PL162262B1

PL162262B1 - Non-ledeburitic alloyed tool steels of high abrasive wear resistance

Info

Publication number: PL162262B1
Application number: PL24721684A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Krawiarz; Edmund Kaliszewski; Remigiusz Wozniak
Original assignee: Akad Gorniczo Hutnicza; Huta Baildon
Priority date: 1984-04-11
Filing date: 1984-04-11
Publication date: 1993-09-30
Also published as: PL247216A1

Abstract

Stale narzędziowe stopowe nieledeburytyczne o dużej odporności na ścieranie, zawierające wagowo 1,6-3% węgla, 0,4-2% manganu, 0,2-2,5% krzemu, 0,1-5% chromu, do 7% wolframu, do 4% molibdenu, do 10% kobaltu, wanad, reszta żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym dla stali zawierających wolfram i molibden ilość W i Mo wynosi 5% <% W + 1,9% Mo <7% , znamienne tym, że zawierają wanad w ilości 3-14% wagowych, niob w ilości do 4% wagowych oraz tytan w ilości do 4,5% wagowych, przy czym sumaryczna zawartość wanadu, tytanu i niobu wynsi 6% < % V + % Ti + 0,5% Nb < 14%Nonledeburitic alloy tool steels with high abrasion resistance, containing 1.6-3% by weight of carbon, 0.4-2% manganese, 0.2-2.5% silicon, 0.1-5% chromium, up to 7% tungsten, up to 4% molybdenum, up to 10% cobalt, vanadium, the rest iron and the inevitable impurities, where for steels containing tungsten and molybdenum the amount of W and Mo is 5% <% W + 1.9% Mo <7%, characterized in that they contain vanadium in an amount of 3-14% by weight, niobium in an amount up to 4% by weight and titanium in an amount up to 4.5% by weight, total vanadium, titanium and niobium content is 6% <% V +% Ti + 0.5% Nb <14%

Description

Przedmiotem wynalazku są stale narzędziowe stopowe nieledeburytyczne o dużej odporności na ścieranie, znajdujące zastosowanie przy produkcji narzędzi tnących narażonych na szczególnie silne ścieranie.The subject of the invention are nonledeburitic alloyed tool steels with high abrasion resistance, used in the production of cutting tools exposed to particularly high abrasion.

Narzędzia do pracy w warunkach intensywnego ścierania wykonuje się z węglików spiekanych lub ze stali klasy ledeburytycznej, takich jak stale szybkotnące oraz stale wysokochromowe zawierające jednocześnie dużą zawartość węgla.Tools for high-wear conditions are made of sintered carbides or ledeburitic grade steels, such as high-speed steels and high-chromium steels containing high carbon content at the same time.

Zasadniczą wadą węglików spiekanych jest duży koszt ich wytwarzania oraz mała ciągliwość. Znane stale narzędziowe stopowe klasy ledeburytycznej zawierają wagowo: 0,4 do 2,3% węgla, 3,5 do 13% chromu, do 20% wolframu, do 9% molibdenu, do 6,5% wanadu, do 15% kobaltu, reszta zelazo i nieuniknione zanieczyszczenia. Węglikami pierwotnymi występującymi w układzie eutektycznym, w strukturze po odlaniu tych stali są: M7C3 M_gC^, M2C i MC. Część tych węglików przechodzi do roztworu stałego podczas zabiegu hartowania, a pozostała reszta występuje w strukturze zahartowanej stali w postaci węglików nierozpuszczonych. W gatunkach stali ledeburytycznych najbardziej odpornych na ścierania udział objętościowy węglika MC w ogólnej ilości węglików nierozpuszczonych po hartowaniu nie przekracza 50%. Wadą stali ledeburytycznych jest ich mała podatność na przeróbkę plastyczną i duża skłonność do segregacji pasmowej węglików.The main disadvantage of cemented carbides is their high production cost and low ductility. Known ledeburitic grade alloy tool steels contain by weight: 0.4 to 2.3% carbon, 3.5 to 13% chromium, up to 20% tungsten, up to 9% molybdenum, up to 6.5% vanadium, up to 15% cobalt, the rest iron and the inevitable pollution. Primary carbides occurring in the eutectic system in the structure after casting these steels are: M7C3 M _g C ^, M2C and MC. Some of these carbides pass into the solid solution during the quenching procedure, and the rest of the hardened steel structure in the form of undissolved carbides. In the most abrasion-resistant ledeburitic steels, the volume fraction of MC carbide in the total amount of undissolved carbides after hardening does not exceed 50%. The disadvantage of ledeburitic steels is their low susceptibility to plastic processing and a high tendency to band segregation of carbides.

Znane są z normy angielskiej BS 4659/1971 stale szybkotnące, których jednym z przedstawicieli jest gatunek BM-15, który zawiera wagowo: 1,45 - 1,6% C; 0,4% Mn; 0,4% Si; 4,5 - 5,0% Cr; 6,25 - 7,0% W; 2,75 - 3,25% Mo; 4,5 - 5,5% Co; 4,75 - 5,25% V, reszta żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia.High-speed steels are known from the English standard BS 4659/1971, one of the representatives of which is the BM-15 grade, which contains by weight: 1.45 - 1.6% C; 0.4% Mn; 0.4% Si; 4.5 - 5.0% Cr; 6.25 - 7.0% W; 2.75 - 3.25% Mo; 4.5 - 5.5% Co; 4.75 - 5.25% V, the rest iron and inevitable impurities.

