania, mogącemu przekroczyć ich granicę wytrzymałości na pękanie.

Ponadto zwiększone siły tarcia w połączeniu z niewielka przewodnościąciepbiąmogąspowodować wytworzenie wysokich temperatur na styku narzędzie/materiał, co może powodować zmęczenie termiczne i rozpad przez dyfuzję.

Z drugiej strony rozdrobnienie wiórów powstających przy skrawaniu jest znacznie zmniejszone.

W końcu, obecność twardych tlenków, takich jak tlenek aluminium lub chromu, jest czynnikiem zwiększającym zużycie narzędzi skrawających.

Zużywanie się narzędzi ma więc różne przyczyny w przypadku stali martenzytycznych (zwiększona twardość, duże tarcia) i stali austenitycznych (podatność na umocnienia, zła przewodność termiczna, utrudnione rozdrabnianie wiórów przy skrawaniu).

Liczne sposoby są stosowane w celu poprawienia obrabialności, lecz wszystkie mają niedogodności.

Dodawanie siarki, która tworzy wraz z magnezem siarczki, czasami zastępuje chrom, zmniejsza odporność na korozję, podatność na odkształcenia na ciepło i na zimno, zgrzewalność, podczas gdy właściwości mechaniczne ulegają poprawie.

Dodawanie selenu służy do dopełnienia siarki i ma na celu sferodyzację siarczków, w wyniku czego polepszają się charakterystyki mechaniczne. Składniki te są jednak bardzo drogie i wysoce toksyczne.

Dodawanie telluru również umożliwia sferodyzację siarczków, powoduje więc zmniejszenie anizotropii stali, w szczególności zmniejszenie niejednorodności jej właściwości mechanicznych. Poprawia również obrabialność, lecz posiada tę wadę, że zmniejsza przydatność na obróbkę na gorąco. Z tego powodu, stosowanie telluru jest ograniczone.

Dodawany jest ołów, który jako nierozpuszczalny, w stali pojawia się w postaci wtrąceń sferycznych, lecz niekorzystną cechąjest jego toksyczność i zmniejszenie kowalności.

Znana jest z opisu FR-A-2 648 477, stal austenityczna zasiarczona o polepszonej obrabialności zawierająca w swym składzie wagowym odpowiednie proporcje wapnia do tlenu, co poprawia obrabialność.

Ponadto, dobrze wiadome jest, że austenityczne stale nierdzewne są trudne do obróbki, w dużej części z powodu ich słabej przewodności cieplnej, co powoduje złe odprowadzanie wytworzonego ciepła przy ostrzu narzędzia skrawającego, wynikiem czego jest szybkie zużycie narzędzia i silne zmniejszenie podatności na umocnienia, które powodują lokalne powstawanie strefo zwiększonej twardości.

W czasie obróbki stali, z powodu zwiększonych temperatur skrawania, te wytrącenia odgrywaja rolę smarujacąna styku narzędzie skrawające - obrabiana stal, co prowadzi do zmniejszonego zużycia narzędzi skrawających i lepszej gładkości powierzchni obrabianych elementów.

Ponadto w dziedzinie obróbki, stale austenityczne nie wymagająintesywnej obróbki termicznej mającej na celu modyfikacje własności chemiczno fizycznych stali i wtrąceń.

Stale martenzytyczne są hartowane, a ich własnością ma być duża twardość. Z tego powodu, problem utrudnionej obrobki nie jest całkowicie rozwiązany.

179 128

Wynalazek ma na celu zmniejszenie trudności występujących przy obróbce stali martenzytycznych przy jednoczesnym zachowaniu ich plastyczności i kowalności na gorąco i na zimno, ich właściwości mechanicznych oraz ich szczególnych cech związanych z obróbką termiczną.

