Инструментальная сталь

Номер патента: 17307

Опубликовано: 30.06.2013

Авторы: Федулов Владимир Николаевич, Сазоненко Игорь Олегович

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Федулов Владимир Николаевич Сазоненко Игорь Олегович(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Инструментальная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, вольфрам,молибден, ванадий и железо, отличающаяся тем, что содержит компоненты в следующем соотношении, мас.углерод 0,6-0,7 кремний 0,6-0,9 марганец 0,5-0,8 хром 0,6-1,5 вольфрам 1,1-1,8 молибден 0,8-1,2 ванадий 0,3-0,5 железо остальное. Изобретение относится к области металлургии, в частности к инструментальным сталям, используемым для изготовления рабочих частей ножей для рубки сортового проката из легированных конструкционных сталей и толстолистового стального проката, когда эксплуатация происходит под воздействием деформаций сжатия и в условиях трения,ударных нагрузок и разогрева режущих кромок. Известна инструментальная сталь 5 ХВ 2 С 1 состава (мас. ) углерод - 0,45-0,55,кремний - 0,8-1,1, марганец - 0,15-0,45, хром - 0,9-1,2, вольфрам - 1,8-2,3 молибден - 0,05-0,3,железо - остальное. Данная сталь имеет после нагрева при 880 С охлаждения в масло и отпуска при 250 С недостаточную твердость, что часто приводит к скалыванию, схватыванию и задиру режущих поверхностей и повышенному износу инструмента при рубке стального сортового проката. Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по химическому составу и достигаемому эффекту является сталь 5 ХВ 2 МФС 2 состава (мас. ) углерод - 0,5-0,6, кремний 0,5-0,8, марганец - 0,4-0,6, хром - 1,0-1,3, вольфрам - 2,2-2,7, молибден - 0,35-0,5, ванадий 0,1-0,2 и железо - остальное. 17307 1 2013.06.30 Указанная сталь после закалки в масло с 900 С и отпуска при 250 С имеет все же недостаточную твердость, что приводит к смятию рабочих кромок режущих частей инструмента при рубке стального толстолистового проката. Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение твердости стали при сохранении требуемой ударной вязкости с целью повышения износостойкости инструмента в сложных условиях эксплуатации. Решение задачи достигается тем, что инструментальная сталь, содержащая в своем составе углерод, кремний, марганец, хром, вольфрам, молибден, ванадий и железо, содержит компоненты в следующем соотношении, мас.углерод 0,6-0,7 кремний 0,6-0,9 марганец 0,5-0,8 хром 0,6-1,5 вольфрам 1,1-1,8 молибден 0,8-1,2 ванадий 0,3-0,5 железо остальное В табл. 1 приведены результаты выплавки апробированных сталей при проведении исследований, а в табл. 2 - механические свойства заготовок 90125 мм сталей после термического упрочнения закалка с нагревом при 980 С, выдержка 1 ч, охлаждение в маслеотпуск всех этих сталей в той же последовательности. Таблица 1 пп. 1 (прототип) 2 3 4 5 6 Значение механических свойств после отпуска 250 С, 3 ч Твердость,(замер твердости Ударная вязкость , МДЖ/м 2 на поверхности) 53-54 0,38-0,40 55-57 0,40-0,48 56-57 0,38-0,46 57-58 0,38-0,44 54-55 0,40-0,49 57-58 0,31-0,37 Как видно из данных табл. 1 и 2, что легирование стали, взятой в качестве прототипа,с дополнительным количеством углерода, кремния, марганца, молибдена и ванадия при снижении содержания дорогостоящего вольфрама позволило повысить твердость при высокой ударной вязкости, а следовательно, повысить износостойкость стали заявляемого состава и использовать ее для изготовлении инструмента при рубке стального толстолистового проката. 2 17307 1 2013.06.30 Проведенная корректировка химического состава инструментальной стали способствует получению после закалки и отпуска инструмента требуемой структуры, обеспечивающей выигрыш в износостойкости. Закалка с температурой нагрева 980 С (выдержка в течение 1,5 ч) и охлаждение в масле позволяют получить в поверхностном слое стали мелкозернистую структуру (заслуга присутствия ванадия), состоящую на достаточной глубине из тонкодисперсного теплостойкого мартенсита (заслуга легирования в нужных пропорциях стали хромом, кремнием, вольфрамом, молибденом и ванадием) и равномерно распределенных износостойких первичных карбидов типа МС, легированных хромом,вольфрамом, молибденом и ванадием, а также до 10-15 остаточного аустенита (за счет повышения содержания марганца). Это все явилось результатом рационального введения в состав стали дополнительного количества хрома, кремния, ванадия, марганца и молибдена. Молибден при закалке одновременно устраняет выделение охрупчивающих структуру вторичных карбидов по границам зерен и способствует дополнительному легированию мартенсита хромом. Отпуск в течение 3 ч при 250 С стабилизирует структуру и сохраняет высокую твердость, теплостойкость и ударную вязкость за счет присутствия износостойких первичных карбидов, остаточного аустенита и теплостойкого высоколегированного мартенсита отпуска. Общим итогом создания заявляемого состава инструментальной стали явилось повышение стойкости инструмента для рубки стального сортового проката за счет повышения твердости структуры при одновременном сохранении ударной вязкости и теплостойкости на необходимом уровне. Проведение сравнительных испытаний показало, что стойкость инструмента из стали заявленного состава в 1,5 раза выше, чем у стали-прототипа. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3

МПК / Метки

МПК: C22C 38/24

Метки: сталь, инструментальная

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/3-17307-instrumentalnaya-stal.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Инструментальная сталь</a>

Похожие патенты