Инструментальная сталь Советский патент 1984 года по МПК C22C38/24 

со эо х

N0

Изобретение относится к металлу гии сталей,, а именно теплостойких сталей, используемых для изготовления режущих инструментов.

Известна инструментальная сталь Р6М5 1 .

Недостатком этой стали является значительное содержание в ее составе дефицитного вольфрама.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является инструменталная сталь следующего состава, мас. Углерод 0,7-1,4 Молибден 3,5-7,0 Хром,3,0-5,5

Ванадий 0,9-3,0 Кальций 0., 00 5-0,1 Железо . Остальное Сталь может содержать примеси кремния до 0,4 мас.% и марганца до 0,4 мас.% 2 .

Однако для известной стали харатерен узкий интервал температур 1lbO-950°C пластической деформации В структуре стали образуется метастабильная эвтектика на основе карбида МлС. Морфология этой эвтектик такова, что она не устраняется во время нагрева для пластической деформации. В связи с этим пластическая деформация стали затруднена. Выход годного металла недостаточно высок.

Кроме того, прочность стали для целого ряда назначений оказывается недостаточной, из-за чего инструменты преждевременно выходят из строя.

Известная сталь склонна к окис|лению при нагреве под ковку и при |отжиге, что приводит к большим потерям от образования окалины.

Целью изобретения является повышение прочности, пластичности, выхода годного металла, стойкости против окисления стали.

Для достижения указанной цели инструментальная, сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, молибден, хром, ванадий, кальций, желе,зо, содержит азот, редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас.%: .

Углерод0,7-1,4

Кремний0,5-1,5

Марганец 0,7-1,5 Молибден 5,-55-8,0 Хром3,0-5,5

Ванадий1,4-3,0

Кальций 0,005-0,1 Азот0,04-0,1

Редкоземельные

металлы 0,01-0,25 Железо Остальное Стали выплавляют в открытой индукционной печи. Химический состав

и свойства полученных сталей после закалки при 1120-1210°С и отпуска при 550-570 0 приведены в табл.1 и 2, Технологические свойства сталей в табл. 3.

5 Таким образом, предлагаемая сталь превосходит известную по прочности при одинаковой твердости и теплостойкости, имеет более широкийинтервал температур пластической де10 формации и закалочных температур, характеризуется более высоким выходом годного металла и большей (в 3 раза) стойкостью против окисления при нагреву.

5 Технологические свойства предлагаемой стали существенно выше, чем известной. Так интервал температур пластической деформации составляет 2 70°С для предлагаемой стали И лишь

Q 150°С для известной. Выход годного металла на 15% больше у предлагаемой стали. Предлагаемая сталь характеризуется больше широким интервалом закалочных температур и более выcokoй

с устойчивостью (в 3 раза) против окис ления.

Совместное легирование стали кремнием, азотом и марганцем приводит к изменению морфологии эвтектики. Такая эвтектика полностью устра0 няется при нагреве под пластичес,кую деформацию и при отжиге. Это приводит к увеличению выхода годного, а так же прочности и стойкости, так как известно, что именно со5 хранение в структуре стали крупных эвтектических карбидов резко снижает прочность и, следовательно, стойкость инструментов.

Q Введение в состав стали редкоземельных металлов способствует повышению стойкости против окисления.

Экономический эффект от применения новой стали определяется повыс шением стойкости режущих инструментов на 20-30% благодаря большей проч ности стали, увеличением выхода годного металла при пластической деформации и уменьшением потерь от окисления при нагреве.

0 Экономия от повышения стойкости инструментов составляет 700 руб. на тонну металла. Экономия от увеличения выхода годного металла и снижение потерь от окисления составля5 ет 200 руб. на тонну металла.

Таким образом, от применения предлагаемой стали даже в количестве 1000 т в год годовой экономический эффект составляет 900 тыс. руб.

0 Технология выплавки предлагаемой стали такая же, как известной.

Высокий комплекс основных и технологических свойств предлагаемой стали дает возможность применять ее

5 для крупных металлоемких инструментов, для инструментов с тонкой режущей кромкой, работающих при больших динамических нагрузках, для штампов холодного деформирования, насекательных инструментов при обработке как мягких отожженных, таки термоулучшенных материалов, для режущих инструментов, подвергаемых всем видам поверхностного упрочнения.

Таблица 1

ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, молибден, хром, ванадий, кальций, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности, пластичности, выхода годного металла, стойкости против.окисления, она дополнительно содержит азот, редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мае.%; Углерод 0,7-1,4 Кремний . 0,5-1,5 0,7-1,5 Марганец 5,55-8,0 Молибден 3,0-5,5 Хром 1,4-3,0 Ванадий 0,005-0,1 Кальций 0,04-0,1 Азот Редкоземельные 0,01-0,25 металлы Остальное Железо СО

2 1,4 8,0 5,5 3,0 1,5

0,25 0,1 1.5 0,1

1150-880

85

85

115С-880

1150-880

85

70

Известная 1100-950

Таблица 3

1120-1210

2,54 ()

1120-1210

2,70 . ()

1120-1210

2,98 (90°С)

20-25

1120-1190

9,71 (70С)