[go: up one dir, main page]

SU1647039A1 - Carbide-steel and method for preparation of it - Google Patents

Carbide-steel and method for preparation of it Download PDF

Info

Publication number
SU1647039A1
SU1647039A1 SU884436204A SU4436204A SU1647039A1 SU 1647039 A1 SU1647039 A1 SU 1647039A1 SU 884436204 A SU884436204 A SU 884436204A SU 4436204 A SU4436204 A SU 4436204A SU 1647039 A1 SU1647039 A1 SU 1647039A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
titanium
steel
carbide
liquid
heat resistance
Prior art date
Application number
SU884436204A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Александрович Жуков
Григорий Ильич Сильман
Михаил Степанович Фрольцов
Вячеслав Васильевич Панин
Владимир Александрович Кузьменко
Иссак Абрамович Гулак
Original Assignee
Брянский технологический институт
Винницкий политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Брянский технологический институт, Винницкий политехнический институт filed Critical Брянский технологический институт
Priority to SU884436204A priority Critical patent/SU1647039A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1647039A1 publication Critical patent/SU1647039A1/en

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в инструментальном производстве. Цель изобретени  - повышение твердости, теплостойкости стали и ее плотности. Карбидосталь содержит , мае. % : карбид титана 4,55-13.3; углерод 0,38-2,89; титан 0,6-4,12; ванадий 5,76- 8,06; хром 7,91-10,2; марганец 0,42-2,27; кремний 0,31-3,4; железо - остальное. В процессе производства стали сплавл ют все компоненты, кроме титана, и полученный расплав смешивают в ковше с расчетным количеством титансодержащего компонента. Сплав при этом дополнительно разогреваетс  за счет протекани  экзотермической реакции образовани  карбида титана, становитс  в зким и тер ет жидко- текучесть благодар  своему двухфазному жидкотвердому состо нию после выпадени  этих карбидов из раствора. Образовавшуюс  жидкотвердую массу, имеющую почти одинаковую структуру как в поверхностных сло х, так и в сердцевине, выгружают из ковша в матрицу литейной формы и прессуют до полного затвердевани . 2 с.п.ф-лы, 2 табл.The invention relates to mechanical engineering and can be used in tool manufacturing. The purpose of the invention is to increase the hardness, heat resistance of steel and its density. Carbidostal contains May. %: titanium carbide 4.55-13.3; carbon 0.38-2.89; titanium 0.6-4.12; vanadium 5.76-8.06; chromium 7.91-10.2; manganese 0.42-2.27; silicon 0.31-3.4; iron - the rest. In the steelmaking process, all components except titanium are fused, and the resulting melt is mixed in the ladle with the calculated amount of the titanium-containing component. The alloy is further heated due to the exothermic reaction of the formation of titanium carbide, becomes viscous and loses fluidity due to its two-phase liquid-solid state after the precipitation of these carbides from the solution. The resulting liquid-solid mass, having almost the same structure both in the surface layers and in the core, is discharged from the ladle into the matrix of the mold and pressed until it is completely solidified. 2 sp.f-ly, 2 tables.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в инструментальном производстве.The invention relates to mechanical engineering and can be used in tool manufacturing.

Целью изобретени   вл етс  повышение твердости и теплостойкости при повышенной плотности заготовок.The aim of the invention is to increase the hardness and heat resistance with increased density of the blanks.

Карбидосталь, преимущественно лита , содержит карбид титана и матрицу, содержащую углерод, ванадий, хром, марганец, «еремний и титан, при следующем соотношении ингредиентов стали, мас.%:Carbidestal, predominantly cast, contains titanium carbide and a matrix containing carbon, vanadium, chromium, manganese, “Egypt and titanium, in the following ratio of steel ingredients, wt.%:

Карбид титана4,55-13,3Titanium carbide4,55-13,3

Углерод0.38-2,89Carbon 0.38-2.89

Титан0,6-4,72Titan0,6-4,72

Ванадий5,76-8,08Vanadium5.76-8.08

Хром7,91-10,2Chrome7.91-10.2

Марганец0,42-2,27Manganese0,42-2,27

Кремний0,31-3,4Silicon0.31-3.4

ЖелезоОстальноеIronErest

при этом TIC+TI+C 16,0.however, TIC + TI + C 16.0.