Nierdzewna stal martenzytyczna o dobrej obrabialności zawierająca węgiel, krzem, mangan, chrom, siarkę, wapń, tlen i żelazo, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera wagowo węgiel -1,2%, krzem - max. 2%, mangan - max. 2%, nikiel - max. 6%, molibden - max. 3%, wolfram-max.4%,kobalt-max.4,5%,niob-max 1%,tytan-max. 1%, tantal-max l%,cyrkonmax 1%,wanad-max 1%, chrom-w przedziale 10,5%-19%, siarkę-max. 0,55%, wapń-powyżej 32x10‘⁴%, tlen - 70x10-4%, stosunek zawartości wapnia do zawartości tlenu Ca/O zawiera się w przedziale 0,2 - 0,6, resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia.

W innym wykonaniu stal zawiera siarkę w ilości wagowo max. 0,035%.

Jeszcze w innym wykonaniu stal zawiera siarkę w ilości wagowo w przedziale 0,15-0,45%.

W innym wariancie wynalazku nierdzewna stal martenzytyczna o dobrej obrabialności zawierająca węgiel, krzem, mangan, chrom, siarkę, wapń, tlen i żelazo, charakteryzuje się tym, że zawiera wagowo węgiel -1,2%, krzem - max. 2%, mangan - max. 2%, nikiel w przedziale 2% 6%„ chrom - w przedziale 10,5%-19%, miedź w przedziale 1%-5%, siarkę-max 0,55%, wapńpowyżej 32x10'4%, tlen - 70x10'4%, stosunek zawartości wapnia do zawartości tlenu Ca/O zawiera się w przedziale 0,2 - 0,6, resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia.

Przykład wprowadzania niektórych składników do stali według wynalazku oraz właściwości niektórych narzędzi wykonanych z tej stali pokazano na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia w postaci diagramu potrójnego SiO2-CaO-Al₂O₃ skład tlenków wprowadzonych do stali zgodnie z wynalazkiem, fig. 2 - krzywe ukazujące zużywanie się narzędzia dla różnych przedstawionych przykładów.

Stale martenzytyczne mają skład i przede wszystkim strukturę całkowicie inną w stosunku do innych stali, na przykład austenitycznych. Zachowanie się stali martenzytycznej podczas obróbki jest związane z pewnymi specyficznymi problemami.

Modyfikacja składu stali martenzytycznych nie umożliwia jednak z całkowitą pewnością zachowania lub poprawy ich właściwości.

Stale martenzytyczne są hartowane i ich cechą charakterystyczną jest duża twardość.

Te stale są metalurgicznie bardzo różne od stali austenitycznych. Z jednej strony mogąbyć poddawane hartowaniu, a struktura krystaliczna uzyskana po ochłodzeniu nie jest porównywalna ze strukturą austenityczną.

Z drugiej strony, wytapianie stali martenzytycznych różni się w wielu punktach od wytapiania stali austenitycznych.

W szczególności, w przypadku stali martenzytycznych liczne są obróbki termiczne, nadające metalowi właściwości zgodnie z zastosowaniem. Hartowanie (szybkie ochładzanie począwszy od pewnej wysokiej temperatury wyższej od temperatury Ms z początku transformacji martenzytycznej, która zależy od składu stali) umożliwia uzyskanie, począwszy od struktury austenitycznej na gorąco, struktury martenzytycznej. Generalnie później następuje odpuszczanie (utrzymanie średniej temperatury w zależności od stali), które umożliwia zwiększenie plastyczności, która jest bardzo słaba po hartowaniu.

Pewne gatunki stali są poddawane wyżarzaniu zmiękczającemu. Jest ono stosowane gdy metal powienien wytrzymywać wyrafinowane operacje technologiczne, takie jak pewne rodzaje obróbki lub formowania. Struktura metalu nie jest wówczas dalej strukturą martenzytycznąlecz strukturą ferrystyczną z węglikami chromu na poziomie granic ziaren.

Jednakże, po odpowiednich obróbkach termicznych stal odzyskuje swą strukturę martenzytyczną i odpowiednie właściwości mechaniczne.

W końcu skład chemiczny stali martenzytycznych bardzo różni się od składu stali austenitycznych, co przejawia się częściowo przez wymaganie odpowiednio wysokiej temperatury Ms niezbędnej do rozpoczęcia transformacji martenzytycznej. Stale zawierają niewiele niklu (poniżej 6%), a zawartości chromu sątakie jak dla stali nierdzewnych (od 11 do 19% chromu).

