Инструментальная сталь
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам сталей, используемых для изготовления инструмента горячего деформирования. Сталь содержит углерод, кремний, марганец, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, ниобий, азот, церий, кальций, бор, теллур, титан, сурьму и железо при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,4-0,6, кремний 0,6-1,0, марганец 0,6-1,0, хром 4,0-5,0, вольфрам 1,0-1,5, молибден 1,0-1,5, ванадий 0,5-1,0, кобальт 0,5-0,8, ниобий 0,5-1,0, азот 0,05-0,07, церий 0,05-0,1, кальций 0,005-0,01, бор 0,1-0,2, теллур 0,001-0,002, титан 2,1-2,2, сурьма 0,001-0,002, железо - остальное. Повышается теплостойкость стали. 1 табл.
Изобретение относится к области металлургии и касается составов сталей, которые могут быть использованы для изготовления инструмента горячего деформирования.
Известна интрументальная сталь, содержащая, мас.%: углерод 0,2-2,5; кремний ≤0,1; марганец 0,1-1,5; хром 2,0-20,0; вольфрам 0,1-5,0; молибден 0,1-5,0; ванадий 0,01-5,0; кобальт 1,0-20,0; ниобий 0,01-5,0; азот ≤0,02; церий (РЗМ) 0,001-0,6; кальций 0,002-0,01; бор 0,001-0,05; теллур ≤0,3; титан ≤2,0; сурьма ≤0,1; железо - остальное [1].
Задачей изобретения является повышение теплостойкости инструментальной стали.
Технический результат достигается тем, что в инструментальной стали, содержащей углерод, кремний, марганец, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, ниобий, азот, церий, кальций, бор, теллур, титан, сурьму, железо, компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,4-0,6; кремний 0,6-1,0; марганец 0,6-1,0; хром 4,0-5,0; вольфрам 1,0-1,5; молибден 1,0-1,5; ванадий 0,5-1,0; кобальт 0,5-0,8; ниобий 0,5-1,0; азот 0,05-0,07; церий 0,05-0,1; кальций 0,005-0,01; бор 0,1-0,2; теллур 0,001-0,002; титан 2,1-2,2; сурьма 0,001-0,002; железо - остальное.
В таблице приведены составы инструментальной стали.
| Компоненты | Состав, мас.%: | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Углерод | 0,4 | 0,5 | 0,6 |
| Кремний | 1,0 | 0,8 | 0,6 |
| Марганец | 0,6 | 0,8 | 1,0 |
| Хром | 5,0 | 4,5 | 4,0 |
| Вольфрам | 1,0 | 1,3 | 1,5 |
| Молибден | 1,5 | 1,3 | 1,0 |
| Ванадий | 0,5 | 0,8 | 1,0 |
| Кобальт | 0,8 | 0,65 | 0,5 |
| Ниобий | 1,0 | 0,8 | 0,5 |
| Азот | 0,05 | 0,0 | 0,07 |
| Церий | 0,05 | 0,08 | 0,1 |
| Кальций | 0,01 | 0,008 | 0,005 |
| Бор | 0,2 | 0,15 | 0,1 |
| Теллур | 0,001 | 0,0015 | 0,002 |
| Титан | 2,1 | 2,15 | 2,2 |
| Сурьма | 0,002 | 0,0015 | 0,001 |
| Железо | Остальное | Остальное | Остальное |
| Теплостойкость стали (сохранение твердости не менее 45 HRC), °C | 750-780 | 750-780 | 750-780 |
В составе стали компоненты проявляют себя следующим образом. Хром обеспечивает твердость и коррозионную стойкости стали. Вольфрамувеличивает твердость и работоспособность стали при высоких температурах. Молибден повышает прочностные характеристики стали, увеличивает твердость, увеличивает несущую способность конструкций при ударных нагрузках и высоких температурах. Ванадий повышает вязкость и пластичность стали, улучшает ее структуру. Кобальт способствует улучшению металлической основы стали. Ниобий упрочняет твердый раствор, способствует повышению прочностных свойств сплава. Бор и теллур стабилизируют карбиды. Титан увеличивает коррозийную стойкость стали. В химически связанном состоянии с ванадием, титаном, ниобием, азот, образуя нитриды, становится легирующим элементом, улучшающим структуру и механические свойства стали. Церий и кальций раскисляют сплав. Сурьма способствует образованию мелкозернистой структуры стали.
Сталь может быть выплавлена в индукционных вакуумных печах. Основной исходным материал для выплавки стали - стальной лом, специально приготовленная шихта.
Термообработка стали проводится по режиму: отпуск при 750-900°С в течение 2 ч, закалка в масле при 1200°С.
Источник информации
1. JP 61-213348, С22С 38/60, 1986.
Инструментальная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, ниобий, азот, церий, кальций, бор, теллур, титан, сурьму и железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
| углерод | 0,4-0,6 |
| кремний | 0,6-1,0 |
| марганец | 0,6-1,0 |
| хром | 4,0-5,0 |
| вольфрам | 1,0-1,5 |
| молибден | 1,0-1,5 |
| ванадий | 0,5-1,0 |
| кобальт | 0,5-0,8 |
| ниобий | 0,5-1,0 |
| азот | 0,05-0,07 |
| церий | 0,05-0,1 |
| кальций | 0,005-0,01 |
| бор | 0,1-0,2 |
| теллур | 0,001-0,002 |
| титан | 2,1-2,2 |
| сурьма | 0,001-0,002 |
| железо | остальное |
