Инструментальный сплав

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 9) 5 С 22 С 38/24 91 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРС НСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ 1,3-1,9 3,6-.5,3 4,0-5,5 3,4-6,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Брянский технологический институти Воронежское производственное объединение по выпуску тяжелых экскаваторов им; Коминтерна(56) Авторское свидетельство СССР)ч. 1330202, кл, С 22 С 38/24, 1987,Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам для изготовления инструмента.Известен сплав, содержащий, мас/: Углерод 0,75 - 1,74 Кремний До 3,0 Марганец 0,1-2,0 Хром 5,0-11,0 Молибден 1,3-5,0Ванадий 0,1-5,0Этот сплав предназначен для изготов-ления литого деформирующего инструмента, его теплостойкость 450-500 С; что недостаточно для режущего инструмента,Известен также инструментальный сплав, предназначенный для изготовления литого инструмента и обладающий хорошими режущими свойствами (примерно на уровне быстрорежущей стали Р 6 М 5) и.достаточной ударной вязкостью (6 - 25 Дж/см ), Сплав содержит, мас.%:Углерод 1,25 - 2,20 Молибден 0,10 - 3,50 Хром 5,6-8,0.Ванадий 4,3-7,6(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к инструментальному сплаву для литого режущего и деформирующего инструмента, Предлагаемый сплав с повышенными режущими свойствами, ударной вязкостью и прокаливаемостью содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 1,3 - 1,9; молибден 3,6-5,3; хром 4,0-5,5; ванадий 3,4-6,1; кремний 0,7 -1,3; марганец 0,3-1,2; алюминий 0,1-0,5; РЗМ 0,02 - 0,15; железо остальное, 1 табл.. Кремний 1,4-2,6 Марганец 0,3-1,8 Алюминий 0,1 - 0,5 Редкоземельные металлы (РЗ М) 0,02 - 0,15 Железо Остальное Однако в литом состоянии (без термической обработки) свойства этого сплава существенно ниже, Недостаточной является 4 также теплостойкость сплава+560 С) и про- фЪ каливаемость в сечениях толщиной 25- 40 мм.Цель изобретения - повышение режущих свойств, ударной вязкости и прокаливаемости литото инструмента,Указанная цель достигается тем, что сплав, содержащий углерод, молибден,Ф хром, ванадий, кремний, маргачец, алюминий, редкоземельные металлы и железо, содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:Углерод Молибден Хром Ванадийсодержании в структуре сплава существенно возрастает количество остаточного аустенита, что отрицательно влияет натвердость сплава и режущие свойства лито 5 го инструмента. Нижний предел (0,30) соответствует содержанию марганца кактехнической примеси и практически не может быть снижен прииспользовании обычных шихтовых материалов.Предлагаемый интервал содержания углерода(1,3-1,9 О) обеспечивает формирование в структуре сплава колоний двойнойэвтектики А+ЧС со значительным эффектомкомпозиционного упрочнения, а также содержание углерода в аустените, достаточное для хорошей закаливаемости сплава.При содержании углерода менее 1,3 ф участки двойной эвтектики являются эпизодическими и не вносят заметного вклада вповышение режущих свойств сплава, Содержайие углерода более 1,9% нецелесообразно, так как требует более высокогосодержания ванадия, а также усиливаетопасность образования в структуре литогосплава тройной эвтектики,. что заметно снижает его свойства,Алюмйний в соСтаве сплава обеспечивает три эффекта: совместно с кремниемусиливает карбидное старение сплава и ускоряет распад аустенйта в процессе ох-.лаждения отливки в литейной форме,увеличивает степень мартенситного превращения, улучшает шлифуемость сплава.Однако слишком большое содержание алюминия (свыше 0,5 О) резко ухудшает литейные свойства сплава.