Инструментальная сталь Советский патент 1984 года по МПК C22C38/24 

00

г

о Изобретение относится к металлур гии, в частности к инструментальным сталям для режущего и измерительног Инструмента. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является инструменталь ная сталь 12X1 состава, вес.%: Углерод1,15-1,25 Кремний0,15-0,35 Марганец0,3-0,6 Хром1,3-1,65 ЖелезоОстальное Недостатком этой стали является наличие грубой карбидной сетки и повышенное количество остаточного аустенита после термической обработ ки, а также относительно низкие механические свойства. Вследствие этого для инструментов из известной стали трудно получить высокую чисто ту поверхности и обеспечить стабиль ность размеров. Цель изобретения - повышение механических свойств, а также чисто ты поверхности и стабильности разме ров за счет уменьшения карбидной неоднородности и количества остаточ ного аустенита. Поставленная цель достигается тем, что инструментальная сталь, содержащая углерод, кремний, маргднец, хром, железо, дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод1,15-1,25 Кремний0,36-0,60 Марганец0,30-0,60 Хром1,30-1, 65 Ванадий0,10-0,30 ЖелезоОстальное Ванадий, находясь в твердом раст воре, задерживает вьщеление карбидной сетки в прокате при охлаждении после ковки (прокатки), в резуль-. тате чего балл ее снижается. Кроме того, ванадий, замедляя рост зерна аустенита при рекристаллизации посл пластической деформации способствуе уменьшению размеров ячеек вьвделяющейся карбидной сетки, чем уменьшае ее вредное влияние на свойства стал Находясь в-составе легированного це ментита отожженного металла, ванади затрудняет его растворение при нагреве под закалку, чем, с одной стороны, обеспечивает повышение мартен ситной точки и, следовательно, умен мение количества остаточного аустенита, с другой обеспечивает сохране ние более дисперсной структуры и повышение механических свойств в готовом инструменте. Ванадий в сочетании с кремнием способствует интенсификации распада твердого раствора при отпуске с .сохранением большей дисперсности выделяющихся частиц, что приводит к повышению твердости. Кремний к тому же способствует повышению прокаливаемрсти стали. Пределы содержания кремния и ванадий установлены экспериментальным путем. При содержании ванадия меньше 0,10% и кремния 0,36% существенного снижения балла карбидной сетки, повьоиения механических свойств и уменьшения остаточного аустенита не наблюдалось . При содержании же ванадия больше 0,3% и кремния 0,60% в стали возможно образование карбидов VC и ухудшение шлифуемости. В лабораторной открытой индукционной печи были выплавлены опытные составы предлагаемой стали, разлиты в слитки массой 50 кг и прокованы на квадратные прутки сечением 35X35 мм. Исследуют свойства смесей, содержащих 0-0,3% ванадия и кремний в пределах 0,35-0,60%. В табл. 1 представлены опытные составы предлагаемой и известной стали, в табл. 2 - структурные и механические свойства предлагаемой и известной стали. Результаты исследования структуры и свойств опытных плавок (табл. 1 и 2) показали, что предлагаемая сталь после закалки от оптимальной температуры () с охлаждением в масле и последукхцего отпуска при обычно рекомендуемой температуре получает следующий уровень качественных характеристик: Карбидная неоднородность, балл 3 Карбидная сетка, балл2-3 Остаточный аустенит, %8-10 Перлит, балл 4-6 Твердость в состоянии поставки, НВ 207 Твердость после закалки, HRC 66-67,5 Твердость после закалки с отпуском, HRC66,5-67,5 Предел прочности при изгибе, МПа 2300-2450 Прогиб при разрушении испытание на изгиб), мм 0,75-0,90 Ударная вязкость, Дж/см230-35 Предлагаемая сталь имеет заметно меньшую карбидную сетку, меньшее количество остаточного аустенита и более высокие механические свойства (предел прочности и прогиб при изгибе, ударную вязкость), по сравнению со стандартной маркой 12X1. Внедрение предлагаемой стали позволит увеличить процент плавок 1-ой категории -(балл карбидной сетjgH: 31 и количество отходов, используемых при производстве этой стали на металлургических заводах, повысить долговечность измерительного инструмента за счет уменьшения

Таблица 1 выхода из строя инструмента по раз мерам, Ожидаемый эконсйчический эффект только на одном инструментальном заводе составит 15 тыс. руб. в год.

ИНСРРУМЕНГАЛЬНАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марга1СЕСОШЙ1М« |3 ЯЛТБШЮ « ТБ«И1ИЧШ{ДЯ . вналноткул нец, хром, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения механических свойств, а также степени чистоты поверхности и .:бильности размеров за счет уменьшения карбидной неоднородности и количества остаточного аустенита, она дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод1,15-1,25 Кремний0,36-0,6 Марганец0,3-0,6 Хром1,3-1,65 Ванадий0,1-0,3 ЖелезоОстальное г

Известная сталь

-,) 64 3

13

Предлагаемая сталь

ратура отпуска 130 - 2ч.

Продолжение табл. -2