При содержании углерода в карбидоста- ли ниже 0,38% в ней образуетс  недостаточное количество карбида титана TIC, а в аустените остаетс  слишком мало углерода дл  образовани  теплостойкого мартенсита . По этой же причине сплавы с содержанием углерода на нижнем пределе должны содержать соответственно меньше титана.When the carbon content in the carbidostate is below 0.38%, insufficient amount of titanium carbide TIC is formed in it, and there is too little carbon left in austenite to form heat resistant martensite. For the same reason, alloys with a carbon content at the lower limit should contain respectively less titanium.

При содержании углерода в карбидоста- ли выше 2,89% выпадает из расплава такоеWhen the carbon content in the carbidosteal is higher than 2.89%, it falls out of the melt.

ОABOUT

Ј.Ј.

VJ ОVj o

ы юs you

ю , шее количество TiC, что сплав с трудом ю гдаетсн дальнейшей обработке давлением Кроме того, выплавка белых легированны чугунов, содержащих более 2,89% С, ш.руднительна.w, neck the amount of TiC, that the alloy is difficult to do with further pressure treatment. In addition, the smelting of white alloyed cast irons containing more than 2.89% of carbon dioxide is hard.

При наличии в сплаве менее 0,6% TI он ;о -.ержит недостаточно карбидов титана и :е может рассматриватьс  как твердый сп гш. При содержании в сплаве более - },2% Ti этот элемент сильно обезуглеро- ли чает твердый раствор, в результате чего ле ированный мартенсит металлической матрицы получаетс  недостаточно упрочненным после закалки и отпуска.If there is less than 0.6% TI in the alloy, it is; about - there is not enough titanium carbide and: e can be considered as solid alloy. When the content in the alloy is more than -}, 2% of Ti, this element strongly decugulates the solid solution, as a result of which the recovered metal matrix martensite is not sufficiently strengthened after quenching and tempering.

При содержании в сплаве менее 5,76% V и менее,91 % Сгэтот мартенсит получаетс  недостаточно легированным и теплоустой- чиаим. При содержании в сплаве более 8,08% V и 10,2% Сг в металлической св зке образуетс  слишком большое количество кгрбидов типа МС, и МазСб, в резуль- гзте чего аустенит и образующийс  на его мосте мартенсит получаютс  недостаточно и с щенными углеродом. При содержа- H и в сплаве менее 0,31% Si этот элемент жно рассматривать как примесь. При держании же в сплаве свыше 3,4% Si ,:IOT элемент уже перестает оказывать по- г чапельное вли ние на образование кар- I .IOB типа МтСз и начинает охрупчивать св зку.When the content in the alloy is less than 5.76% V and less, 91% Cgt this martensite is not sufficiently doped and heat resistant. When the alloy contains more than 8.08% V and 10.2% Cr, too many MCrbides of the MS and MazSb types are formed in the metal bond, as a result of which the austenite and the martensite formed on its bridge are insufficient with schenium carbon. When H is contained and in the alloy is less than 0.31% Si, this element can be considered as an impurity. When holding in the alloy more than 3.4% Si,: the IOT element already ceases to have a slippery effect on the formation of car-I .IOB of the MtSz type and begins to embrittle the bond.

При содержании в сплаве менее 0,42% ЭД ч сера (вредна  примесь) неполностью с лизана а виде сульфидов типа MnS. При г-- держании в сплаве свыше 2,27% Мп в нем .рзн етс  слишком большое количество u i атомного аустенкга.When the content in the alloy is less than 0.42% of ED h, sulfur (harmful impurity) is incomplete from lysan a in the form of MnS sulfides. When d - keeping in the alloy more than 2.27% Mn in it, too many u i atomic austenkus is formed.

Согласно предлагаемому способу вс  ni лученна  в ковше порци  жидко-твердой .«:.ссы, имеюща  практически одинаковую двухфазную структуру, как в поаерхностных :/о х, так и в сердцевине, выгружаетс  из чмпша в матрицу литейной формы и прес- (;егс  пуансоном. Полученна  лита  заготовка еще достаточно пластична и может, i т. необходимости, подвергатьс  даль- пижм операци м гор чего деформироваНгП .According to the proposed method, all ni is lucent in a bucket a portion of liquid-solid. ":. Ssy, having almost the same two-phase structure, both in the surface: / ox and in the core, is unloaded from the mixture into the mold mold and the press- (; erc The obtained billet billet is still sufficiently plastic and can, if necessary, be subjected to further deformation of hot deformed steel.