Редкоземельные металлы обеспечивают образование большого количества диЬперсных карбидов в жидком сплаве еще доначала его кристаллизации. Эти карбидыобеспечивают значительный модифицирующий эффект и измельчают структуру литогосплава. Для обеспечения этого эффекта достаточны небольшие количества РЗМ, соответствующие предлагаемым пределам,10 режущих свойств сплава, причем при содержании молибдейа не менее 3,6 О обеспечивается это уже в литом состоянии, т,е, беэ 15 термической обработки. Увеличение содержания молибдена свыше 5,3нецелесообразно, так как это приводит к повышениюстоимости сплава без заметного увеличенйяего режущих свойств,: 20Содержание хрома ограничено интервалом 4,0-5,5 О, При выходе содержанияхрома за нижний предел становится недостаточной степень легирования аустенита имартенсита, следствием чего является снижение теплостойкости и режущих, свойствсплава. При содержании хрома более 5,5 Ов структуре литого сплава появляется тройная эвтектика А+М 7 Сз+ЧС (где.А - аустейит;М 7 Сз - комплексный карбид типа Сг 7 Сз, 30ЧС - карбид ванадия), располагающаяся ввиде сетки и снижающая ударную вязкостьсплава,Содержание ванадия рекомендуется винтервале 3,4 - 6,1% (в зависимости от содержания углерода и других элементов).При содержании ванадия менее 3,4 О вструктуре сплава в заметном количестве появляются карбиды М 7 Сз, что приводит к снижению свойств. Содержание ванадия более 406,1 % нецелесообразно по двум причинам,во-первых, образуя карбиды ЧС, он обезуглероживает твердый раствор й ухудшает закаливаемость "сплава; во-вторых, высокоесодержание ванадия приводит к удорожанию сплава,Содержание кремния ог-раничено ин-;тервалом 0,7-1,3, Основное назначениекремния - усиление эффекта карбидногостарения сплава и уменьшейие в его литой 50структуре количества остаточного аустенита, что проявляется в повышении твердостилитого сплава. При содержании кремнияменее 0,7 О эти эффекты незначительны итвердость литого сплава оказывается недостаточно стабильной, Содержание кремнияболее 1,3% нецелесообразно из-за снижения теплостойкости литого сплава,Верхний предел содержания марганца(1,2 О) обусловлен тем, что при его большем Кремний 0,7-1,3 Марганец 0,3 в 1,2 Алюминий 0,1-0,5 РЗМ 0,02-0,15 ЖелезоОстальное Состав сплава выбран, исходя из следующих соображений.Повышенное по сравнению с прототипом количество молибдена вводится с целью увеличения степени легирования аустенита и мартенсита, что приводит к повышению прокаливаемости, теплостойкости и В качестве примесей в сплаве могут присутствовать сера (до 0,04%) и фосфор (до 0,06,Плавки проводили в открытых индукционных тигельных печах на шихте, состоящей из стального лома, электродного боя и ферросплавов (ферросилиция, феррохрома, феррованадия, ферромолибдена). Ферросплавы вводили в расплав, перегретый до 1400-1500 С (в зависимости от содержания углерода). Алюминий принудительно вводили в расплав после растворения ферросплавов. РЗЭ в виде сплава ФЦМвводили в разливочный ковш под струю металла,1747531 ь хв а ьСплав еааеее е а в е в е И ее аяйа ат аай еь а е еа Содержание элементов, мас.В Времяработы УдарнаявязкостьДж/сиз е матевв а е аь атм аМ Й й ае в м ь аем в е С Мо Ст А 1 РЗИ до леретоцки 6 7 8 н еь е 0,-92 о 88 е е ь ь е е е в е О4,735,305,123,6 о4,23 6,10 5,8 г 5,78 4,94 4,1 о 3 40 18-га 18-22 20-25 22"25 3-5 3-5 Ве 1 О 6,68 295 2,60 5,34 3;16 9Прото"тирР 6 И 5 15 57-61 54-58 1,46 о,646,210 термообработа о,1 О сос е ьааааа ыв а амаь а твваа , ь мйе ааа еа ее а емеам айатйа ейее ь йа т е аватаева 4Составитель Г.СильманРедактор М,Келемеш Техред М,Моргентал "КорректорТ.Палий каз 2475 Тираж: Подписное ВНьИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, МоСква, Ж; Раушская наб 4/5 Производственно-издательскйй комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101ь 1,90 1,76 1;64 142 1,38 1,ЗО 2,19 1,58 1 22 ь 5,32 4,оо 5,00 5,50 5,22 4,83 6,65 3,48 4,20 О 88 0,34 О,ЗО 0,16 116 0,75 0,22 1,10 .,0,48 0,28 0,70 0,64 0,50 1,301,20010 1,64 0,91 042 193 35 О 80 060 0,83 0,02 1,83 0,58 0,32 ояйии ВКС 62-63 о,15 о,аг : о,о 8а,о 4 о,о 7 О, 120,04 о,18 о,а 1 Твердость в литом состоянии НЕС в заготовках сечениеммм 15 х 15 1 15 х 15в ь 61-63 60-6262-64 59-61 61-63 59-61 60-6259-61 60-62 58-60 60-62 59-61 61-63 60-62 59-6,158"60 . 57-"59 53-55 75-85 8 о75-85 65-75 65-75 65-75 55-75 40-45 20-35 35-45 45-60