RU2025531C1

RU2025531C1 - High-speed steel

Info

Publication number: RU2025531C1
Authority: RU
Inventors: Виктор Михайлович Кардонский; Андрей Владимирович Омельченко
Original assignee: Виктор Михайлович Кардонский; Андрей Владимирович Омельченко
Priority date: 1991-07-03
Filing date: 1991-07-03
Publication date: 1994-12-30

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: steel is alloyed with aluminium and nitrogen and is of the following content (per cent by weight): 0.01 to 0.1 carbon, 12 to 22 nickel, 5 to 13 tungsten, 0.01 to 3 molybdenum, 0.01 to 3 titanium, 0.01 to 10 cobalt, 0.01 to 3 aluminium, 0.3 to 2 nitrogen, the balance being iron. The steel is of 66 to 72 HRC hardness. Bending strength exceeds 1700 H/mm². EFFECT: increased hardness of the steel, with keeping up high bending strength. 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к сталям, используемым для изготовления режущего инструмента. The invention relates to metallurgy, and more particularly to steels used for the manufacture of cutting tools.

Известен твердый сплав ВК4 [1], содержащий 96% карбида вольфрама и 4% кобальта. Known hard alloy VK4 [1] containing 96% tungsten carbide and 4% cobalt.

Его недостатком является низкая прочность на изгиб (1519 Н/мм²). Этот недостаток характерен для всех твердых сплавов этого класса [1], которые используются как материал режущего инструмента.Its disadvantage is the low bending strength (1519 N / mm ² ). This disadvantage is characteristic of all hard alloys of this class [1], which are used as the material of the cutting tool.

Наиболее близкой по составу к изобретению является взятая за прототип мартенситностареющая сталь [2], содержащая, мас.%: Углерод До 0,03 Никель 13-18 Вольфрам 7-13 Молибден 0,1-3 Титан 0,1-2 Кобальт 2-14 Железо Остальное
Недостатком этой стали является низкая твердость (≈54 HRC).The closest composition to the invention is taken as a prototype maraging steel [2], containing, wt.%: Carbon Up to 0.03 Nickel 13-18 Tungsten 7-13 Molybdenum 0.1-3 Titanium 0.1-2 Cobalt 2- 14 Iron Else
The disadvantage of this steel is its low hardness (≈54 HRC).

Целью изобретения является повышение твердости при сохранении присущей мартенситностареющим сталям высокой прочности на изгиб (2000-3000 Н/мм²).The aim of the invention is to increase hardness while maintaining the inherent martensitic steels of high bending strength (2000-3000 N / mm ² ).

Это осуществляется введением в сталь алюминия и азота при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 0,01-0,1 Никель 12,0-22,0 Вольфрам 5,0-13,0 Молибден 0,01-3,0 Титан 0,01-3,0 Кобальт 0,01-10,0 Алюминий 0,01-3,0 Азот 0,3-2,0 Железо Остальное
Пределы содержания легирующих элементов определяются характером их влияния на структуру и свойства стали. Никель вводится для создания мартенситной структуры, меньше 12% - в структуре есть феррит, более 2% - аустенит. И та, и другая составляющие ухудшают пластичность стали и поэтому нежелательны. Вольфрам образует интерметаллиды при старении, что упрочняет сталь. Меньше 5% - вклад вольфрама мал, если его более 13% его соединения растворяются при длительных выдержках или высоких температурах аустенизации. Молибден вводится для предотвращения выделения по границам зерен аустенита при старении. Как показали исследования, нужное его количество не превышает 3%. Титан и алюминий образуют карбонитриды при нагреве мартенсита и повышают твердость стали. Максимальное содержание их не должно превышать 3%, при большем содержании они образуют выделения при аустенизации и охрупчивают сталь. Кобальт вводится для уменьшения растворимости вольфрама и повышения мартенситной точки. При увеличении его содержания более 10% эффект его влияния стабилизируется и не возрастает. Азот - основной элемент, повышающий твердость стали. Ниже 0,3% - его влияние мало, более 2,0% - трудно удержать в металле при термообработках.This is carried out by introducing aluminum and nitrogen into steel in the following ratio of components, wt.%: Carbon 0.01-0.1 Nickel 12.0-22.0 Tungsten 5.0-13.0 Molybdenum 0.01-3.0 Titanium 0.01-3.0 Cobalt 0.01-10.0 Aluminum 0.01-3.0 Nitrogen 0.3-2.0 Iron Else
The content limits of alloying elements are determined by the nature of their influence on the structure and properties of steel. Nickel is introduced to create a martensitic structure, less than 12% - there is ferrite in the structure, more than 2% - austenite. Both the one and the other components worsen the ductility of steel and are therefore undesirable. Tungsten forms intermetallic compounds during aging, which strengthens the steel. Less than 5% - the contribution of tungsten is small if more than 13% of its compounds dissolve during prolonged exposure or high austenitization temperatures. Molybdenum is introduced to prevent the release of austenite along the grain boundaries during aging. Studies have shown that the required amount does not exceed 3%. Titanium and aluminum form carbonitrides upon heating of martensite and increase the hardness of steel. Their maximum content should not exceed 3%, with a higher content, they form precipitates during austenization and embrittle steel. Cobalt is introduced to reduce the solubility of tungsten and increase the martensitic point. With an increase in its content of more than 10%, the effect of its influence stabilizes and does not increase. Nitrogen is the main element that increases the hardness of steel. Below 0.3% - its effect is small, more than 2.0% - it is difficult to retain in the metal during heat treatment.

Ниже приведены варианты осуществления изобретения (таблица). The following are embodiments of the invention (table).

Замена твердого сплава ВК 4, например, предлагаемой сталью дает экономический эффект на счет снижения на 70% содержания вольфрама. Replacing the hard alloy VK 4, for example, with the proposed steel gives an economic effect by reducing the tungsten content by 70%.

Claims

RAPID STEEL containing carbon, nickel, tungsten, molybdenum, titanium, cobalt, iron, characterized in that, in order to increase hardness while maintaining high bending strength, it additionally contains aluminum and nitrogen in the following ratio, wt.%:
Carbon 0.01 - 0.1
Nickel 12.0 - 22.0
Tungsten 5.0 - 13.0
Molybdenum 0.01 - 3.0
Titanium 0.01 - 3.0
Cobalt 0.01 - 10.0
Aluminum 0.01 - 3.0
Nitrogen 0.3 - 2.0
Iron Else