Быстрорежущая сталь

)5 С 22 С 38 ННОЕ ПАТЕНТСССРСССР) АНИЕ ИЗООРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ ОПИС ЕНИ В(71) Белорусский политехнический ин(56) Авторское свидетельство СССРР 1122743, кл. С 22 С 38/50, 1982,(57) Изобретение относится к металлв частности к литой быстрорежущей титут Бельий и Изобретение относитс тальному производству и пользовано в механи промышленных предприят к инструменжет быть исских цехах 265 Остальное носится к группе сталей стойкости, Благодаря ставе такого элемента, ет высокие показатели ойкости, что дает возь ее для обработки вый и сплавов, Однако хрупкости применение Известна сталь73), следующего сосУглеродХромВольфрамМолибденВанадийКремнийМарганецКобальтНикельЖелезоДанная сталь отповышенной теплоприсутствию в ее сокак кобальт, она иметвердости и теплостможность применятсокопрочных сталеиз-за повышенной ии.6 М 5 К 5 (ГОСТва, мас,%:0,80 - О,3,8-4,36,0-7,04,8-5,81,7 - 2,20,40,44,8-5,304 С целью повышения ударной вязкости, стойкости и теплостойкости, сталь дополнительно содержит барий, магний, кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,81-0,89; хром 3,7-4,3; вольфрам 5,1 - 6.2; молибден 4,7 - 5,6; ванадий 1,72-2,05; кремний 0,3-0,7; марганец 0,1 - 0,4; никель 0,1 - 0,4; титан 0,02 - 0,08; барий 0,002 - 0,08; кальций 0,004 - 0,06; магний 0,003-0,04; железо - остальное, 3 табл,стали Р 6 М 5 К 5 ограничено, особенно для изготовления литого инструмента,Известна быстрорежущая сталь Р 6 М 5(ГОСТ 19265-73), содержащая следующиеэлементы, мас.%.Углерод 0,80-0,88Хром 3,8-4,4Вольфрам 5,5-6,5Молибден 5,0-5,5Ванадий 1,7 - 2,1Кремний0,4Марганец0,4Никель0,4Железо ОстальноеДанная сталь не содержит кобальта,способствующего охрупчиванию, и наиболее широко используется в деформированном состоянии для изготовления режущегоинструмента самого различного назначения, Однако в литом состоянии и эта стальиз-за неудовлетворительной ударной вязкости может быть использована лишь для изготовления инструмента, эксплуатируемогов условиях минимальных динамических воздействий.Известна также быстрорежущая сталь,обладающая более высокой ударной вязкостью и содеркащая следующие элементы,мас,%:Углерод 0,85 - 0,88Хром 3,5-4,2Вольфрам 5,0-6,0Молибден . 5,0-5,3Ванадий 1,6-2,0Кремний " 0 2 - 0 3Марганец. 0,3-0,4Никель- -0,2-0,4Титан 0,05-0,15Висмут0,002-0,005Железо ОстальноеДанная сталь вследствие наличия в еесоставе титана и висмута обладает относительно высокими значениями ударной вязкости, Недостатком этой стали являетсяпойиженная теплостойкость. и невысокиережущие свойства,что не дает возможностьприменять ее для изгбтовлениялитого инструмента, обрабатывающего высокопрочные стали и сплавы,Целью изобретения является повышение теплостойкости и режущих свойствли-:той быстрорежущей стали при сохранениина высоком. уровне ударной вязкости дляповышения эксплуатационной надежностилитого металлорежущего инструмента ирасширения области его применения.Поставленная цель достигается тем, чтосталь, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кремний, марганец, никель, фосфор, серу, железо, титан,дополнительно содержит барий, кальций,магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:Углерод 0,81 - 0,89Хром 3,7-4,3Вольфрам 5,1-6,2Молибден 4,7 - 5,6Ванадий 1,72-2,05Кремний 0,3 - 0,7Марганец 0,1-0,4Никель 0,1-0,4Титан 0,02 - 0,08Барий 0,002 - 0,08Кальций 0,004 - 0,06Магний . 0,003 - 0,04Железо ОстальноеПрисутствующий в стали титан способ ствует иэмельченйю зерен твердого раствора вследствие образования тугоплавкихкарбидов и карбонитридов титана, которыепервые выделяются из жидкости в процессекристаллизаций и служат дополнительнымицентрами образования кристаллов, Барий имагний являются сильными поверхностноактивными элементами, располагаются на10 15 переводу в устойчивую глобулярную форму. Наличие карбидов (карбонитридов) титана вающих эффектов, оказывают в сочетании20 барий, кальций и магний. При совместном 25 режущих свойств инструмента, . П р и м е рСтали выплавляли в индук 40 проходили термообработку по следующему 45 50 ных сталей представлены в табл,2,3.