Предлагаемый способ плавки и лить  основан на р де термодинамических осо- бшностей разработанной параллельно Х чрбидостали, согласно, которым лз рас- т ва сначала выдел ютс  карбиды типа TiC, почти не содержащие Сг и Мп и лишь fynoro V (карбидна  составл юща  чарбидостали, не имеюща  жидкой фазы ), а при затвердевании св зующей ме- ГР:: жческой матрицы (св зки), i ч. ентирующей эти карбиды, выдел ютс The proposed method of smelting and casting is based on a number of thermodynamic features developed in parallel by X chrbidestals, according to which, at the same time, carbides like TiC, which are almost free of Cr and Mn, are precipitated first and only fynoro V (the carbide component that is not liquid phase), and upon solidification of the binding matrix of the GR :: :: matrix (bond), i of the center of these carbides, are released

совсем другие карбиды, почти не содержащие Ti, но обогащенные ванадием.very different carbides, containing almost no Ti, but enriched with vanadium.

Таким образом быстрорежуща  составл юща  разработанной литой карбидо- стали имеет в течение определенного времени своего образовани  и существовани  кратковременную жидкую фазу, что позвол ет примен ть в этот отрезок времени методы литейного производства, но особые, 0 с дополнительным использованием давлени .Thus, the high-speed component of the developed carbide steel has a short-term liquid phase for a certain time of its formation and existence, which allows the use of methods of foundry, but special, 0 with additional use of pressure, during this period of time.

При затвердевании св зки в ней образуютс  карбиды, равно как и при последующем охлаждении в твердом состо нии, а 5 также при отпуске после закалки, но эти карбиды решающим образом отличаютс  от карбидной составл ющей карбидостали (главным образом тем, что почти не содержат титана).When the bond hardens, carbides form in it, as well as during subsequent cooling in the solid state, and 5 also during tempering after quenching, but these carbides are decisively different from the carbide steel carbide component (mainly because they contain almost no titanium) .

0 Предлагаема  технологи  (состав сплава , способ плавки и лить  его) обеспечивает создание твердого сплава, состо щего из карбидов TiC, сцементированных известным методом жидкофазного спекани  быст- 5 рорежущей сталью, но не содержащей не только вольфрама, но и молибдена. При этом жидкофазное спекание происходит без использовани  технологии порошковой металлургии, т.е. без сохранени  остаточ- 0 ной пористости. Оно происходит естественным образом при затвердевании смеси кристаллов TiC и расплава.0 The proposed technology (alloy composition, method of melting and casting it) provides for the creation of a hard alloy consisting of TiC carbides, cemented by a known method of liquid-phase sintering with high-cutting steel, but not containing tungsten, but also molybdenum. In this case, liquid-phase sintering occurs without the use of powder metallurgy technology, i.e. without preserving residual porosity. It occurs naturally in the solidification of a mixture of TiC crystals and melt.

Сцепление между карбидной и быстрорежущей составл ющими при предлагае- 5 мой технологии гораздо лучше, чем при стандартной (метод порошковой металлургии ), так как карбидна  составл юща  не привноситс  извне, а зарождаетс  и вырастает в расплаве (на стадии ковшевой ме- 0 таллургии предлагаемого способа).The adhesion between the carbide and high-speed components is much better with the proposed technology than with the standard (powder metallurgy method), since the carbide component is not brought in from the outside, but originates and grows in the melt (at the bucket metallurgy stage of the proposed method ).

П р и м е р. В индукционной печи ИСТ- 004 выплавлены сплавы без титана, состав которых приведен в табл. 1.PRI me R. In an induction furnace IST-004 alloys without titanium, the composition of which is given in Table. one.

Сплавы перегреты до 1550°С и при пе- 5 реливе из тигл  в ковш к ним был добавлен порошок титана марки ПТС дисперсностью 100 мкм в количестве, мас.% : 4,6 (а), 5,2 (б), 9,3 (в), 12,4 (г), 14,2 (д). В результате получены сплавы в кашеобразном состо нии, со- 0 став которых приведен в табл. 2.The alloys are overheated up to 1550 ° С and, when transferring from the crucibles to the ladle, powder of titanium of the PTS grade with dispersion of 100 microns was added to them in the amount, wt.%: 4.6 (a), 5.2 (b), 9, 3 (c), 12.4 (g), 14.2 (d). As a result, alloys were obtained in a mushy state, the composition of which is given in Table. 2

Эти сплавы вылиты из ковша в полость матрицы пресс-формы цилиндрического профил  диаметром 220 мм и осажены пуансоном пресса и усилением 50 т до полного 5 затвердевани  под давлением в виде дисков высотой 15 мм.These alloys are poured from the bucket into the die cavity of a cylindrical profile with a diameter of 220 mm and pushed by a press punch and a reinforcement of 50 tons until fully solidified under pressure in the form of discs 15 mm high.

