Инструментальная сталь Советский патент 1992 года по МПК C22C33/02 C22C38/14 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к изысканию материалов для изготовления металлорежущих инструментов, в том числе, с использованием порошковой металлургии.

Известна быстрорежущая сталь Р18, содержащая углерод, вольфрам, хром, ванадий, молибден, железо. Сталь обладает недостаточно высокой твердостью, теплостойкостью, горячей и холодной технологической пластичностью.

Наиболее близкой к предлагаемой стали по технической сущности и достигаемому результату является сталь В4М12К23, содержащая углерод, вольфрам, молибден, кобальт, никель, ванадий,титан, ниобий.

Сталь имеет высокую твердость и теплостойкость, но низкую холодную технологическую пластичность.

Целью изобретения является повышение холодной технологической пластичности при сохранении твердости при переделе по способу порошковой металлургии.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, молибден, кобальт, вольфрам, ванадий, титан, ниобий, никель, железо, дополнительно содержит алюминий и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод

Молибден

Кобальт

Вольфрам

Ванадий

Никель

Алюминий

Титан

Ниобий

Бор

Железо

0,01-0,1

14,0-18,0

13,0-14,0

1,0-4,0

0,1-0.3

6,0-9,0

0,1-0,3

1,0-1.5

1,0-1.5

0,003-0,03

Остальное

Ё

Х|

xj СЛ 00 XI

Наличие никеля улучшает механические свойства и особенно холодную технологическую пластичность из-за свойств безуглеродистого мартенсита, легированного никелем. При содержании никеля менее 6 /о ухудшаются механические свойства безуглеродистого мартенсита и ухудшается технологическая пластичность, увеличение содержания никеля более 9% приводит к понижению температуры у-«превращения, что ухудшает теплостойкость и способствует разупрочнению при нагреве, увеличивает количество остаточного аусте- нита и снижает твердость. Алюминий, титан и ниобий повышают вторичную твердость за счет образования фазы (Al, Ti, Mb). При содержании алюминия менее 0,1%, титана и ниобия менее 1,0% каждого не достигается требуемая вторичная твердость из-за недостаточного количества фазы Nl3 (Al, Ti, Nb), образованной при старении. При содержании алюминия более 0,3% титана и ниобия более 1,5 каждого снижается твердость из-за увеличения количества остаточного аустенита. Бор повышает технологическую пластичность за счет очищения границ зерен. При содержании бора менее 0,003% его влияние на пластичность не выявлено, при содержании бора более 0,3% снижается пластичность при повышенных температурах за счет появления боридной эвтектики по границам зерен.

Пример, Сталь выплавляли в индукционной печи емкостью 0.16 т, шихта состояла из отходов и ферросплавов на основе молибдена, вольфрама, кобальта, никеля. По расплавлении шихты, раскисления шлака и отбора проб на химический анализ производили корректировку состава путем присадки недостающего количества вольфрама, молибдена, кобальта, ванадия, никеля. Делегирование производили присадкой в расплав при температуре 1550-1600 С алюминия, титана, ниобия и ферробора на верхний, средний и нижний пределы этих элементов с учетом их угара. Выплавленный металл распыляли азотом на установке газового распыления типа МРС (г). Температура металла на выпуске под распыление была 1680-1700°С. Полученный порошок фракцией в пределе 50-300 мкм капсулировали и спекали при температуре 1150°С. Капсулы подвергали горячей экструзии на прессе усилием 200 тс, затем прокатывали на катанку диаметром 12 мм с последующим холодным волочением на проволоку, диа- метром 010 и 7 мм. Полученные стали различных составов представлены в табл.1.

Свойства предложенной стали после закалки 1210-1220°С, отпуск 530°С, 3 раза по 1 ч приведены в табл.2.

5 Как видно из табл.2, характеристики пластичности при комнатной температуре предлагаемой стали выше, чем у известной при сохранении твердости. Повышение холодной технологической пластичности при 0 сохранении твердости дает возможность применения предлагаемой стали для изготовления мелкоразмерных инструментов, работающих с повышенными скоростями

резания,

5 формула изобретения

Инструментальная сталь, содержащая железо, углерод, молибден, кобальт, вольфрам, ванадий, титан, ниобий, никель, отличающаяся тем, что, с целью повышения

0 холодной технологической пластичности при сохранении твердости, она дополнительно содержит алюминий и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

35

40

Углерод

Молибден

Кобальт

Вольфрам

Ванадий

Никель

Алюминий

Титан

Ниобий

Бор

Железо

0,01-0,1

14,0-18,0

13,0-14,0

1,0-4,0

0,1-0,3

6,0-9,0

0,1-0,3

1,0-1,5

1,0-1.5

0,003-0,03

Остальное

45

Таблица 1

Таблица 2

Изобретение относится к черной металлургии, в частное(и к инструментальным сталям, применяемым при изготовлении металлорежущих инструментов. Сущность изобретения; предложенная инструментальная сталь имеет следующий состав, мас.%: углерод 0,01-0,1; молибден 14,0- 18.0; кобальт 13,0-14,0; вольфрам 1,0-4,0; ванадий 0,1-0,3; никель 6,0-9,0; алюминий 0,1-0,3; титан 1,0-1,5; ниобий 1,0-1,5; бор 0.003-0,03; железо остальное. 2 табл.