PL30117B1 - - Google Patents

Description

Uh M|lfe Wynalazek niniejszy dotyczy stali sto¬ powej, dajacej sie hartowac do budowy martenzytowej i nadajacej sie szczególnie do wyrobu odpornych na nagryzanie przed¬ miotów hartowanych, a zwlaszcza narzedzi tnacych.Odjporne na nagryzanie stale chromowe, dajace sie hartowac do budowy martenzy¬ towej, posiadaja sklad zawarty mniej wie¬ cej w granicach nastepujacych: wegla 0,2 — 2,5°/o chromu 8 —22% zelaza najwyzej okolo 90%.Ze wzgledu na odpornosc na nagryza¬ nie dolna granica zawartosci chromu we wszystkich tych stalach wynosi okolo 12%.Przy mniejszych wymaganiach co do od¬ pornosci na nagryzanie mozna takze stoso¬ wac nieco mniejsze zawartosci chromu.Górna granica zawartosci chromu ze wzgledu na hartownosc stali wynosi okolo 20%.Zawartosc wegla, najkorzystniejsza do róizny;ch zastosowan, jest okreslona zadana twardoscia po hartowaniu oraz innymi wlasciwosciami ostrza narzedzia. Twar¬ dosc wzrasta wraz ze wzrastajaca zawar¬ toscia wegla, lecz równoczesnie zwiekszaja sie takze i trudnosci ksztaltowania i obrób¬ ki na goraco i na zimno. Jesli stal stosuje sie do wyrobu narzedzi o cienkfrn ostrzu tnacym i o duzej trwalosci, to konieczna jest zawartosc wegla wynoszaca przynaj¬ mniej 0,5%, a najlepiej 0,7%. Przy zwi^k-szeijiu zawartosci wegla otrzymuje sie lep¬ sze dzialanie tnace, ale ze wzgledu na tru¬ dnosci obrabiania takiej stali przez walco¬ wanie i wyciaganie na zimno, jak i ze wzgledu na trudnosc doprowadzania wegli¬ ków do odpowiedniego rozdzielenia w ma¬ sie stali, nie nalezy stosowac wiekszych za¬ wartosci wegla niz okolo 1,35%. Lepsze dzialanie tnace, osiagane przy zwiekszonej zawartosci wegla, tlumaczy sie zwieksze¬ niem zawartosci weglików, które sa twar¬ de i odporniejsze na scieranie. Zwiekszona zawartosc weglików pogarsza jednak od¬ pornosc stali na nagryzanie, poniewaz zna¬ czna czesc chromu wystepuje w postaci we¬ glików, wskutek czego zawartosc chromu w roztworze stalym zmniejsza sie.Wedlug znanego wykresu równowagi stopu zelazo -i chrom - wegiel (porównac np. czasopismo Arch. Eisenhiittenwes., 9, 607 — 617, 1935/36) w obrebie wchodzacego w danym przypadku w gre zakresu stezen moga istniec dwa wegliki, a mianowicie we¬ glik w postaci trygonalnej o wzorze (Cr.,Fe)-C.z i weglik szescienny o wzorze (Cr,Fe)AC lub tez (Cr,Fe)2nC{,. W tempe¬ raturach powyzej okolo 800° w równowa¬ dze moze istniec tylko weglik trygonalny, w temperaturach zas ponizej okolo 800° o- prócz weglika trygonalnego wystepuje rów¬ niez weglik szescienny.Mozna stad wyciagnac wniosek, ze je¬ dnej i tej samej zawartosci wegla odpowia¬ da 1,6 do 1,8 razy wieksza zawartosc wa¬ gowa weglików, gdy wystepuja one w po¬ staci 'szesciennej, niz gdy wystepuja one w postaci trygonalnej. Z drugiej strony obe¬ cnosc duzej ilosci weglika szesciennego po¬ woduje zmniejszenie zawartosci chromu w roztworze stalym, wskutek czego zmniej¬ sza sie odpornosc stopu na nagryzanie.Wedlug wynalazku niniejszego wieksza czesc weglików moze byc otrzymana w po¬ staci szesciennej dzieki temu, ze do stali chromowej, zawierajacej 