Быстрорежущая сталь Советский патент 1980 года по МПК C22C38/30 

1

Изобретение относится к быстрорежущим сталям для изготовления металлорежущего инструмента, например цилиндрических фрез.

Известна быстрорежущая сталь марки 5 Р6М5К5 1 .

Однако такая сталь имеет низкую вторичную твердость НРС 63-65 и красностойкость (твердость после четырехчасового отпуска при 630°С) , Ю вследствие чего она не обеспечивает необходимой стойкости и высокой производительности инструментов при резаний жаропрочных и титанЬвых сплавов.

Известна быстрорежущая сталь, со- 15 лержащая, вес.%:

Углерод1,05-1,2

Вольфрам3-4

Молибден7-8

Хром3-5 20

Ванадий0,8-1,5

Кобальт 6-10

Цирконий0,075-0,3

ЖелезоОстальное .ZJ.

Недостатком известной стали явля- 25 ются низкие режущие свойства.

Целью изобретения является повышение режущих свойств.

Для достижения указанной цели предлагаемая быстрорежущая сталь, допол- ЗО

нигельно содержит титан, азот, церий ;и кальций при следующем соотношении

компонентов, вес.%:

0,95-1,15

Углерод 3,60-4,30

Хром 6,50-8,00

Вольфрам 3,80-5,00

Молибден 1,70-2,20

Ванадий 4,50-5,50

Кобальт 0,075-0,10

Титан 0,03-0,07

Азот 0,10-0,15

Цирконий 0,05-0,10

Церий

0,005-0,01

Кальций Остальное.

Железо Предлагаемая сталь пыплавлена в открытой индукционной печи емкостью 150 кг.

Выплавленный металл последовательно выпускается в сталеразливочный ковш, из которого производится разливка его в опытные изложницы.

Все присадки вводятся в ковш непосредственно перед выпуском в него металла.

Во всех случаях после введения присадок металл перемешивается стальным ,прутком. При этом установлено, что титан в (ОсновнЬм измельчает строение стали в литом состоянии. Результаты испытаний представлены в таблице. С повышением содержания циркония, не превышающим 0,15% (по расчету), усиливается эффект дисперсионного тве дения при отпуске (возрастает вторичная твердость). При этом зерно мелкое и имеет место возрастание красностойкости. Данное содержание циркония (0,1-0,15% по расчету) следует считат оптимальным. Такой результат создается тем, что цирконий, сохраняясь в форме субмикроскопических нитридов по границам зерен, придает значительную устойчивость мартенситу против действия нагрева. Лучшее сочетание свойств в стали достигается при содержании азота 0,03-0,07%. С повышением содержания церия(введенного в виде мишметалла) до 0,1% (по расчету) возрастает ударная вязкость. Такой результат создается тем. что церий, во-первых, образует сульфидные соединения, переходящие в шлак, во-вторых, при добавке церия распределение фосфора равномернее (одной из причин охрупчивающего действия является ликвидация фосфора в твердом растворе), он благоприятно воздействует на пограничные слои зерна, препятствуя выделению в них-примесей и газов. При рассмотрении влияния кальция видно, что с повышением его содержания, не превышающим 0,01% (по расчету) , еще более возрастает ударная вязкость. Такой результат достигается тем, что кальций образует соединения с фосфором, переходящие в шлак, и, кроме того, снижает до 30% общее количество неметаллических включений. Из выплавляемых сталей изготовлен режущий инструмент (торцовые фрезы для проведения сравнительных производственных испытаний) и образцы для исследования физико-механических свойств. Изготовленный, инструмент и образцы подвергнуты закалке при 1230с и трехкратному отпуску по 1 ч при 5505бО°С.

Формула изобретения

Быстрорежущая сталь, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, цирконий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения режущих свойств, она дополнительно содержит титан, азот, церий и кальций при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод0,95-1,15

Хром3,60-4,30

Вольфрам6,50-8,00

Молибден3,80-5,00

1,70-2,20 4,50-5,50

0,075-0,10 0,03-0,07 0,10-0,15 0,05-0,10

0,005-0,01 Остёшьное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Сталь Р6М5К5, ГОСТ 19265-73. 2. Авторское свидетельство СССР 440440, кл. С 22 С 38/30, 1972.