Из части дисков вырезаны заготовки дл  исследовани  полученного металла. Часть заготовок подвергнута зака/тке с 1220°С и троекратному отпуску при 550°С.Cut out blanks from a part of the discs to investigate the metal obtained. A part of the blanks was subjected to a temper at 1220 ° С and a three-time tempering at 550 ° С.

Втора  часть не подвергаетс  закалке и отпуску. Вместо этого производ т одну только обработку холодом в жидком азоте.The second part is not quenched and tempered. Instead, cold treatment is carried out in liquid nitrogen alone.

Полученный металл испытывают на твердость и теплостойкость, причем мерой последней служит температура нагрева с выдержкой в течение 1 ч, при которой твердость снижаетс  до значений ниже HRC 60. Теплостойкость ниже 600°С считаетс  неудовлетворительной.The resulting metal is tested for hardness and heat resistance, and the measure of the latter is the heating temperature with an exposure time of 1 h, at which the hardness decreases to values below HRC 60. Heat resistance below 600 ° C is considered unsatisfactory.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.The test results are shown in Table. 2

Как видно из табл. 2, сплавы предлагаемого химического состава удовлетвор ют предъ вл емым требовани м.As can be seen from the table. 2, the alloys of the proposed chemical composition satisfy the requirements.

Технико-экономическа  эффективность изобретени  заключаетс  в повышении служебных свойств инструмента за счет повышени  теплостойкости карбидостали и ее плотности. Долговечность инструмента возрастает на 5-8%. По сравнению с известной предлагаема  карбидосталь  вл етс  более экономно легированной, поскольку в ней не примен етс  дорогосто-  щий и дефицитный молибден.The technical and economic efficiency of the invention consists in increasing the service properties of the tool by increasing the heat resistance of the carbide steel and its density. Durability of the tool increases by 5-8%. In comparison with the known, the proposed carbide metal is more economically doped, since it does not use expensive and scarce molybdenum.

Дополнительна  эффективность достигаетс  за счет повышени  стойкости оснастки , примен емой при кристаллизации сплавов под давлением.Additional efficiency is achieved by increasing the durability of the tooling used in the crystallization of alloys under pressure.

00

5 five

0 5 0 5

00

Claims (2)

1.Карбидосталь преимущественно лита , включающа  карбид титана и матрицу, содержащую углерод, кремний, хром и железо , отличающа с  тем, что, с целью повышени  твердости и теплостойкости, матрица дополнительно содержит титан, ванадий и марганец при следующем соотношении компонентов в стали, мас.% :1. Carbide steel is predominantly cast, comprising titanium carbide and a matrix containing carbon, silicon, chromium and iron, characterized in that, in order to increase hardness and heat resistance, the matrix further comprises titanium, vanadium and manganese in the following ratio of components in steel, wt. .%: Карбид титана4,55-13,3Titanium carbide4,55-13,3 Углерод0,38-2,890,38-2,89 carbon Кремний0,31-3,4Silicon0.31-3.4 Хром7,91-10,2Chrome7.91-10.2 Титан0,60-4,72Titan0.60-4.72 Ванадий5,76-8,08Vanadium5.76-8.08 Марганец0,42-2,27Manganese0,42-2,27 ЖелезоОстальноеIronErest при этом TiC+TI+С 16,0.at the same time TiC + TI + C 16.0. 2.Способ получени  карбидостали, включающий получение расплава, доведение его до жидко-твердого состо ни , заполнение им формы и кристаллизацию под давлением, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  теплостойкости и твердости стали при повышенной плотности заготовок , однофазный расплав довод т до жидко-твердого состо ни  путем смешени  с твердым титансодержащим компонентом, обеспечивающим введение титана в шихту от 5 до 12%.2. A method for producing carbide steel, including obtaining a melt, bringing it to a liquid-solid state, filling the mold with it and crystallizing under pressure, characterized in that, in order to increase the heat resistance and hardness of steel with increased density of the workpieces, the single-phase melt is brought to liquid -solid state by mixing with a solid titanium-containing component, which ensures the introduction of titanium into the mixture from 5 to 12%. Таблица 1Table 1 TiC-t-TH С.TiC-t-TH C. Продолжение табл. 1Continued table. one Таблица 2table 2 Продолжение табл. 2Continued table. 2
SU884436204A 1988-06-06 1988-06-06 Carbide-steel and method for preparation of it SU1647039A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884436204A SU1647039A1 (en) 1988-06-06 1988-06-06 Carbide-steel and method for preparation of it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884436204A SU1647039A1 (en) 1988-06-06 1988-06-06 Carbide-steel and method for preparation of it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1647039A1 true SU1647039A1 (en) 1991-05-07