179 128

Zgodnie z wynalazkiem stal martenzytyczna charakteryzuje się następującym składem wagowym: węgiel -1,2%, krzem - max. 2%, mangan - max. 2%, nikiel - max. 6%, molibden max. 3%, wolfram-max. 4%, kobalt- max. 4,5%, niob-max 1%, tytan-max. 1%, tantal

- max 1%, cyrkon - max 1%, wanad - max 1%, chrom - w przedziale 10,5% -19%, siarka - max. 0,4%, wapń powyżej 32x10-4%, tlen - 70x10-4%, resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, stosunek zawartości wapnia do zawartości tlenu Ca/O zawiera się w przedziale 0,2

- 0,6, wspomniana stal jest poddawana przynajmniej hartowaniu w celu nabrania struktury martenzytycznej.

Niezgodnie z intuicją wprowadzając tlenki plastyczne do składu martenzytycznego, takie jak glinokrzemian tlenkowapniowy typu anortytu i/lub pseudowolastonitu i/lub gelenitu przedstawione w diagramie trójkątnym na fig. 1, zachowuje się główne właściwości stali martenzytycznej po obróbkach cieplnych jakim poddawana jest omawiana stal, bez pogorszenia właściwości mechanicznych, przy istotnej poprawie obrabialności.

Wtrącenia plastycznych tlenków majądodatni wpływ nie tylko na obrabialność, ponieważ wpływają na otaczającąje strukturę.

Zaskoczeniem jest to, że w otoczeniu struktury tak różnej jak struktura stali martenzytycznych, tlenki te wywierają, korzystny wpływ na obrabialność.

Ponadto, nie jest oczywiste, że z powodu różnych metod wytopu uzyska się w stali ten sam typ wtrąceń.

Szczególnie zaskakującejest to, że obróbka termiczna nie zmienia nic w naturze wtrąceń.

Nie stosuje się, lub przynajmniej nie w sposób znaczący modyfikacji składu analitycznego wtrąceń, między innymi przez dyfuzję w stanie stałym w czasie obróbek termicznych, którym poddawane są stale martenzytyczne.

Problemy z obróbką stali martenzytycznych są poza tym całkowicie różne od problemów związanych z obróbką stali austenitycznych. W przeciwieństwie do stali austenitycznych, stale te nie sąpodatne na umocnienia, a przewodzenie przez nie ciepła nie jest aż tak złe, a głównym problemem stali martenzytycznych w czasie obróbki jest ich twardość.

Nic nie pozwalało przypuszczać, że identyczne wtrącenia mogą mieć dodatni wpływ, ponieważ problemy obróbki miały zupełnie inne przyczyny.

Okazało się, że podczas obróbki stali martenzytycznych plastyczne tlenki, w temperaturze obróbki stali, są wystarczająco rozgrzane by tworzyć warstwę smarujacą trwale regenerowną przez wtrącanie tlenków obecnych w metalu. Ta warstwa smarująca umożliwia zmniejszenie tarcia materiału o narzędzie. Okazuje się, że efekt dużego obciążenia spowodowanego dużątwardością materiału zmniejsza się.

Przetestowano dwie rodziny stali martenzytycznych, jedna zawiera w swym składzie wagowym od 0,15 do 0,45% siarki, a druga zawiera w swym składzie wagowym mniej niż 0,35% siarki.

Zauważono, że obecność plastycznych tlenków w stali nie zmienia odporności na korozje, bądź przez nakłucia, bądź przez wgłębienia, jak również dzięki składowi na bazie siarki, takiemu jak w składzie zasiarczonym.

Generalnie, zysk dotyczy obrabialności nie wiąże się w żadnym przypadku z pogorszeniem właściwości takich jak kowalność lub plastyczność na zimo lub na gorąco.

Zauważono również, że wprowadzone tlenki zachowują swe właściwości niezależnie od wykonywanej obróbki cieplnej.

Zgodnie z wynalazkiem, wprowadzenie plastycznych tlenków odbywa się bez brania pod uwagę zawartości dodawanego tlenku azotu, której zmniejszenie, jak zauważono, powoduje pogorszenie właściwości mechanicznych.

