Сталь Советский патент 1981 года по МПК C22C38/24 

Изобретение относится к металлур гии и может быть использовано для и готовления штампов горячего и холод ного деформирования, а также металлорежущих инструментов - резцов, сверл, метчиков, фрез и т.д. Известна сталь flj, содержгицая, вес.%: 0;45-0,5 Углерод 1,8-3,5 Ванадий 0,2-2,0 Молибден 0,02-0,05 Ниобий Остальное Железо Недостатком этой стали является содержание в ее составе остродефицитных и дорогих элементов - молибдена и ниобия, что затрудняет ее широкое применение в промышленности Наиболее близкой к предлагаемой по технической суцности и достигаем му эффекту является сталь 12J, содержащая, вес.%: Углерод0,35-0,55 Марганец 1,6 Фосфор 0, 30 Сера«0,030 Хром2,5-4,5 0,5-2,0 Ванадий Остальное Железо Однако эта сталь после высокого отпуска имеет недостаточную твердость и износостойкость. целью изобретения является повышение твердости и износостойкости стали при отсутствии дефицитных легирующих элементов. Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, хром, ванадий, марганец и железо, дополнительно содержит кремний при следующем соотношении компонентов, вес.%: 0,40-0,60 Углерод 1,8-3,0 Ванс1ДИй 0,45-1,25 Марганец 0,45-1,25 Кремний Остальное Железо При этом отношение содержания ванадия к углероду составляет 4:5. Эта сталь после термической обработки (по режиму: нагрев при 12101240 С, закалка в масле или изотермической среде (соляная ванна) при 600-660°С с последующим охлаждением

в масле и отпуске при 510-540 с) обладает следукхцими свойствами; твердость НВС 58-64, прочность при изгибе цьг 370-418 кгс/мм, ударная вязкость (без надреза) Эд.. 812 кгс/м/см ;

Благодаря указанному выбору химического состава стали высокое упрочнение ее достигается дисперсными карбидами ванадия VC, выделенными из пересыщенного твердого раствора аустенита, в случае ее изотермической выдержки при 600-660 С, или же при отпуске мартенсита при 51054о С - в случае непосредственной х закалки в масле после нагрева под закалку (1210-124СР С). Образование при термической обработке лишь одной карбидной фазы (карбида ванадия VC) обеспечивает в ее составе соотношение ванадия к углероду (вес.%) 4;5) так как она соответствует стехиометрической формуле карбида ванадия VC. Дополнительное легирование стали кремнием в пределах 6,45-1/25% повышает теплостойкость матричной фазы, предотвращает ее рекристаллизацию при последующем нагреве до 500-600 С

В табл. 1 показан химический состав исследуемых плавок предлагаемой

и известной сталей, в табл. 2 - соответствующие им свойства.

Как видно из приведенных данных, предлагаемая сталь по твердости и износостойкости превосходит известную. Однако характеристика теплостойкости - твердость после выдержки в течение 4 ч при - исследованHbix сталей (предлагаемой и известной) на 2-3 единицы по НВС уступает твердости стандартной быстрорежущей стали Р6М5, которая равна HRC 58. Вместе с тем, исследования показали, что износостойкость предлагаемой стали больше износостойкости образ5 цой из стали Р6М5 в 2-4 раза. Режущие инструменты (резцы, сверла, метчики, фрезы и др.), изготовленные из данной стали, по стойкости не уступают стойкости аналогичных по ти-, пу и геометрии режущих инструментов из стандартной вольфраммолибденовой быстрорежущей стали Р6М5.

Таким образом, использование изобретения позволяет полностью отказаться от ряда дорогих и остродефицитных марок быстрорежущих сталей при изготовлении режущих инструментов.

а б л и ц а 1

1 2 3 4

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, хром, ванадий, марганец и железо, о т .л ичаюцаяся тем, что, с целью повышения твердости и износостойкости, она дополнительно содержит кремний при следующем соотношении компонентов, вес.%;

0,40-0,60

Углерод 4-7 Хром

1,8-3 0,45-1,25 0,45-1,25 Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Заявка Японии 53-37518, кл. 10 J 172 (С 22 С 38/38), опублик. 06.04.78.