Быстрорежущая сталь

 

БЫСТРОРЕЖУЩАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден , ванадий, кремний, марганец, никель, железо, отличающаяс я тем, что, с целью повьппения ударной вязкости, вторичной твердости и теплостойкости, она дополнитель но содержит кадмий при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0,84-0,90 Углерод 3,7-4,1 Хром 6,1-6,4 Вольфрам 5,1-5,6 Молибден 1,8-2,2 Ванадий 0,28-0,33 Кремний 0,30-0,34 Марганец 0,26-0,30 Никель 0,005-0,080 Кадмий Остальное Железо

. СОЮЗ СООЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

0% (11) Эш С 22 С 3846

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1«В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ (2 t) 3635441/22-02 (22) 19.08.83 (46) 30.11.84. Бюл. В 44 (72) E.È.Áåëüñêèé, В.Ф.Соболев, . Ф.И.Рудницкий, А.С.Чаус, A.Ï.Äóáêî, В.В.Кузьмин, С.В.Сашнев и В.П.Бундин (7 1) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) .669.14.018.252.3-. 194(088.8) (56) 1. ГОСТ 19265-73. Сталь Р18, Р12.

2. ГОСТ 19265-73. Сталь Р6М5. (54) (57) БЫСТРОРЕЖУЩАЯ СТАПЬ, содержащая углерод, хром, вольфрам, молиб1 ден, ванадий, кремний, марганец, никель, железо, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повьппения ударной вязкости, вторичной твердости и теплостойкости, она дополнитель но содержит кадмий при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Углерод 0,84-0,90

Хром 3,7-4,1

Вольфрам 6, 1-6,4

Молибден 5, 1-5,6

Ванадий 1,8-2,2

Кремний О, 28-0, 33

Марганец 0,30-0,34

Никель 0,26-0,30

Кадмий 0,005-0,080

Железо Остальное

1 11266

Изобретение относится к металлургии, в частности к литым быстрорежущим сталям для изготовления.

Йзвестные быстрорежущие стали Р12, Р18 обладают относительно низкими свойствами в литом состоянии 1 3.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является быстрорежущая сталь Р6М5 1.21 состава, мас.Е: 10

Углерод 0,8-0,88

Хром 3,8-4,4

Вольфрам 5,5-6,5

Молибден 5,0-5,5

Ванадий 1,7-2,1 кремний До О,S

Марга нец До 0,6

Никель До 0,4

Железо Остальное

Недостатком известной стали являются относительно низкие механические свойства в литом состоянии.

Цель изобретения — повышение ударной вязкости, вторичной твердости и теплостойкости.. 25

Указанная цель достигается тем, что быстрорежущая сталь, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кремний, марганец, никель, железо, дополнительно содержит кад- З0 мий при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Углерод 0,84-0, 90

Хром 3,7-4, 1

Вольфрам 6, 1-6,4 35

Молибден 5, 1-5,6

Ванадий 1,8-2,2

Кремний 0,28-0,33

Марганец 0,30-0,34

Никель 0,26-0,30 40

Кадмий 0,005-0,080

Железо Остальное

Сталь может содержать в виде примесей серу 0,01-0,02 мас.Ж и фосфор

0,01-0,02 мас.Х. 45

Введение в сталь кадмия, являющегося сильным поверхностно-активным элементом, приводит к изменению про24 2. цесса кристаллизации быстрорежущей стали. Располагаясь на границе двух фаз — жидкой и твердой, кадмий препятствует росту образующихся кристаллов, что приводит при прочих равных условиях к значительному измельчению дендритной структуры металлической основы и эвтектической составляющей.

При этом изменяется степень легированности металлической основы. На это, в частности, указывает повышенное количество остаточного аустенита в структуре предлагаемой стали и значение ее твердости после закалки по сравнению с аналогичными характеристиками у известной стали. На более высокую легнрованность твердого раствора, достигаемую в результате модифицирующего эффекта кадмия, указывает также и боле значи ельный прирост вторичной твердости стали. Как следствие, повышается теплостойкость предлагаемой стали по сравнению с известной. Повышение ударной вязкости достигается за счет сильного размельчення структуры, в результате чего энергоемкость разрушения стали существенно возрастает.