Wynalazek dotyczy również stali martenzytycznej, w której do jej składu wagowego dodano od 2 do 6% niklu i od 1 do 5% miedzi, oraz ponadto poniżej 3% molibdenu.

Nikiel jest niezbędny w stalach zawierajacych więcej niż 16% chromu w celu uzyskania, po zahartowaniu, struktury martenzytycznej.

179 128

W gatunku z utwardzeniem strukturalnym nikiel, poza swą rolą poprzednio opisaną (zmniejszenie ilości ferrytu delta), będzie również formował wraz z miedzią fazę „Ni₃Cu”, która będzie utwardzać metal. Utwardzanie nie jest uzyskiwane jedynie dzięki węglowi, którego rola jest wówczas względnie niewielka.

Miedź umożliwia w połączeniu z metalem uzyskanie utwardzenia strukturalnego i w związku z tym polepszenia właściwości mechanicznych.

Molibden poprawia odporność na korozję i ma korzystny wpływ na twardość po odpuszczeniu i poprawia jednocześnie udarność.

Nierdzewna stal martenzytyczna o dobrej obrabialności w innym wariancie wynalazku może zawierać również składniki stabilizujące wybrane spośród wolframu, kobaltu, niobu, tytanu, tantalu, cyrkonu w następujących proporcjach wagowych:

wolfram - max. 4%, kobalt - max. 4,5%, niob - max. 1 %, tytan - max. 1 %, tantal - max. 1 %, cyrkon - max. 1 %, przy zachowaniu swoich podstawowych składników takich jak węgiel -1,2%, krzem - max. 2%, mangan - max. 2%, nikiel - max. 6%, molibden - max. 3%, wolfram - max. 4%, kobalt - max. 4,5%, niob - max 1%, tytan - max. 1%, cyrkon - max 1%, wanad - max 1%, chrom w przedziale 10,5% -19%, siarka - max. 0,4%, wapń powyżej 32x10'⁴%, tlen - 70x10-4%, resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stosunek zawartości wapnia do zawartości tlenu Ca/O zawiera się w przedziale 0,2 - 0,6.

W pierwszym przykładzie stal martenzytyczna A ma następujący skład:

	C	Si	Mn	Cr	Mo	S	P	N
STAL A	0,205	0,462	0,52	12,34	0,041	0,024	0,022	0,046

do której wprowadzone jest:

Ca = 30x10-4%

O = 129x10-4% a stosunek zawartości wapnia do zawartości tlenu Ca/O jest równy 0,22.

W tym przykładzie stal A zawiera, w postaci resztkowej, mniej niż 0,5% niklu i mniej niż

0,2% miedzi.

Ta stal została porównana z dwiema stalami odniesienia, których składy są następujące:

	C	Si	Mn	Ni	Cr	Mo	Cu	S	P	N
REF.1	0,184	0,359	0,530	0,180	12,63	0,135	0,084	0,022	0,018	0,056
REF. 2	0,194	0,364	0,731	0,313	12,77	0,093	0.088	0,002	0,017	0.049

Te trzy stale poddano testom obrabiania przez toczenie.

Toczenie jest wykonywane za pomocą płytek węglikowych, test jest opisany przez współczynnik Vb 30/0,3 i polega na wyznaczeniu prędkości, dla której zużycie w wartościach ostrza skrawania wynosi 0,3 mm po 30 min. obróbki ijednocześnie, dla płytek powleczonych węglikiem, test określany jest przez współczynnik Vb 15/0,15 i polega na wyznaczeniu prędkości dla jakiej zużycie w wartościach ostrza skrawania wynosi 0,15 mm po 15 min. obróbki.

Można stwierdzić na podstawie poniższej tabeli 1, że właściwości mechaniczne pozostają zupełnie niezmienione poprzez wprowadzenie wtrąceń w postaci plastycznych tlenków dla obu obróbek termicznych: „zmiękczanie” tzn. hartowanie w oleju przy temperaturze 950°C, utrzymywanie w temperaturze 820°C przez cztery godziny, powolne ochładzanie do temperatury 650°C, następnie ochłodzenie w powietrzu i „obróbka” tzn. hartowanie w temperaturze 950°C, odpuszczanie do 640°C i ochładzanie w powietrzu.

