SE500007C2 - Snabbstål med stor slitstyrka framställt av pulver - Google Patents

Snabbstål med stor slitstyrka framställt av pulver

Info

Publication number
SE500007C2
SE500007C2 SE9102299A SE9102299A SE500007C2 SE 500007 C2 SE500007 C2 SE 500007C2 SE 9102299 A SE9102299 A SE 9102299A SE 9102299 A SE9102299 A SE 9102299A SE 500007 C2 SE500007 C2 SE 500007C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
vanadium
steel
iron
molybdenum
tungsten
Prior art date
Application number
SE9102299A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9102299L (sv
SE9102299D0 (sv
Inventor
Henry Wisell
Original Assignee
Erasteel Kloster Ab
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 Erasteel Kloster Ab filed Critical Erasteel Kloster Ab
Priority to SE9102299A priority Critical patent/SE500007C2/sv
Publication of SE9102299D0 publication Critical patent/SE9102299D0/sv
Priority to US08/193,045 priority patent/US5578773A/en
Priority to AU24301/92A priority patent/AU2430192A/en
Priority to EP92917844A priority patent/EP0598814B1/en
Priority to AT92917844T priority patent/ATE150994T1/de
Priority to DE69218779T priority patent/DE69218779T2/de
Priority to PCT/SE1992/000538 priority patent/WO1993002821A1/en
Priority to JP50350493A priority patent/JP3809185B2/ja
Publication of SE9102299L publication Critical patent/SE9102299L/sv
Publication of SE500007C2 publication Critical patent/SE500007C2/sv

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/0003
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/02Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0278Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/36Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.7% by weight of carbon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Description

