Сталь Советский патент 1992 года по МПК C22C38/46 

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству нержавеющих инструментальных сталей, используемых для изготовления ножей высшего качества и медицинского инструмента, к которым предъ- являются требования по высокой надежности, гарантируемой коррозионной стойкостью, механическими свойствами и износостойкостью.

Известна сталь марки 95X18 по ГОСТ 5632-72, имеющая следующий химический состав, мас.%:

Углерод0,980-1.0

Кремнийне более 0,80

Марганецне более 0.80

Хром17,0-19.0

ЖелезоОстальное

Данная сталь обеспечивает:

Твердость, HRC ...57

Ударная вязкость, МДж/м ..0,1

Относительное удлинение, % ... 3,0 Указанная сталь имеет низкий уровень пластических и вязких свойств.

Известна также сталь для режущего инструмента по заявке Японии N 62-54859

(МКИ С 22 С 38У24), опубл 17.11.87 Сталь имеет состав, мас.%:

Углерод0.5-0.9

Кремний0,6-2,0

Марганец 1,0

Хром6,2Г8,0

Молибден2,0-3.5

Вольфрам 1,0

Ванадий0,5-1,0

ЖелезоОстальное.

Данная сталь обеспечивает:

Твердость, HRC ...5.7

Ударная вязкость, МДж/м2 ...0,25

Относительное удлинение, % ... 10 Сталь имеет низкую коррозионную стойкость и низкую контактную выносливость.

Обширная номенклатура инструментальных нержавеющих сталей, известных по ГОСТ 5632-72 и большому количеству авторских свидетельств имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что они не обеспечивают одновременного сочетания высокой коррозионной стойкости и

ВЫСОКОЙ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ

со

с

4

J

о

U

4

со

Этот недостаток устранен в стали по авторскому свидетельству СССР (С 22 С 38/46) Ms 1420063, опубл. 30.08.88. Сталь обладает высокой коррозионной стойкостью, высокой износостойкостью и является перспективной для рассматриваемого инструмента, наиболее близка к заявляемой и выбрана в качестве прототипа,

Она имеет следующий химический состав, мас.%: Углерод 0,45-0,55

Кремний 0,80-1,30

Марганец „. - - 0,15-0,40

Хром14,0-16.0

Молибден0,20-0,50

Ванадий0,16-0,40

Азот0,06-0,10

Никель0,10-0,50

Кальций0,01-0,05

Алюминий0,01-0,05

РЗМ0,06-0,10

ЖелезоОстальное.

Данная сталь обеспечивает: Твердость, HRC ...

Ударная вязкость. МДж/м

56 0,2

Относительное удлинение, % ...8

Однако, неоптимальное совместное присутствие в стали-прототипе упрочняющих элементов - углерода и азота, карбидо- образующих элементов - хрома, молибдена и ванадия, а также никеля и кремния не обеспечивает достаточно высокого комплекса механических свойств: прочности, пластичности и вязкости, необходимого для инструмента, применяемого в экстремаль- °ных условиях подводных и горных работ, хирургической стоматологии.

Целью настоящего изобретения является повышение механических свойств, при сохранении высокой коррозионной стойкости и твердости.

Для достижения указанной цели в сталь, содержащую углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, никель и железо, дополнительно вводят медь при следующем соотношении компонентов, мае %:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Молибден

Ванадий

Никель

Медь

Железо

Отличительными ами стали являются ение меди а

0,49-0,55

0,10-0,50

0,10-0,40

14,5-15,5

0,60-1,20

0,05-0,25

0,60-1,20

0.40-0,80

Остальное

от прототипа признадополнительное вветакже повышение

содержания никеля и молибдена, снижение содержания кремния.

Понижение содержания кремния обусловле- но необходимостью повысить пластическиесвойства. При содержании кремния более 0,50% снижается пластичность и вязкость в результате активизации процесса карбидообразова- ния, при содержании менее 0,10% металлургическая реализация стали связана с

0 неоправданно высокими расходами. Повышение содержания молибдена необходимо для улучшения всего комплекса механических свойств в результате уменьшения склонности к росту зерна при переделе и

5 термообработке за счет образования специальных карбидов. При содержании молибдена более 1,20% имеет место снижение вязко-пластических свойств и технологичности проката, менее 0,60% - не обеспечи0 вает требуемый размер зерна, а, следовательно, и уровень свойств Повышение содержания никеля вызвано необходимостью предотвращения формирования в структуре стали д -феррита, снижающего

5 пластические свойства при производстве полуфабрикатов из крупных слитков. При содержании никеля Ьолее 1,20% снижаются прочностные характеристики в термообра- ботанном состоянии из-за образования ста0 бильного остаточного аустенита, менее 0,60% - не исключает появление (5-феррита. Введение в сталь меди повышает комплекс механических свойств за счет улучшения распределения и дисперсности упрочняю5 щих фаз При содержании меди более 0,80% ухудшается технологичность при прокатке заготовок, а при содержании менее 0,40% - снижаются механические свойства Опробование стали производилось следующим

0 образом: сталь выплавляли в 60-килограммовой открытой индукционной печи, разливали в 20-килограммовые слитки, которые прокатывали в полосы. Оценку механических свойств производили по стандартным

5 методикам на термообработанных на максимальную твердость образцах

Данные о химическом составе и свойствах стали-прототипа и заявляемой на нижнем, среднем и верхнем пределах

0 содержания компонентов, а также выходящем за нижний и верхний пределы приведе ны в таблице на стр. 5.

Результаты механических испытаний показали преимущество заявляемой стали по комплексу свойств в сравнении со

5 сталью-прототипом

Технико-экономические преимущества использования стали заключаются в уменьшении требуемого количества инструмента для проведения условного объема работ на

10-15%. Стоимость одной тонны проката стали составляет 1200 руб. Ожидаемый экономический эффект за счет снижения расхода металла на одну тонну заготовок составит 120-160 руб.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, никель и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения механических свойств.

она дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод0.49-0,55

Кремний0,1-0,5

Марганец0,1-0,4

Хром14,5-15.5

Молибден0,6-1,2

Ванадий0,05-0,25

Никель0,6-1.2

Медь. 0,4-0,8

ЖелезоОстальное.

Изобретение относится к металлургии, а именно к нержавеющей инструментальной стали, используемой для ножей высшего качества и медицинского инструмента, к которым предъявляются требования по высокой надежности, гарантируемой коррозионной стойкостью и механическими свойствами. С целью повышения механических свойств сталь дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,49-0,55, кремний 0,10-0.50. марганец 0,10-0,40, хром 14,5- 15,5. молибден 0,60-1,20, ванадий 0.05- 0,25, никель 0.60-1,20, медь 0,40-0,80. железо - остальное. 1 табл.

0,511,Ю0,350,3715.1«.310,190,07 0,03 0,02 0,03

0,90,100,100,60|,5в,600,050,530.240,2В0,9515.10,850,15 - 0,550,500,01,2015,51,М0,25

0,1(6 0,10 0,10 0,35 H,Z 0,М 0,02

0,58 0,70 0.50 1,1(0 16,0 1,ч6 0,38

ост, 1Ы58,00,2158

в,Ю ост. ,00,4556

0,65 ост. 200}11,8O.W5

9,80 ост. 2001ю,50,4357

0,31 ост, 182511,50,1(

0,55 ост. 20055,90,2258