Порошкова інструментальна сталь високої теплостійкості

Порошкова інструментальна сталь високої теплостійкості, що містить вуглець, кремній, марганець, хром, вольфрам, молібден, кобальт, вана дій та залізо, яка відрізняється тим, що містить вказані компоненти у такому співвідношенні, мас % вуглець 0,05-0,25 кремній 0,2-0,6 марганець 0,2-0,6 хром 0,5-3,0 вольфрам 8,0-16,0 молібден 7,0-12,0 кобальт 16,0-21,0 ванадій 0,1-0,5 залізо решта, причому загальний вміст вольфраму та молібдену складає 18-28% Винахід стосується порошкової металурги, а саме сталей, що використовуються для виготовлення інструменту оброблення, жароміцних, нержавіючих та інших спеціальних сталей та сплавів Відома порошкова інструментальна сталь [1] такого складу (мас %) - вуглець 0,65 - кремній 1,1 - марганець 0,40 -хром 3,9 - вольфрам 5,4 - молібден 4,5 - ванадій 1,0 -кобальт 12,0 - залізо решта Недоліком відомої сталі є низький рівень теплостійкості (~ 630°С) та, як наслідок, низька СТІЙКІСТЬ виготовленого з неї ріжучого інструменту при обробленні матеріалів, які важко деформуються Відома також швидкоріжуча порошкова сталь [1] (прототип), яка містить (в мас %) - вуглець 0,5-0,85 - кремній 0,15-0,7 - марганець 0,2-0,6 -хром 5,5-7,0 - вольфрам 7,0-12,5 - молібден 2,5-5,0 -ванадій 1,75-2,2 13-15 - кобальт - ніобій 0,08-0,15 - азот 0,02-0,10 - залізо решта, причому загальний вміст вольфраму та молібдену складає 12-15%, а вміст вуглецю визначається співвідношенням С=0 0327W+0 0622МО+0 205V-AC, де С, W, Мо, V - масові частини елементів, АС - різниця між фактичним вмістом вуглецю в сталі та розрахунковою КІЛЬКІСТЮ, необхідною для зв'язування вольфраму, молібдену та ванадію в карбіді, рівна 0,2-0,4 мас % Недоліками вказаної сталі є недостатній (~ 665°С) рівень її теплостійкості та, як наслідок, відносно низька СТІЙКІСТЬ виготовленого з неї ріжучого інструменту при обробленні матеріалів, що важко деформуються Задачею винаходу є підвищення теплостійкості сталі шляхом заміни типу зміцнюючої фази карбідів на штерметаліди та, як наслідок, СТІЙКОСТІ виготовленого з неї ріжучого інструменту для оброблення матеріалів, яка важко деформуються Вказана задача вирішується тим, що порошкова інструментальна сталь високої теплостійкості містить вуглець, кремній, марганець, хром, вольфрам, молібден, кобальт та залізо взяті в такому співвідношенні (мас %) ю (О 47165 4 більш теплостійкими інтерметалідними частками, на відміну від сталі-прототипу, зміцненої карбідами Спробні плавки досліджуваної сталі виплавляли в індукційній печі та розпилювали азотом в установці УРРМ-2 Порошки компактували в газостаті типу "Квштус-206" в заготовки діаметром 150мм, які потім перековували на квадратні заготовки зі стороною перерізу 40мм ХІМІЧНИЙ склад досліджених плавок пропонованої сталі, сталі-прототипута сталей, що за своїм складом виходять за межі пропонованого, наведений в таблиці 1 - вуглець 0,05-0,25 - кремній 0,2-0,6 - марганець 0,2-0,6 -хром 0,5-3,0 - вольфрам 8,0-16,0 - молібден 7,0-12,0 -кобальт 16,0-21,0 - ванадій 0,1-0,5 - залізо решта, причому загальний вміст вольфраму та молібдену складає 18-28% Нове співвідношення легуючих елементів забезпечує пропонованій сталі переважно зміцнення Таблиця 1 ХІМІЧНИЙ скла^ досліджених сталей № п/п С Si Мп Сг W V Мо Co N Fe 0,08 Решта Решта Решта Решта Nb Решта Решта Решта Сталь-прототип 1 0,7 0,6 2 3 4 0,05 0,15 0,25 0,5 0,35 0,6 5 6 7 0?04 0,35 0,20 0,1 0,8 0,40 0,4 9,5 4,0 2,0 14,0 0,012 Пропонована сталь 0,2 0,5 8,0 10,0 16,0 0,1 0,4 1,8 14,0 7,0 0,3 18,0 0,6 3,0 16,0 12,0 0,5 21,0 Сталі з вмістом легуючих за межами пропонованого 0,4 7,0 6,0 0,05 14,0 0,1 0,7 3,5 16,5 13,0 0,7 22,5 0,45 2,0 8,0 7,0 0,4 19,0 6,2 Термічну обробку зразків пропонованої сталі (плавки № 2-4) та сталей з вмістом легуючих за межами пропонованого (плавки № 5-7) здійснювали за режимом гартування від 1230°С в оливі та відпуск при 580°С 2 години Термічну обробку зразків зі сталі-прототипу (плавка №1) здійснювали за оптимальним для неї режимом [1] - гартування від 1270°С в оливі + відпуск при 570 °С тричі по 1 годині Відносна СТІЙКІСТЬ сталі визначалась як СТІЙКІСТЬ виготовленого з неї інструменту при фрезуванні сплаву ХН77ТЮР в порівнянні з інструментом зі сталі-прототипу Властивості досліджених сталей наведені в таблиці 2 Таблиця 2 Твердість, 1 2 3 4 Теплостійкість, Відносна HRC 65 67 67 68 °С 665 700 700 705 СТІЙКІСТЬ 1 1,9 2,0 2,0 5 6 7 65,5 69 66 680 705 680 1,3 1,7 1,4 При ВМІСТІ в пропонованій сталі легуючих елементів нижче за межі, що заявляються, (плавка 5) задача винаходу не досягається, оскільки теплостійкість, а як наслідок, і відносна СТІЙКІСТЬ зростають недостатньо При ВМІСТІ легуючих вище за межі, що заявляються, (плавка 6) відносна СТІЙКІСТЬ також знижується, що обумовлено низькою пластичністю сталі такого складу Низький рівень властивостей сталі, з вмістом вольфраму та молібдену, нижчимза пропонований (сталь 7) обумовлений недостатньою КІЛЬКІСТЮ зміцнюючої фази Отримані дані свідчать про ефективність пропонованої сталі при виготовлені з неї інструменту різання важкооброблюваних матеріалів Література 1 Патент Великобританії №1433866 кл С22С38/52 надрук 1976 р 2 Авторське свідоцтво СРСР № 1489209 кл С22С38/30, С22СЗЗ/02 пріор 10 09 87 р 47165 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71