lO 15 20 25 30 35 "5oo 007 hand till halterna av vanadin, molybden och wolfram för bildandet av nämnda karbider. Dessutom ingår i nämnda karbider även mindre mängder krom, järn och mangan.
Därför skall kolhalten vara minst 2.3 %, företrädesvis minst 2.35 %, lämpligen minst 2.4 %. Ã andra sidan får kolhalten inte vara så hög att den förorsakar sprödhet. Dessa villkor ger ett smalt optimalt kolhaltsintervall och innebär att kolhalten maximalt får uppgå till 2.8 %, företrädesvis till max 2.7 % och lämpligen till max 2.65 %. En optimal kolhalt är cirka 2.5 %.
Kisel kan förekomma i stålet som restprodukt från desoxidation av stålsmältan i halter som är normala från desoxidationspraxis, dvs max l.O%, normalt max O.7%.
Mangan kan också förekomma i första hand som en restprodukt från den smältmetallurgiska processtekniken, där mangan har betydelse för att på känt sätt oskadliggöra svavelföroreningar genom att bilda mangan- sulfider. Den maximala manganhalten i stålet är 1.0%, företrädesvis max O.5%.
Krom skall förekomma i stålet i en halt av lägst 3%, företrädesvis lägst 3.5%, för att medverka till att stålets grundmassa - dess matrix - får tillräcklig hårdhet. För mycket krom medför dock risk för svåromvandlad restaustenit. Kromhalten begränsas därför till max 5%, företrädesvis max 4.5%.
Molybden och wolfram skall förekomma i stålet för att vid anlöpning efter upplösningsbehandling ge sekundärhårdnande på grund av utskiljning av M2C-karbider och därmed bidraga till den önskade slitstyrkan hos stålet. Gränserna väljs för att genom anpassning till övriga legeringselement ge lämpligt sekundärhårdnande. Molybden bör förekomma i en lägsta halt av 2.5 %, företrädesvis minst 2.7 % och lämpligen lägst 2.8 %. Wolfram bör också finnas i en lägsta halt av 2.5 % men företrädesvis i en halt av minst 3.7 % och lämpligen minst 3.8 %. Molybdenhalten bör inte överstiga 4.5 %, företrädesvis inte 10 15 20 25 30 35 500 007 överstiga 3.3 % och lämpligen inte översiga 3.2 %, medan wolframhalten inte bör översiga 4.5 %, företrädesvis inte överstiga 4.3 % och lämpligen inte överstiga 4.2 %. I princip kan molybden och wolfram helt eller delvis ersätta varandra, varvid wolfram kan ersättas av halva mängden molybden, eller molybden ersättas av dubbla mängden wolfram. Erfarenhetsmässigt vet man emellertid att molybden och wolfram bör ingå i de angivna proportionerna på denna totala nivå av nämnda legeringsämnen, eftersom detta ger vissa tillverkningstekniska, mer bestämt värmebehandlingstekniska fördelar.
Vanadin bildar med kol mycket hårda vanadinkarbider, MC. Ju mer vanadin stålet innehåller desto mer MC bildas (förutsatt att kol tillsättes i anpassad mängd) och desto slitstarkare blir stålet.
Vanadinhalten skall därför vara hög. Snabbstål med höga vanadinhalter liksom även snabbstål med vanadinhalter som är normala för konven- tionella snabbstål blir emellertid spröda, om materialet framställs genom konventionell göttillverkning, eftersom man då erhåller stora och i allmänhet ojämnt fördelade primära vanadinkarbider, vilka inte upplöses vid härdningen utan blir kvar i oupplöst form och verkar försprödande.
Detta problem löses genom uppfinningen genom att framställa stålet pulvermetallurgiskt, varigenom tillförsäkras att de primära vanadin- karbiderna blir små och jämnt fördelade i stålet.
Den mindre del av vanadinkarbidvolymen som upplöses vid härdning utskiljs emellertid åter som MC-karbider vid anlöpning och medverkar härvid till en förstärkning av sekundärhårdnandet.
Vanadin har alltså en nyckelroll för att åstadkomma den stora slit- styrkan i stålet - och även för att ge en adekvat seghet enligt uppfinningen - och skall därför förekomma i en halt av minst 7.5 %, företrädesvis minst 7.8 % och lämpligen minst 7.9 %. Alltför mycket vanadin kan emellertid förorsaka sprödhet, varför vanadinhalten begränsas till max 9.5 %, företrädesvis 9 % och lämpligen max 8.5 %.
Den nominella vanadinhalten uppgår till 8 %. 10 15 20 25 30 35 i'50o 007 Förutom ovan nämnda element innehåller stålet kväve, oundvikliga föroreningar samt andra restprodukter från stålets smältmetallurgiska behandling än de ovan nämnda i normala halter. Kobolt, som kan före- komma i vissa snabbstål och andra verktygsstål, ingår normalt inte i detta stål men kan tolereras i halter upp till max 1.0%, företrädesvis max O.5%. Eftersom stålet skall kunna användas vid rumstemperatur, innehåller stålet emellertid lämpligen ingen kobolt, eftersom detta kan göra stålet mindre segt. Andra element kan avsiktligt tillsättas stålet i mindre halter, under förutsättning att de dels inte ändrar de avsedda interaktionerna mellan stålets legeringselement, dels inte försämrar stålets avsedda egenskaper och dess lämplighet för de avsedda applikationerna.