17!) 128

TABELA 1

	GATUNEK	OBRÓBKA TERMICZNA	Rm Mpa	Rp0,2 Mpa	A%	Z%	TWARDOŚĆ HRB/HRC
WYNALAZEK	A	ZMIĘKCZONA	535	282	29	82
REF	2	ZMIĘKCZONA	544	296	29,2	64,1	82,3 HRB
REF	1	ZMIĘKCZONA	544	280	28,6	60,6	80,6 HRB
WYNALAZEK	A	PO OBRÓBCE	858	737	14	51
REF	2	PO OBRÓBCE	967	873	12	52,6	29,1 HRC
REF	1	PO OBRÓBCE	899	754	15,5	55,8	27,3 HRC

Testy wykazały, że stale zwane „obrobionymi” obrabiają się lepiej niż stale zmiękczone. W innym przykładzie zastosowania wynalazku, stal martenzytyczna według wynalazku posiada następujący skład wagowy:

	C	Si	Mn	Cr	Mo	S	P	N	Ca	O	Ca/O
STALB	0,196	0,444	0,555	12,10	0.073	0,0263	0,019	0,053	41x10-4	99x10-4	0,41

W tym przykładzie stal B zawiera w postaci resztkowej mniej niż 0,5% niklu i mniej niż 0,2% miedzi.

Ta stal została porównana ze standardową stalą odniesienia nie mającą w swym składzie plastycznych tlenków, której skład jest następujący:

	C	Si	Mn	Ni	Cr	Mo	Cu	S	P	N	Ca	O	Ca/O
REF. 3	0,214	0,344	0,564	0,354	12,32	0,097	0,106	0,261	0,017	0,054		45x10-⁴

Można zauważyć w poniższej tabeli 2, że porównując własności mechaniczne stali odniesienia 3 i stali B według wynalazku można stwierdzić, że nie ma znacznych różnic, tak w przypadku stanu zmiękczonego jak i obrobionego.

TABELA 2

	REF. 3	STALB
	ZMI ĘKCZONA	PO OBRÓBCE	ZMIĘKCZONA	PO OBRÓBCE
Rm (Mpa)	559	803	566	787
Rp0,2 (Mpa)	418	636	408	600
A%	29	18,7	29	19
Z%	67,5	60,5	67	63

Poniższa tabela 3 przedstawia własności charakterystyczne testów obróbki i pokazuje, że stale obrabiane według wynalazku prezentują poprawę obrabialności o 25 - 30%.

TABELA 3

STAN METALURGICZNY	PO OBRÓBCE	ZMIĘKCZONA
test:	Vb 30/0,3 (m.min.)	Vb 15/0, 15 (m/min.)	Vb 30/0,3 (m/min.)	Vb 15/0,15 (m/min.)
1	2	3	4	5
Stal ref. 1	195	250	-	-

179 128

Tabela 3 (ciąg dalszy)

1	2	3	4	5
Stal ref. 2	150	205	-	-
Stal ref. 3	230	250	200	229
Stal A	250	-	-	-
Stal B	250	290	-	-

W trzecim przykładzie zastosowania dwie stale martenzytyczne C i D mają następujące składy:

	C	Si	Mn	Ni	Cr	Mo	Cu	P	N	Nb	Sx10	Cax1O’⁴	Sx104
STALC	0,018	0,443	0,852	4,517	15,2	0,005	3,189	0,01	0,018	0,202	110	65	132
STALD	0,012	0,448	0,818	3,739	15,37	0,005	3,236	0,01	0,021	0,192	233	70	157

Stale C i D zostały porównane ze stalami odniesienia nie zawierającymi plastycznych tlenków, mającymi następujące składy wagowe:

	C	Si	Mn	Ni	Cr	Mo	Cu	P	N	Nb	S x10	Ca x10-4	O x10'⁴
Ref.4	0.011	0,45	0,815	4,548	15,26	0.006	3,245	0,011	0,017	0,182	270	<5	138
Ref. 5	0,013	0,405	0,878	4,509	15,26	0,006	3,228	0,011	0,016	0,202	110	<5	48

Te stale odniesienia posiadają w swym składzie miedź i nikiel, i należą do gatunków utwardzających się strukturalnie.