Znany jest także z węgierskiej normy MSZ 4351-72 gatunek stali szybkotnącej R9, który zawiera w swoim składzie wagowo: 1,05 - 1,15% C; max 0,4% Mn; max 0,4% Si; 3,8Also known from the Hungarian standard MSZ 4351-72 is the R9 high-speed steel grade, which contains by weight: 1.05 - 1.15% C; max 0.4% of Mn; max 0.4% Si; 3.8

- 4,6% Cr; 6,5 - 7,5% W; 3,8 - 4,3% Mo; 4,5 - 5,5% Co; 2,7 - 3,3% V, reszta zelazo i nieuniknione zanieczyszczenia.- 4.6% Cr; 6.5 - 7.5% W; 3.8 - 4.3% Mo; 4.5 - 5.5% Co; 2.7 - 3.3% V, the rest is iron and inevitable pollution.

Stale według wynalazku, zawierają wagowo: 1,6 - 3% węgla, 0,4 - 2,0% magnagu, 0,2The steels according to the invention contain by weight: 1.6-3% carbon, 0.4-2.0% magnage, 0.2

- 2,5% krzemu, 0,1 - 5,0% chromu, do 7% wolframu, do 4% molibdenu, do 10% kobaltu, 3- 2.5% silicon, 0.1 - 5.0% chromium, up to 7% tungsten, up to 4% molybdenum, up to 10% cobalt, 3

- 14% wanadu, do 4% niobu, do 4,5% tytanu, reszta zelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym sumaryczna zawartość wanadu, tytanu i niobu wynosi 6% % V + % Ti + 0,5% Nb 14%, a dla stali zawierających wolfram i molibden ilość W i Mo wynosi 5% < % W + 1,9% Mo < 7 % .- 14% vanadium, up to 4% niobium, up to 4.5% titanium, the rest iron and unavoidable impurities, with the total content of vanadium, titanium and niobium being 6% V +% Ti + 0.5% Nb 14%, and for steels containing tungsten and molybdenum the amount of W and Mo is 5% <% W + 1.9% Mo <7%.

Stale te charakteryzują się tym, ze po odlaniu posiadają strukturę pozbawioną praktycznie ledeburytu. Węgliki pierwotne po odlaniu oraz nierozproszone po hartowaniu są prawie wyłącznie węglikami typu MC o sieci regularnej.These steels are characterized by a structure practically devoid of ledeburite after casting. The primary carbides after casting and non-dispersed after quenching are almost exclusively cubic MC type carbides.

162 262162 262

Przykład I. Stal zawiera wagowo: 1,60% węgla, 0,7% manganu, 0,8% krzemu, 3,79% chromu, 7,0% wolframu, 7,2% wanadu, reszta żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia. Po odlaniu stal ma tylko około 1% objętościowych ledeburytu w strukturze oraz wykazuje dobrą podatność do przeróbki plastycznej na gorąco. Po hartowaniu od temperatury austenityzowania 1533 K stal ta ma twardość 850 HV, zaś po odpuszczaniu przez dwie godziny w temperaturze 813 K twardość wynosi 810 HV. Po hartowaniu w strukturze znajduje sie nierozpuszczony węglik wanadu typu MC w ilości 11% objętościowych. Odporność na ścieranie ma większą niż stal SW18.Example I. Steel contains by weight: 1.60% carbon, 0.7% manganese, 0.8% silicon, 3.79% chromium, 7.0% tungsten, 7.2% vanadium, the rest iron and the inevitable impurities. After casting, the steel has only about 1% by volume of ledeburite in the structure and shows good hot formability. After hardening from the austenitizing temperature of 1533 K, this steel has a hardness of 850 HV, and after two hours tempering at 813 K, the hardness is 810 HV. After quenching, the structure contains 11% by volume of undissolved MC-type vanadium carbide. The abrasion resistance is greater than that of SW18 steel.

Przykład II. Stal zawiera wagowo: 2,58% węgla, 0,52% manganu, 0,32% krzemu, 4,32% chromu, 0,06% wilframu, 0,07% molibdenu, 12,1% wanadu reszta żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia. Po odlaniu w strukturze stali o powyższym składzie nie stwierdzono zawartości ledeburytu. Po hartowaniu od temepratury austenityzowania 1273 K stal wykazuje twardość 920 HV, a po odpuszczaniu przez dwie godziny w temepraturze 473 K twardość wynosi 850 HV. Po hartowaniu udział objętościowy fazy węglikowej typu MC wynosi 21,76%.Example II. Steel contains by weight: 2.58% carbon, 0.52% manganese, 0.32% silicon, 4.32% chromium, 0.06% wilfram, 0.07% molybdenum, 12.1% vanadium, the rest iron and the inevitable impurities . No ledeburite was found in the structure of steel with the above composition after casting. After hardening from the austenitizing temperature of 1273 K, the steel has a hardness of 920 HV, and after tempering for two hours at the temperature of 473 K, the hardness is 850 HV. After quenching, the volume fraction of the MC type carbide phase is 21.76%.

162 262162 262

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Department of Publishing of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 10 000 złPrice: PLN 10,000

Claims

Patent claim

Non-ledeburistic alloy tool steels with high abrasion resistance, containing 1.6 - 3% by weight of carbon, 0.4 - 2% manganese, 0.2 - 2.5% silicon, 0.1 - 5% chromium, up to 7% tungsten, up to 4% molybdenum, up to 10% cobalt, vanadium, the rest iron and unavoidable impurities, while for steels containing tungsten and molybdenum the amount of W and Mo is 5%,% W + 1.9% Mo 7%, characterized by that they contain vanadium in an amount of 3-14% by weight, niobium in an amount of up to 4% by weight and titanium in an amount of up to 4.5% by weight, with the total content of vanadium, titanium and niobium being 6% ^% V +% Ti + 0, 5% Nb <14%.

h h ★