Исследуемые плавки предлагаемой и известной сталей выплавляют в,индукционной электрической печи с кислой футеровкой. Раскисление проводят ферромарганцем, ферросилицием и алюминием. Отливки подвергают изотермическому отжигу и затем из них вырезают образцы для исследования свойств

Данные образцы проходят термообработку по следующему режиму: температура нагрева под закалку 1220 С, охлаждение в соляной ванне при 560 С, температура отпуска 560 С (3 раза по

1 ч). Образцы. стали Р6М5 проходят аналогичную термообработку.

Химический состав и результаты исследования термообработанных образцов предлагаемой и известной сталей представлены в табл. 1 и 2.

1 1

1 l

I

» !

Э(I

Х(I

1 !

Ю(1

cd I

Елi I

I!

1 I

I

1

1 I

I Э I

I (ч

С(I

1 СЛ

1 1

1 I Г 1

I

О»

1126624

Э

Ц

1» I 1

Ю ) I и

О СО С о о о л л л о о о

СЧ СЧ о о. о л л л о о о о о л л о о

С»Ъ о о л л о о

I

I

1

I

3 !

Ю л о

1 . Х

1 Х

1 -cd

I С0

1 R.

1 .Й (»

1 :

СЧ

C)

С4 о о. л л о о

О л о о л о

C) л о

I. СЛ

1 — -!

I.

С 4 л о О

СЧ л о. О

С«\ л о

I л 1

1 И 1

I 1

1 I å о

Щ

С Ъ л о

СЧ л л о о

Э а

И

Э

73 х х

3 — -4 л

Р3 I 1 о

С»Ъ л

О, б, С Ъ

С»Ъ РЪ л л о о О ОЪ

c4 cn л л о о

СО

С Ъ л о

I Я I

I

I

1

I

1 — -4

1

1 ° л 1

СО

С4 л ь

С«) С"Ъ л

ОЪ

СЧ С»Ъ л о с

СЧ

С«\ ь

С»Ъ ь

I co I

I 1

I I

Г (1

1 1

I .1

I

I

С 4

I O л л

° — C4

СЧ л

СЧ

C) л

СЧ л сч л л и л л л

С»Ъ сЧ л л л

СЧ

О\, л (мЪ

I

I.

1

0Са л ь

СЧ

00 л о

СЧ

00 л о

»

1О С 4 л л о

СО л

3O!

1

1

Ig

cd х

Е» о

i Э

% и 1Д

Э 1 1

< I 1 о

I 1

I I

I о

X (3

I 1

I з!

I 1 1 — — 1

I I 1 (н

I O е СЪ О О и л л л л л л и и и и и и

1

I

1

1

1

l

I

1

1

I

lg

k( о у

Ф (0 о

1» х

Э х о х х

Э

М а о

В и

Е»

Я

Э

Е

3С

1126624

Т а б л и ц а 2

После отпуска

После закалки

Сталь

Твердость, RC

Теплостой

Количество ост. аусте нита, Ж

Ударная вязкость, Дж/мм

Твердость

HRC рирост вторичной кость

HRC твердос ти, НКС

60,5

Предла- 39 гаемая

1 39

64

60,5

64,5

37

64

Известная

Р6М5

6 18

8 ° 10+

59,0

Таблица 3

Исследованйе теплостойкости проводят измерением твердости (ПРС) после дополнительного нагрева при 620 С в течение 4 ч.

Сталь

Число зерен на 1 мм, шт

Пр едлага е- 21 мая

2 е 35

Определение ударной вязкости проводят на образцах без надреза 10x10z х 55 мм на маятниковом копре с энергией удара 50 Дк.

21

19

АО

Проведенные исследования показали, что ударная вязкость предлагаемой стали в 2 раза вышее, чем .известной, :.а твердость и теплостойкость выш на 1 и 1,5 HRC соответственно.

17 е

Известная

Р6М5 ден и Экономический эффект достигается с в за счет более высокой стойкости инструментов иэ предлагаемой стали.

ВНЯЫПИ Заказ 8644/21 Тирак 602 Педписиое

Фшшваа ППВ "Петези", г.Уагород, ул.Проектшаи, 4

Влияние кадмия иа размер дритных зерен предлагаемой известной сталей приведено табл.3.

8,5 61,0

7 60,5

2 54,0

12 59,0

20 10"

20, 104

15 10

17 10

8-10

10.10