Быстрорежущая сталь

Быстрорежущая сталь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

БЫСТРОРЕЖУЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден , ванадий, кремний, марганец, никель, железо, отличающая с я тем, что, с целью повьппения твердости, теплостойкости и износостойкости , она дополнительно содер жит бор, алюминий, германий и висмут при следующем соотношении компонентов , мае. %: Углерод 0,80-0,86 3,6-4,2 Хром Вольфрам 5,1-6,0 5,2-5,5 Молибден Ванадий 1,7-2,1 0,6-0,9 Кремний 0,2-0,3 Марганец 0,2-0,3 Никель 0,20-0,25 Вор 0,15-0,30 Алюминий о S 0,05-0,15 Германий 0,001-0,05 Железо Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

))9) ® 1))) am С 22 С 38 54

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НСМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О ПОКРЫТИЙ (21) 3618569/22-02 (22) 29.04.83 (46) 23.08.84. Бюл. Ф 31 (72) E.È.Áåëüñêèé, В.Ф.Соболев, A.Ñ.×àóñ, А.П.дубко, И.Е.Корощенко и Ф.И.Рудницкий (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 669.14.018.252.3-194(088.8) (56) 1. Сталь Р12,Р9,Р6М3. ГОСТ

19265-73..

2, Сталь P6N5 ГОСТ 19265-73. (54)(57) БЫСТРОРЕЖУЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кремний, марганец, никель, железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения твердости, теплостойкости и износостойкости, она дополнительно содержит бор, алюминий, германий и висмут при следующем соотношении компонентов, мас. У.:

Углерод

Хром

Вольфрам

Молибден

Ванадий

Кремний

Марганец

Никель

Бор

Алюминий

Германий

Висмут

Железо

Изобретение относится к металлургии, в частности к литым инструментальным сталям для режущего инструмента.

Известны быстрорежущие стали Р12, Р9, Р6МЗ (1 1.

Однако эти стали обладают относительно невысокими литейными свойствами.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемо- о му эффекту является быстрорежущая сталь Р6М5 (21 состава, мас.%:

Углерод 0,80-0,88

Хром 3,8-4,4

Вольфрам 5,5-6,5 15

Молибден 5,0-5,5

Ванадий 1,7 — 2,1

Кремний До 0,5

Марганец До 0,4

Никель До 0,4 20

Фосфор До 0,030

Сера До 0,030

Железо Остальное

Недостатками известной быстрорежущей стали являются относительно невысокие твердость, тепло- и износостойкость.

Цель изобретения — повышение твердости,тепло- и износостойкости стали.

Поставленная цель достигается 30 тем, что сталь„содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден, вайадий, кремний, марганец, никель и железо, дополнительно содержит бор, алюминий, германий и висмут при следующем 35 соотношении компонентов, мас. 7.:

Углерод 0,80-0,86

Хром 3,6 — 4,2

Вольфрам 5,1-6,0

Молибден 5,2-5,5 40

Ванадий 1,,7-2, 1

Кремний 0,6-0,9

Марганец 0,2-0,3

Никель 0,2-0,3

Бор 0,20-0,25

Алюминий 0,15-0,30

Германий 0,05-0,75

Висмут 0,001-0,05

Желез о Остальное

В качестве примесей сталь может содержать серу и фосфор в количестве

0,01 — 0,02 мас. 7 каждого.

Введение бора в сталь в указанных пределах приводит к образованию карбо боридной фазы М э{С,В)<, наряду с кар- >.; . бидом М С. При этом происходит перераспределение основных легирующих элементов {в первую очередь вольфрама и хрома) между твердым раствором и карбидной фазой, благогриятно влияющее на твердость, тепло- и износостойкость стали. Благоприятное влияние висмута сказывается на морфологии образующейся эвтектики: она имеет очень тонкое лучистое строение.

Благодаря этому, несмотря на увеличение количества карбоборидной фазы, ударная вязкость предлагаемой стали в сравнении с известной изменяется незначительно. Введение алюминия, обладающего высоким сродством .к кислороду, способствует протеканию окислительных процессов при трении и тем самым увеличивает износостойкость стали. Присутствие в повышенных количествах кремния и особенно его аналога германия способствует повышению вторичной твердости и теплостойкости стали.

Стали выплавляют в высокотемпературной электрической печи сопротивления с графитовыми нагревателями. Раскисление †.роводят ферромарганцем, ферросилицием и алюминием. Микролегирующие элементы в расчетных количествах вводят в печь перед разливкой в виде ферросплавов, германий и висмут — в металлическом виде.

Стали заливают в подогретые графитовые кокили. После выбивки отливки подвергают иэотермическому отжигу-, затем из них вырезают образцы для исследования свойств. Образцы проходят термообработку по следующему ре— жиму: температура нагрева под закалку 1220 С, охлаждение в соляной ван:«е при 550 С, температура отпуска

560 С {3 раза по 1 ч). Образцы стали Р6М5 проходят аналогичную термо— обработку.

Химический состав исследованных плавок и соответствующие им свойства приведены в таблице.

Исследоьание теплостойкости проводят измерением твердости {HRC) после дополнительного нагрева при

620 C в течение 4 ч. Износостойкость определяют по изменению массы образцов в результате истирания при сухом трении скольжения твердосплавного диска при нагрузке P=200H.

Проведенные исследования показали, что износостойкость предлагаемой стали в 2,1 раза. выше, чем у стали Р6М5. Твердость и теплостойкость повышается на HRC 3 и 5 соответственно.

1109466

Содержание элементов, мас. 7

Сталь

Mn Ni P

С Cr И Мо

Предлагаемая

1 0,80 3,6 5,1 5,2 1,7 0,60 0,20 0,2 0,010 0,010

0,86 4,2 6,0 5,5 2,1 0,90 0,30 0,30 0,020 0,020

0,84 3,9 5,5 5,3 1,8 0,72 0,22 0,24 0,014 0,06

Известная

4 0,84 4, 1 5,9 5,2 1,8 0,35 0,4 0,3 0,20 0,02

Продолжение таблицы

Содержание элементов, мас. 7.

Сталь

ТеплостойGe Bi износ, кг/ч lO

Пр едлагаемая

63,0 410

63,0 360

62,5 375

0,20 0,15 0,05 0,001 Осталь- 65 9 ное

0 25 0,30 0 15 0 005 -"- 66 5 . 10

0,23 0,22 О, 12 0,004 -™- 66 10

780

63,0 11 i 11

Составитель В.Брострем

Редактор И.Николайчук Техред Л.Мартяшова КорректоР Л.Пилипенко .Г

Заказ 6009/20 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Тосударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, М(-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Известная

Твердость

HRC

Ударная вязкость

Дж/мм м

«10 кость

HRC (620 С, 4 ч) Относительный