Trzy stany metalurgiczne odpowiadające różnym obróbkom termicznym są obecnie rozróżniane: stan zahartowany: hartowanie olejowe w temperaturze 1050°C, następnie odpuszczanie do 250°C. Rm wynosi około 1000 MPa, stan dojrzały, w którym metal osiaga swą maksymalną twardość: hartowanie przy 1050°C, następnie odpuszczanie do około 450°C. Rm wynosi około 1400 MPa;

- stan zmiękczoęy:hartowante przy 1050° C, odpuszczaniedookoło 7^0°C przez c^l^<^>ło cztery godziny, drugie odpuszczanie do około 620°C. Rm wynosi około 900 MPa.

Szczególną cechą tego typu gatunków jest to, że nie występuje u nich wahanie wymiarów następujace po obróbce termicznej. Gatunki te mogą być więc najpierw obrabiane mechanicznie, a potem termicznie.

Stal D według wynalazku została przetworzona obróbką w stanie zahartowanym. To znaczy, że została poddana zahartowaniu w oleju w temperaturze 1050°C. Okazało się, co przedstawiają krzywe na fig. 2, że obecność plastycznych tlenków znacznie poprawia zbrabialność, co krzywe przedstawiąjąjake zmniejszenie zużycia narzędzi. To zużycie przechodzi w efekcie od 0,15 mm po 15 min. obróbki z prędkością 190 m/mn,, z posuwem 0,15 mm/obrót, głębokością skrawania -1,5 mm dla stali odniesienia 4, do zużycia 0,125 dla stali D.

Stal D według wynalazku umożliwiła uzyskanie w stanie zmiękczonym prędkości skrawania 240 m/min., podczas gdy stal odniesienia 5 umożliwiła uzyskanie prędkości skrawania 210 m/min. Zanotowany zysk wynosi 20%.

Na podstawie przedstawionych różnych przykładów zastosowania oczywiste jest, że stale martezzytyccze zawierające w swym składzie tlenki plastyczne mają poprawioną obrablalzzść, a tlenki te nie pogarszają innych własności wspomnianych stali.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Nierdzewna stal martenzytyczna o dobrej obrabialności zawierająca węgiel, krzem, mangan, chrom, siarkę, wapń, tlen i żelazo, znamienna tym, że zawiera wagowo węgiel -1,2%, krzem - max. 2%, mangan - max. 2%, nikiel - max. 6%, molibden - max. 3%, wolfram - max. 4%, kobalt - max. 4,5%, niob - max 1%, tytan - max. 1%, tantal - max 1%, cyrkon - max 1%, wanad max 1%, chrom - w przedziale 10,5% -19%, siarkę - max. 0,55%, wapń - powyżej 32x10-4%, tlen - 70x10-4%, stosunek zawartości wapnia do zawartości tlenu Ca/O zawiera się w przedziale 0,2 - 0,6, resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia.

2. Stal według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera siarkę w ilości wagowo max. 0,035%.

3. Stal według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera siarkę w ilości wagowo w przedziale 0,15-0,45%.

4. Nierdzewna stal martenzytyczna o dobrej obrabialności zawierająca węgiel, krzem, mangan, chrom, siarkę, wapń, tlen i żelazo, znamienna tym, że zawiera wagowo węgiel -1,2%, krzem - max. 2%, mangan - max. 2%, nikiel w przedziale 2% - 6%, chrom - w przedziale 10,5% -19%, miedź w przedziale 1% - 5%, siarkę - max 0,55%, wapń - powyżej 32x10'⁴%, tlen

- 70x10-4%, stosunek zawartości wapnia do zawartości tlenu Ca/O zawiera się w przedziale 0,2

- 0,6, resztę stanowi żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia.