SU1062297A1 - Быстрорежуща сталь - Google Patents

Abstract

БЫСТРОРЕЖУЩАЯ СТАЛЬ, содержаща  углерод, кремний, марганец, вольфрам, молибден, хром, ванадий, железо, отличающа с  тем, что, с целью повышени  прочности , ударной в зкости жидкотекучести , она дополнительно, содержит азот цирконий, магний, медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0,9-1,2 Углерод 0,3-0,4 Кремний 0,25-0,35 Марганец 5,5-6,5 Вольфрам 5,0-5,5 Молибден 3,6-4,4 Хром 2,6-3,4 Ванадий 0,05-0,12 Азот 0,15-0,35 Цирконий 0 015-0,05 Магний 1,35-1,65 Медь Остальное Железо

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии, в частности к стал м используемым дл  получени  литого инструмента различного назначени  Известны быстрорежущие стали Р Р12 1 . Однако при применении их в лит состо нии стали обладают низкими прочностными свойствами. Наиболее близкой к предлагаемо по технической сущности и достига мому )екту  вл етс  быстрорежущ сталь Р6М5 состава, мас.%: 0,8-0,88 Углерод 0,3-0,4 Кремний 0,25-0,35 Марганец 5,5-6,5 Вольфрам 5,0-5,.5Молибден 3,8-4,4 1,7-2,1 Ванадий Остальное Железо Однако использовать известную сталь дл  получени  литого инстру мента не представл етс  возможным так как механические свойства, в частности прочность и ударна  в з кость, в литом состо нии имеют ни кие значени  и не удовлетвор ют у лови м эксплуатации рел ущего инст мента. Кроме того, сталь обладает пониженными литейными характерист ками - жидкотекучестью, что затру н ет изготовление инструмента мет ми лить . Целью изобретени   вл етcjj повы шение прочности, ударной в зкости жидкотекучести стали. Эта цель достигаетс  тем, что б трорежуш а  сталь,, содержаща  угле род, кремний, марганец, вольфрам, молибден, хром, ванадий, железо, д полнительно содержит азот, циркони магний, медь при следующем соотнош нии компонентов, мас.%: 0,9-1,2 Углерод 0,3-0,4 Кремний 0,25-0,35 Марганец 5,5-6,5 Вольфрам Молибден 5,0-5,5 3,6-4,4 2,6-3,4 Ванадий 0,05-0,12 0,15-0,35 Цирконий 0,015-0,05 Магний 1,35-1,65 Железо Остальное Содержание углерода в пределах 0,9-1,2% способствует повышению прочности и твердости, что ведет повышению стойкости инструмента, также повышаетс  ее технологичнос при литье - жидкотекучесть. Количество углерода менее 0,9% желательно, так как влечет неопра данное снижение режущей способности стали. Введение углерода свыше 1,20% приводит к резкому повышению хрупкости инструмента. При установленном количестве углерола 0,9-1,20% в сплав введено 2,63 ,4% ванади , что приводит к увеличению в стали более компактного по объему карбида ванади , а следовательно , к уменьшению объема карбидной фазы и повьшению прочности и ударной в зкости инструмента. Кроме того, часть ванади  образует нитриды, которые повышают механические характеристики сплава, а именно прочность,ударную в зкость и твердость. Азот образует износостойкие нитриды и карбонитриды ванади , равномерно расположенные в матрице сплава, которые  вл ютс  упрочн ющими фазачто ведет к повышению твердости стали после лить  на 2-3 ед. HRC, а также уменьшению склонности к перегреву при закалке. Кроме того, часть азота идет на образование нитрида циркони ,  вл ющейс  ультрадисперсной упрочн ющей фазой, котора , в отличие от карбонитридов ванади , не раствор ютс  в стали при температурах закалки 1220-1230 С. Содержание азота менее 0,05% не приводит к образованию упрочн ющих нитридних фаз и поэтому не оказывает существенного вли ни  на повьшение механических свойств сплава. Содержание его сверх 0,i2% приводит к охрупчиванию сплава. Цирконий вводитс  в сплав с целью измельчени  дендритной структуры сплава, устранени  карбидной сетки,, повышени  прочности и ударной в зкое ти, а также способствует коалесценции неметаллических включений, образует сложное дисперсное соединение сульфидов, оксикарбонитридов, которые модифицируют структуру, что положительно сказываетс  на стойкости инструмента, повЕл ают жидкотекучесть стали. Содержание циркони  в стали менее 0,15% не оказывает заметного вли ни  на свойства стали, в то же врем  концентраци  циркони  сверх 0,35% снижает прочность и ударную в зкость сплава. Медь  вл етс  технологической добавкой , вводимой в сплав с целью повышени  его жидкотекучести при литье и увеличению сопротивлени  статическому изгибу, положительно вли ющему на стойкость инструмента. Концентраци  меди в сплаве менее 1,35% недостаточно повышает жидкотекучесть сплава, содержание свыше 1,65% приводит к образованию в структуре сплава значительного количества аустенита, снижающего твердость стали . Причем содержание меди в пределах 1,35-1,65% обуславливает эффективное

вли ние циркони  на свойства сплава .

Введение в сплав магни  в количестве 0,015-0,05% способствует сфероидизации образующихс  нитридных фаз и их равномерному распределению по всему объему сплава, что влечет повышение ударной в зкости стали. Содержание магни  ниже 0,015% не оказывает существенного вли ни  на его моднфицирук цее действие.

Введение магни  свыше 0,05% св зано со значительными технологическими трудност ми.

Сталь подвергаетс  термической обработке по следующему режиму: отжиг при 8бО-800°С в течение 3-4 ч, охлаждение до 740 -7бО°С и выдержка 4-5 ч, затем охлаждение в печи до

500-б6о°С, закалка с 1220-1230с (масло), отпуск 3-х кратный 560580 С .

Химический состав стали, ее литейные и механические свойства приведены в таблице и подтверждаютс  актом испытаний.

Предлагаема  стгшь имеет в 1,52 раза более высокую прочность и ударную в зкость, на 15-20% более высокую жидкотекучесть, чем известна  сталь Р6М5.

Ожидаеьий экономический эффект за счет увеличени  срока службы инструмента в 1,5 раза и умены 1ени  трудот затрат на его изготовление в ,5 раза по предварительным расчетам составит 107 тыс. руб. в год.

Продолжение таблицы

Claims (1)

1. БЫСТРОРЕЖУЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, вольфрам, молибден, хром, ванадий, железо, отличающаяся

   тем, что, с целью повышения прочное- ти, ударной вязкости жидкотекучести, она дополнительно, содержит азот цирконий, магний, медь при следую- щём соотношении компонентов, мас.%: У глерод 0 ,9-1,2 Кремний 0,3-0,4 Марганец 0,25-0,35 Вольфрам 5,5-6,5 Молибден 5,0-5,5 Хром 3,6-4,4 Ванадий 2,6-3,4 Азот 0,05-0,12 Цирконий 0,15-0,35 Магний 0^015-0,05 Медь 1,35-1,65 Железо Остальное е ω с - о