Теплостойкость определяли измерением твердости (НВС) после дополнительного 55 30 35 границе образующийся кристалл - жидкость и препятствуют росту кристаллов твердого раствора и первичных карбидов. Кальций является универсальным модифицирующим элементом, т.е, оказывает как инокулирующее, так и поверхностно-активное влияние на процесс кристаллизации, Магний распределяется в структуре литой стали преимущественно по границам зерен, Кальций присутствует как по границам зерен, так ивнутри них, Барий, кальций и магний оказывают сильное рафинирующее влияние нэ сталь, уменьшая количество не- металлических включений и способствуя их способствует повышению износостойкости стали; Такое же влияние, но за счет смазывведении барий, кальций, магний и титан повышают легировэн ность твердого раствора стали (табл,1), что способствует значительному улучшению теплостойкости и ционной электрической печи с кислой футеровкой. Раскисление проводили ферромаргэнцем, ферросилицием и алюминием, Необходимые легирующие элементы вводили в печь перед разливкой в виде ферросплавов, барий в виде ферробария, магний и кальций в виде лигатуры )ККМКвводились непосредственно в ковш под струю металла, Стали заливали в песчаные жидкостекольные формы, После выбивки отливки подвергали изотермическому отжигу и затем из них вырезали образцы для исследования свойств, Данные образць режиму: температура нагрева под закалку 1220 С, охлаждение в соляной ванне при 600 С, далее на воздухе. Отпуск при температуре 560 С три раза по одному часу, Образцы из базовой стали Р 6 М 5) и стали прототипа подвергали аналогичной термообработке,Химический состав и результаты исследования образцов предложенных и известнагрева при 620 С в течение 4 ч,Ударную вязкость определяли на образцах без надреза размерами 10 х 10 х 55 мм на маятниковом копре с энергией удара 50 кДж.Стойкостные испытания инструмента иэ известных и предлагаемой сталей производили при фрезеровании (встречном) усту1788074 10 15 Таблица 1 Химический состав твердого раствора исследуемых сталей ТаблицаХнницеский с сто ав известных и преллагаеиой сталейЧ Сталь С оперяание легируещих зленентоа нас.Фи в и(прототип)6Базовыйсостав 0,81 3,7 0,85 4,0 0,89 4 юЗ 0,80 3,7 0,89 4,4 5,1 4,7 5,9 4,8 6,2 5,6 5,0 4,8 6,4 5,5 0,02 0,06 а,оа 0,01 0,13 1,72 0,3 1 ю 96 0,5 2 ю 05 Оь 7 1 ь 71 0,2 2,12 0,8 0,01 ост.0,0 ест,0,03 ост.0,01 ост.0,03 ост,0,10 0,20 0,40 0,16 0,42 0,10 аэ 32 Оэ 40 0,14 оэ 002 Оз 004Оэа Оэ 020,08 Оуаба,оо о,оо 2Ов 11 аа 09 0,003 0,01 0,009; 0,02 0,04 о,аз 0,001 0,01 0,08 0,03 5,8 57 1 юаб 0,25 0,86 3,9 0,02 0,02 ост. 0,34 0,31 0,11 0,0040,03 0,02 ест,0,84 4,2 5,6 5,1 1,91 0,32 Ог 36 0130 па при следующих режимах обработки: скорость резания 50 м/мин; подача 0,21 мм/зуб,Исследования показали, что предлагаемая сталь превосходит известную (прототип) по стойкости в 1,3-1,6 раза, теплостойкости при практически равной ударной вязкости. формула изобретения Быстрорежущая сталь, содержащая углерод, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кремний, марганец, никель, титан, железо, отличающаяся тем,что,сцелью повышения ударной вязкости, стойкости и теплостойкости,она дополнительно содержит барий. магний и кальций при следую-, щем соотношении компонентов, мас,о:Углерод 0,81 - 0,89 Хром 3,7-4,3 Вольфрам 5,1 - 6,2 Молибден 4,7-5,6 Ванадий 1,72-2,05 Кремний 0,3-0,7 Марганец 0,1-0,4 Никель0,1 - 0,4 Титан 0,02-0,08 Барий 0,002 - 0,08 Кальций 0,004-0,06 Магний 0,003 - 0,04 Железо Остальное1788074 Таблица 3 Свойства известных и предлагаемой сталейСоставитель Ф.РудницкийРедакторТехред М.Моргентал Корректор И о Про венно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 з 52ВНИИП Тиражосударственного комитета по изобретен 113035, Москва, Ж. Раушская Подписное м и открытиям при ГКНТ ССС аб 4/5