0,2 — 1,35% we¬ gla i 8 — 22% chromu, dodaje sie molib¬ denu, kobaltu i miedzi. Stosownie do tego stal wedlug wynalazku jest zasadniczo zna¬ mienna tym, ze oprócz chromu, wegla oraz zwyklych ilosci skladników ubocznych, za¬ wartych w stali technicznej, a mianowicie manganu, krzemu, fosforu i siarki, zawie¬ ra molibden, kobalt i miedz w ilosci powy¬ zej 0,2% kazdego zutych metali, a razem od 0,6% do 15% wagowych. Molibden mo¬ ze byc przy tym calkowicie lub czesciowo zastapiony wolframem.Próby wykazaly, ze odpornosc na na¬ gryzanie stali stopowej wedlug wynalazku nie pogarsza sie, lecz odwrotnie polepsza, i to zarówno w stanie wyzarzonym, jak i przede wszystkim w stanie zahartowanym.To podwójne dzialante, spowodowane przez dodanie molibdenu, kobaltu i miedzi, jest nieoczekiwane, gdyz dodatek kazdej z tych substancji z osobna nie powoduje zadnego praktycznie dostrzegalnego odchylenia od wykresu równowagi stopu zelazo . chrom - wegiel.Poza zwiekszeniem odpornosci na na¬ gryzanie dodatek ten powoduje zwieksze¬ nie ilosci weglików przy danej zawartosci wegla, wskutek czego zwieksza sie twar¬ dosc stopu i jego odpornosc na zuzycie w stanie zahartowanym. Oprócz tego okazalo sie, ze wystepujacy w tych okolicznosciach zespolony weglik szescienny moze byc o- trzymanyf w stanie drobno rozdzielonym.Poniewaz wegliki chromu sa szczególnie odporne na nagryzanie, wiec otrzymuje sie je jako nierozpuszczona pozostalosc, gdy wyzarzona stal rozpuszcza sie, np. w roz¬ cienczonym kwasie solnym. Rozpuszczanie to przeprowadza sie celowo w atmosferze dwutlenku wegla w celu uniemozliwienia utleniania weglików tlenem powietrza. W wyniku licznych prób ustalono, ze w stali chromowej o zawartosci okolo 1% wegla i 13 — 14% chromu, lecz bez innych spe¬ cjalnych dodatków, zawartosc weglików wynosi 7 — 8% wagowych. Dalszy doda¬ tek niewielkich ilosci manganu, kobaltu i — 2 —miedzi nie zmienia znacznie zawartosci we¬ glików. Pewne zwiekszenie zawaxtosci we¬ glików osiaga sie przez dodanie wolframu lub molibdenu. Jesli jednak wedlug wyna¬ lazku niniejszego zastosuje sie dodanie mo¬ libdenu, kobaltu i miedzi w ilosci np. okolo 1% z kazdego z tych metali, to zawartosc weglików w stali wzrasta do 18—19%. To zwiekszenie zawartosci weglików jest nie¬ oczekiwane, gdyz dodatek samego tylko ko¬ baltu lub miedzi nie zwieksza zawartosci weglików.Rentgenograficzne badanie weglików dalo wynik nastepujacy. W stali chromo¬ wej tego rodzaju bez specjalnych dodatków wegliki skladaly sie w przyblizeniu z ta- Znacznie wieksza zawartosc zelaza i mniejsza zawartosc chromu w weglikach zlozonej stali stopowej wedlug wynalazku powinna powodowac mniejsza elektroli¬ tyczna róznice potencjalów miedzy wegli¬ kiem i roztworem stalym niz w zwyklej stali chromowej. Analiza pierwotnej stali wykazala w tym przypadku sklad nastepu¬ jacy: wegla manganu krzemu chromu molibdenu kobaltu miedzi l,02o/o 0,41% 0,19o/o 12,9o/o 0,95o/o l,49o/o l,00o/o Analiza weglików tej stali odpowiada wzorowi (Cr, Fe, Mn, Co) O kich samych ilosci weglika trygonalnego i weglika szesciennego, a wiec