Stålets tekniska egenskaper kan beskrivas enligt följande: - Stålet utgörs av ett pulvermetallurgiskt framställt snabbstål, vars legeringssammansättning främst utmärks av en hög vanadinhalt. I leveranstillstånd har stålet en huvudsakligen ferritisk grundmassa, som innehåller en betydande mängd karbid, främst vanadinkarbid, Karbiderna är finkorniga och jämnt fördelade i stålet.
- Efter upplösningsbehandling i temperaturområdet 1000-l250°C, före- trädesvis inom området 1050-l220°C och svalning till rumstemperatur har stålets matrix en övervägande martensitisk struktur men med en hög restaustenithalt. En del av karbiderna är upplösta men 15-20 volym-% finkorniga, jämnt fördelade vanadinkarbider finns kvar i stålet.
- Genom anlöpning till en temperatur inom temperaturintervallet 500-600°C ökas hårdheten till 58-66 HRC (hårdheten inom detta inter- vall beror på upplösningstemperaturen), genom att restausteniten väsentligen elimineras och omvandlas till martensit och genom sekun- där utskiljning av M2C-karbider, där M främst utgörs av molybden och wolfram och till mindre del av krom, mangan och järn, och MC-karbider, där M främst utgörs av vanadin.
- Genom den stora mängden vanadinkarbid, får det härdade och anlöpta stålet en mycket stor slitstyrka vid rumstemperatur, och genom legeringskombinationen får stålet i övrigt en adekvat kombination av hårdhet och seghet för exempelvis följande typer av verktyg: verktyg 10 15 20 25 30 35 500 007 för att skära i papper och trä, såsom arkskärknivar; pulverstämplar och driftar. Andra tänkbara användningar är för föremål som utsätts för slitage mot vägbanor, såsom däckdubb.
Snabbstålet enligt uppfinningen och dess egenskaper skall i det följande ytterligare belysas genom utförda försök. Härvid kommer att hänvisas till bifogade ritningsfigurer, av vilka Fig. 1 utgör ett diagram innehållande kurvor som visar hårdheten hos de undersökta stålen efter anlöpning som funktion av härdningstemperaturen, och Fig. 2 utgör ett diagram innehållande kurvor som visar hårdheten hos de undersökta stålen som funktion av anlöpningstemperaturen.
De undersökta stålen hade en sammansättning enligt tabell 1. 500 G07 mficuåmnwwcficwnounm fimeLoc mm mwwfi mwmcw cmx :we Nuåomuouc: .wm u .mtc .m.= N.@H wa. N.« @.N .@.= H.< >N. ww. «@.N NNNHNN N .@.= @.@H ON. N.< @m.N .N.= H.< om. ßw. mm.N ßmNflH@ N .m.= «.æ NN. m.m >w.N .m.= o.< vw. mv. @N.N @wNHHm w .@.: mm.w NN. H.< o.m .@.= o.w Nm. mm. ~H.N WNNHHN m .«.: m.w om. H.< H.N .N.= o.< vw. Hm. «@.~ QNNHHN Q Nøfi. w~.@ Hm. @@.@ w@.N NN. æH.« NN. mv. wm.N oovfiflm N mwo. HH.N Nm. >@.m @@.N NH. >@.N om. mw. m@.N Nowflfim N mwo. @~.æ Nm. ß@.N N@.N wwo. Ho.« NN. vw. om.N Hovfiñw N z > ou a. oz fiz nu =: Nm U pc wwuwzu nu Amaw H fifiwnua 10 15 20 25 30 35 500 007 Samtliga stål framställdes pulvermetallurgiskt i form av 200- kilokapslar, som konsoliderades till fullständig täthet genom hetíso- statisk pressning vid ll50°C, 1 h och 1000 bar. Av detta material framställdes stänger med dimensionen 10 mm runt genom varmvalsning. Av dessa stänger framställdes provstycken som härdades genom upplösníngs- behandling vid härdtemperaturer varierande mellan 1050 och l220°C, svalning till rumstemperatur samt anlöpning till olika temperaturer mellan 500 och 600°C. Uppnådda hårdheter vid olika härdtemperaturer efter anlöpning till 560°C framgår av kurvorna i Fig. 1, medan hård- hetens beroende av anlöpningstemperaturen framgår av kurvorna i Fig. 2. I det senare fallet hade samtliga stål härdats från en upplös- ningstemperatur på ll80°C. Av diagrammen kan utläsas att högsta hård- het uppnås med de uppfinningsenliga stålen 1, 2 och 3. Av ett stål med sammansättning enligt uppfinningen framställdes arkskärknivar. Vid fältprovning höll dessa knivar cirka 3 månader, medan knivar av jämförelsematerialet ASP R 23 höll cirka 3 veckor under likartade förhållanden, vilket indikerar att stålet enligt uppfinningen har mycket god slitstyrka vid skärning i papper och att det även har en för denna applikation tillräcklig seghet.

