Инструментальная сталь Советский патент 1982 года по МПК C22C38/34 

(54) ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ

1

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано, при изготовлении инструмента, работающего в условиях интенсивного истирания.

Известна инструментальная сталь l, содержащая, вес.%:

0,15

Углерод 1,0 Кремний «1,2

Марганец

0,5 - 3,0

Хром 0,01 - 1,5

Молибден Ванадий0,01 - 1,0

Алюминий1,0 - 1,7

ЖелезоОстальное

Кроме того, сталь может содержать один из элементов:

Вольфрам 0,5

Цирконий 0,5

Ниобийi 0,5

Однако при использовании стали с нижними пределами содержания углерода, хрома, молибдена, ванадия данный материал не может быть применен для изготовления инструмента, так как низкое содержание углерода и карбидообразующих элементов не обеспечит необходимого уровня механических свойств. При максимальном же содержании хрома, молибдена, ванадия затрудняется диффузия бора в же

0,5 лезо при борировании стали, в ре3,0 зультате чего сталь имеет низкую износостойкость.

10

Цель изобретения - повьшение износостойкости стали после борирования .

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая угле15род, марганец, кремний, хром, молибден, ванадий, алюминий, железо, дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, вес.%: Углерод0,4 - 0,6

20

Марганец0,4 - 0,6

Кремнийi,6 - 2,3

Хром2,0 2,5

Молибден0,4 0,7

0,3 - 0,6 0,7 - 1,2 0,3 - 1,0 Остальное

Наличие в стали меди снижает хрупкость борированного слоя.

Предлагаемая сталь после окончательной термической обработки, включающей закалку 1000®С и отпуск 600°С в течение 1,5-2 ч имеет следующие показатели механических свойств

Предел прочности 6j f

кгс/мм 174 - 178

Относительное

удлинение ,% 7,0-7,2,

Для исследования взяты образцы из известной стали следующего состава, вес.%: С 0,5; Si 2; Мп 1; Мо 1,5; Сг 3; А1 1; V 1; Fe - остальное.

Диффузионное борирование образцов проводят в смеси следукмцего сосПредлагаемая

0,350 9,0.0,049

0,325 8,80,050

0,310 8,30,049 Известная

6,0

0,315

135

Ударная вязкость 3,9 - 4,0 Твердость HRC 46 - 48 Пример . Проводят исследование борированных сталей. Стали выплавляют в индукционной печи с кислой футеровкой по общепринятой технологии с использованием широко применяемых шихтовых материалов. Из выплавляемых сталей изготавливают образцы, которые подвергают химическому анализу и испытанию механических свойств.

Химический состав опытных плавок сталей с различным содержанием легирующих элементов приведен в табл. Таблица 1

тава: В4С 60%, , NaF 5%, каолина 30% при 950®С в течение 4ч.

Износные испытания проводят при скорости скольжения 0,42 м/с и удельном давлении 150 кгс/см.

Результаты испытаний представлены в табл.2.

Таблица, 2

0,008 0,009 0,008

0,059

1,505

0,013 5 Представленные в табл.2 данные говорят о том, что толщина борированного слоя у известной стали с верхними пределами карбидообразующих элементов С, У, Мо значительно меньше, чем у предлагаемой. В связи с этим у известной стали значительно сокращается путь трения, а следовательно, и время до полного разрушения износостойкого борированного слоя. При этом уменьшение износостойкости известной стали более чем в 2 раза) особенно заметно сказывается при длительных износных испытаниях (на пути трения 10 км и более) ,когда износ захватывает слои большие, чем борированные. В тех случаях, когда износ происходит в пределах борированного слоя (путь трения 1 км) износостойкость предлагаемых сталей в 1,2 раза выше, за счет уменьшения доли хрупкого выкрашивания боридов в процессе тре ния. Износостойкость же неборирО6ванньк закаленных образцов более чем в 5 раз ниже, чем-бориррванных. Формула изобретения Инструментальная сталь, содержа-, щая углерод, марганец, кремний,хром, молибден, ванадий, алюминий, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения износостойкости стали после борирования, она дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов,вес.%: Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Японии № 14885, кл. 10У172, опублик. 1966.