zgodnie z wy¬ kresem równowagi. Natomiast, jak okaza¬ lo sie, w stali chromowej z dodatkiem mo¬ libdenu - kobaltu i miedzi wegliki skladaly sie praktycznie biorac wylacznie z weglika szesciennego, chociaz stal te wyzarzano przez dluzszy czas w okolo 860°C, tj. w za¬ kresie temperatur, w którym wedlug zna¬ nych wykresów równowagi ma byc obecny jedynie weglik trygonalny.Duza odpornosc na nagryzanie, jaka po¬ siada stal zawierajaca dodatek molibdenu- kobaltu i miedzi, moze byc czesciowo wyja¬ sniona przez wyniki analizy pozostalosci weglikowych. to jest wartosci, która po uwzgled¬ nieniu mozliwej dokladnosci nadzwyczaj dobrze odpowiada teoretycznemu wzorowi (Cr, Fe)2JJQ weglika szesciennego, a po¬ nadto zgadza sie z wynikami badania rent- genograficznego. Nalezy zauwazyc, ze do¬ datek miedzi ma zasadniczy wplyw zarów¬ no na zwiekszenie odpornosci na nagryza¬ nie, jak i na wystepowanie zadanego we¬ glika szesciennego.Co sie tyczy zawartosci manganu, to nalezy wspomniec, ze w stalach wedlug wy¬ nalazku winna byc ona mniejsza niz 0,65%, gdyz w ten sposób przy zastosowanym po¬ laczeniu stopowym mozna osiagnac wiek¬ sza twardosc przy hartowaniu niz w przy¬ padku wiekszej zawartosci manganu.Stal stopowa, szczególnie nadajaca sie do wyrobu hartowanych delikatnych narze¬ dzi tnacych, jak np. ostrzy do golenia i przyrzadów chirurgicznych, posiada sklad nastepujacy: %C %Fe %Cr Wegliki ze stali chromowej • z dodatkiem Mo — Co — Cu 5,64 40,7 47,3 Wegliki ze stali chromowej bez specjalnych dodatków 8,20 26,5 63,4. — 3 -wegla chromu molibdenu kobaltu miedzi 0,7 — l,35 10 —18% 0,2 — 2«/o 0,2 — 2 0,2 — 2»/o.Do szczególnych zastosowan moze byc pozadana pewna zmiana mechanicznych i innych wlasciwosci stopu przez dodanie je¬ szcze innych substancji poza dodatkiem mo¬ libdenu, kobaltu i miedzi. Stal wedlug wy¬ nalazku moze zatem zawierac wiecej niz 0,05%, a .co najwyzej 5% jednego lub kil¬ ku nastepujacych pierwiastków: berylu, boru, glinu, tytanu, wanadu, arsenu, sele¬ nu, cyrkonu, niobu, cyny, antymonu, tan¬ talu, uranu. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Stal stopowa, zwlaszcza do wyrobu odpornych na nagryzanie przedmiotów har- gla, 8 — 22% chromu i 60 — 90% zelaza towanych, zawierajaca 0,2 — 1,35% we- oprócz normalnych ilosci skladników, za¬ wartych w stali technicznej, a mianowicie manganu, krzemu, fosforu i siarki, zna¬ mienna tym, ze zawiera ponadto molibden, kobalt i miedz w ilosciach przynajmniej po 0,2%, a razem od 0,6% do 15% wago¬ wych, przy czym molibden moze byc calko¬ wicie lub czesciowo zastapiony wolframem.
2. 2. Stal wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera 0,7 — 1,35% wegla, 10 — 18% chromu, 0,2 — 2% molibdenu, 0,2 — 2Vo kobaltu i 0,2 — 2% miedzi
3. 3. Stal wedlug zastrz, 1 i 2, znamienna tym, ze zawiera od 0,05 do 5% jednego lub kilku nastepujacych dodatków stopowych: berylu, boru, glinu, tytanu, wanadu, arse¬ nu, selenu, cyrkonu, niobu, cyny, antymo¬ nu, tantalu, uranu. Sandvikens Jernverks Aktiebolag Zastepca: inz. J. Wyganowski rzecznik patentowy DRUK. M. ARCT. CZERNIAKOWSKA 225 PL