Claims (5)

500 007 PATENTKRAV
1. Snabbstål, k ä n n e t e c k n a t av att det är framställt pulvermetallurgiskt och att det har följande kemiska sammansättning 5 2.3 - 2.8 C från spår - max 1.0 Si från spår - max 1.0 Mn 3.5 - 4.5 CT 2.5 - 4.5 MO 10 2.5 - 4.5 7.5 - 9.5 rest väsentligen endast järn, föroreningar och accessoriska element i normala halter. 15
2. Snabbstål enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att det är framställt pulvermetallurgiskt och att det har följande kemiska sammansättning 20 2.35 - 2.70 C från spår - max 1.0 Si från spår - max 1.0 Mn 3.7 _ 4.3 Cr 2.7 _ 3.3 Mo 25 3.7 - 4.3 7.8 - 9 rest väsentligen endast järn, föroreningar och accessoriska element i normala halter. 30
3. Snabbstål enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att det är framställt pulvermetallurgiskt och att det har följande kemiska sammansättning 35 10 15 20 25 30 35 500 C07 2.4 - 2.65 C $ 0.7 Si 3 0.5 Mn 3.8 - 4.2 Cr 2.8 - 3.2 Mo 3.8 - 4.2 W 4 7.9 - 8.5 V rest väsentligen endast järn, föroreningar och accessoriska element i normala halter.
4. Snabbstål enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att det har den nominella sammansättningen: 2.5 C 0.4 Si 0.3 Mn 4 Cr 3 Mo 4 8 rest väsentligen endast järn, föroreningar och accessoriska element i normala halter.
5. Snabbstål enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a t av att det efter härdning från en temperatur mellan 1000-1250°C, avkylning till rumstemperatur och anlöpning vid 500-600°C har en hårdhet av 58-66 HRC, och att det efter nämnda värmebehandling inne- håller 10-20 volym4% MC-karbider, huvudsakligen i form av V-karbider.
SE9102299A 1991-08-07 1991-08-07 Snabbstål med stor slitstyrka framställt av pulver SE500007C2 (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9102299A SE500007C2 (sv) 1991-08-07 1991-08-07 Snabbstål med stor slitstyrka framställt av pulver
US08/193,045 US5578773A (en) 1991-08-07 1992-08-04 High-speed steel manufactured by powder metallurgy
AU24301/92A AU2430192A (en) 1991-08-07 1992-08-04 High-speed steel manufactured by powder metallurgy
EP92917844A EP0598814B1 (en) 1991-08-07 1992-08-04 High-speed steel manufactured by powder metallurgy
AT92917844T ATE150994T1 (de) 1991-08-07 1992-08-04 Pulvermetallurgisch hergestellter schnellarbeitsstahl
DE69218779T DE69218779T2 (de) 1991-08-07 1992-08-04 Pulvermetallurgisch hergestellter schnellarbeitsstahl
PCT/SE1992/000538 WO1993002821A1 (en) 1991-08-07 1992-08-04 High-speed steel manufactured by powder metallurgy
JP50350493A JP3809185B2 (ja) 1991-08-07 1992-08-04 粉末治金で製造した高速度鋼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9102299A SE500007C2 (sv) 1991-08-07 1991-08-07 Snabbstål med stor slitstyrka framställt av pulver

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9102299D0 SE9102299D0 (sv) 1991-08-07
SE9102299L SE9102299L (sv) 1993-02-08
SE500007C2 true SE500007C2 (sv) 1994-03-21

Family

ID=20383418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9102299A SE500007C2 (sv) 1991-08-07 1991-08-07 Snabbstål med stor slitstyrka framställt av pulver

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE500007C2 (sv)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108411220A (zh) * 2018-04-26 2018-08-17 河冶科技股份有限公司 高碳高钒耐磨钢及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
SE9102299L (sv) 1993-02-08
SE9102299D0 (sv) 1991-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4805574B2 (ja) 冷間加工鋼及び冷間加工工具
US5714114A (en) High hardness martensitic stainless steel with good pitting corrosion resistance
CN101418409B (zh) 耐磨铸铁
JP3809185B2 (ja) 粉末治金で製造した高速度鋼
US2572191A (en) Alloy steel having high strength at elevated temperature
SE426177B (sv) Varmarbetsstal
JP2968844B2 (ja) 耐孔食性の優れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼
JP3587330B2 (ja) 耐孔食性の優れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼
US3663316A (en) Steel for saw blades
JP4535878B2 (ja) 溶接可能な鋼建築構成部材およびその製造方法
US5202089A (en) Precipitation-hardenable tool steel
SE500007C2 (sv) Snabbstål med stor slitstyrka framställt av pulver
SE507851C2 (sv) Användning av ett stål som material för skärverktygshållare
US4395284A (en) Abrasion resistant machinable white cast iron
SE411227B (sv) Stallegering
CZ20013225A3 (cs) Nerezavějící ocel pro kritické aplikace, kalitelná precipitací a se zvýąenou obrobitelností
JPH06509842A (ja) 粉末冶金で製造した高速度鋼
SE518023C2 (sv) Stål för plastformningsverktyg och detaljer av stålet för plastformningsverktyg
SE467929B (sv) Utskiljningshaerdande, austenitiskt varmarbetsstaal samt saett att framstaella verktyg av staalet
US4917860A (en) Corrosion resistant alloy
JP2005171303A5 (sv)
JPH11140591A (ja) 耐食性プラスチック成形金型用鋼
JPH07238348A (ja) 高周波焼入用耐銹・耐摩耗用鋼
US2174281A (en) Ferrous alloy
JPH1161323A (ja) 高強度ダクタイル鋳鉄およびその熱処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed