Инструментальная сталь

Ванадий в сочетании с кремнием способствует интенсификации распада твердого раствора при отпуске с65 Изобретение относится к металлургии, в частности к инструментальным сталям для режущего и измерительного инструмента.Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигае мому эффекту является инструментальная сталь 12 Х 1 состава, вес.:Углерод 1,15-1,25Кремний 0,15-0,35Иарганец 0,3-0,6 10Хром 1,3-1,65Железо Остальное Я.Недостатком этой стали является наличие грубой карбидной сетки и повышенное количество остаточного аустенита после термической обработки, а также относительно низкие механические свойства. Вследствие этого для инструментов из известной стали трудно получить высокую чистоту поверхности и обеспечить стабильность размеров.Цель изобретения - повышение механических свойств, а также чистоты поверхности и стабильности размеров за счет уменьшения карбидной неоднородности и количества остаточного аустенита.Поставленная цель достигается тем, что инструментальная сталь, содержащая углерод, кремний, марга- ЗО нец, хром, железо, дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.:Углерод 1,15-1,25Кремний О, 36-О, 60 35Марганец 0,30-0,60Хром 1,30-1,65Ванадий 0,10-0,30Железо ОстальноеВанадий, находясь в твердом раст О воре, задерживает выделение карбидной сетки в прокате при охлаждении после ковки (прокатки), в результате чего балл ее снижается, Кроме того, ванадий, замедляя рост зерна аустенита прирекристаллизации после 45 пластической деформации способствует уменьшению размеров ячеек выделяющейся карбидной сетки, чем уменьшает ее вредное влияние на свойства. стали. Находясь в составе легированного цементита отожженного металла, ванадий затрудняет его растворение при нагреве под закалку, чем, с одной стороны, обеспечивает повышение мартен- ситной точки и, следовательно, уменьшение количестваостаточного аустенита, с другой обеспечивает сохранение более дисперсной структуры и повышение механических свойств в готовом инструменте. 60Перлит, баллТвердость в состоянии поставки, НВ 207Твердость послезакалки, НВСТвердость послезакалки с отпуском,НВС 66,5-67,5Предел прочностипри изгибе, ИПаПрогиб при разрушении,испытаниена изгиб), мм 0,75-0,90Ударная вязкость,Дж/см 30-35Предлагаемая сталь имеет заметноменьшую карбидную сетку, меньшееколичество остаточного аустенитаи более высокие механические свойства (предел прочности и прогиб приизгибе, ударную вязкость), по сравнению со стандартной маркой 12 Х 1.Внедрение предлагаемой сталипозволит увеличить процент плавок1-ой категории (балл карбидной сет 4-6 66-67,5 2300-2450 выделяющихся частиц, что приводитк повышению твердости.Кремний к тому же способствуетповышению прокаливаемости стали,Пределы содержания кремния и ванадияустановлены экспериментальным путем.При содержании ванадия меньше 0,10и кремния 0,36 существенного снижения балла карбидной сетки, повышениямеханических свойств и уменьшенияостаточного аустенита не наблюдалось. При содержании же ванадия больше 0,3 и кремния 0,60 в сталивозможно образование карбидов Си ухудшение шлифуемости,В лабораторной открытой индукционной печи были выплавлены опытныесоставы предлагаемой стали, разлитыв слитки массой 50 кг и прокованына квадратные прутки сечением35 Х 35 мм. Исследуют свойства смесей,содержащих 0-0,3 ванадия.и кремнийв пределах 0,35-0,60.В табл, 1 представлены опытныесоставы предлагаемой и известнойстали, в табл. 2 - структурные имеханические свойства предлагаемойи известной стали.Результаты исследования структурыи свойств опытных плавок (табл. 1и 2) показали, что предлагаемаясталь после закалки от оптимальнойтемпературы (860 оС) с охлаждениемв масле и последующего отпуска приобычно рекомендуемой температуре130 С получает следующий уровеньокачественных .характеристик:Карбидная неоднородность, балл 3Карбидная сетка,балл 2-3Остаточный аустенит,8-101073320 и;( 3 и количество отходов, используемых при производстве этой сталина металлургических заводах, повысить долговечность измерительногоинструмента за счет уменьшения выхода иэ строя инструмента по раэмерам.Ожидаемый эконбмический эффекттолько на одном инструментальномзаводе составит 15 тыс. руб. в год. 5 Т аблица 1 Плав"ка,в С 81 Предлагаемая сталь 0,36 1,15 0,30 0,10 Остальное 0,30 0,36 1,19 0,58 1,53 0,21 1,.18 0,36 0,57 1, б 0 0,30 1,21 0,48,0,45 1,45 0,20. 0,30 1,19 0,52 0,59 150 0,30 1,25 0,60 0,60 1,65 Известная сталь 0,60 1,25 0,36 1,45 гМТ аблица 2 Структурные характеристики Карбидная неоднородность,балл Перлит, балл Предлагаемая сталь 3 10 Известная сталь 7 Плавка,Р Карбиднаясетка,балл Сг Ч Ре Количество остаточногоаустенита, %1073320 Продолжение табл. 2 Механические свойства Механические свойства Испытания на изгиб Твердость Прогиб приразрушении,ределрочнос ееге авмаЧ редлагаемая стал 17 8 780 8 5 Г 0,86 3 35 50 0,75 6 0 5 67,0 0.7 17 200 О, 65. ббг 5 б ши ше ев ВФтемпература .закалки фбОфс (закалочная среда - масло). темпе ратура отпуска 130 - 2 ч. Составитель В БростремМ. Циткина ТехредЛ.ИикешКорректор А. Тяско,Редакто 276/25 Тираж 603 Подписн ВНИЙПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ илиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул. Проектна Плавка,