Family

ID=21379514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884436204A SU1647039A1 (en) 1988-06-06 1988-06-06 Carbide-steel and method for preparation of it

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1647039A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2301721C1 (en) * 2005-12-14 2007-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Method for producing alloy carbide steel
RU2487958C2 (en) * 2011-03-11 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА) Suspension cast dispersion-hardening ferrite-carbide die steel
RU2511226C2 (en) * 2012-04-12 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" Method for obtaining pore-free carbide cast iron for manufacture of planishing machines
RU2601363C2 (en) * 2013-10-21 2016-11-10 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Sintered metal working tool made from powder carbide steels
RU2756600C1 (en) * 2020-11-25 2021-10-04 Общество с ограниченной ответственностью "Вириал" (ООО "Вириал") Preparation of carbide plate made of powder carbide steel and method for its heat treatment

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Гуревич Ю,Г, Нарва В.К.. Фраге Н.Р. Карбидосталь. -М.: Металлурги , 1988, с. 64. Мержанов А.Г. и др. Новые методы получени высокотемпературных материалов. - М.: Наука. 1981, с. 193-206. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2301721C1 (en) * 2005-12-14 2007-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Method for producing alloy carbide steel
RU2487958C2 (en) * 2011-03-11 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА) Suspension cast dispersion-hardening ferrite-carbide die steel
RU2511226C2 (en) * 2012-04-12 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" Method for obtaining pore-free carbide cast iron for manufacture of planishing machines
RU2601363C2 (en) * 2013-10-21 2016-11-10 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Sintered metal working tool made from powder carbide steels
RU2756600C1 (en) * 2020-11-25 2021-10-04 Общество с ограниченной ответственностью "Вириал" (ООО "Вириал") Preparation of carbide plate made of powder carbide steel and method for its heat treatment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA72309C2 (en) A method for grain refining of steel, an alloy for grain refining of steel and a method for producing alloy for grain refining
KR100562759B1 (en) Steel materials for cold working tools and parts with good wear resistance, toughness and heat treatment properties and methods of manufacturing the same
KR101736108B1 (en) Casting manufacturing method of cermet and cermet manufactured thereby
CN107746917A (en) Die steel and its production method and application, mold
JP2004501276A (en) Thermal spray formed nitrogen-added steel, method for producing the steel, and composite material produced from the steel
SU1647039A1 (en) Carbide-steel and method for preparation of it
WO1992001072A1 (en) Process for making as-cast ferritic spheroidal graphitic ductile iron
JP4523230B2 (en) Strengthened durable tool steel, method for producing the same, method for producing a member made of the steel, and member obtained
WO1995024513A1 (en) Steel alloys and rolling mill rolls produced therefrom
JPH01212736A (en) High speed steel produced by powder metallurgy and abrasion member produced therefrom and production thereof
JPH0512424B2 (en)
CN101942606A (en) Nitrogen alloyed austenitic hot work die steel and preparation method thereof
KR950006273B1 (en) Method for wear-resistant compound roll manufacture
JP3751433B2 (en) High-speed cast iron material with excellent wear resistance at high temperatures
JP2688729B2 (en) Aluminum corrosion resistant material
RU2095460C1 (en) Cast pressed steel
SU1724723A1 (en) Die steel
EP0285128B1 (en) Manufacturing method for high hardness member
JP3746610B2 (en) High-speed cast iron material with excellent wear resistance at high temperatures
SU1735386A1 (en) Wear-resistant cast iron
EP0798395B1 (en) Heat insulating alloy steel and die casting machine parts
JPH07103442B2 (en) Manufacturing method of high strength sintered alloy steel
JPH0987807A (en) High speed tool steel for high toughness precision casting
SU1323227A1 (en) Method of producing castings
SU1617033A1 (en) Cast iron forn crucibles for aluminium alloys