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不含有钴的高速钢 |
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发布者：www.yuangangc.com 发布时间：2022-07-13 09:16:58 阅读：12258次 【字体：大 中 小】
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一种合金钢，具有能够在高温条件下能够保留高硬度的能力持续很久时间，适合用于作为一种高速工具钢。合金钢在(重量百分比)%包括：0.7%到1.4%的C;少于1%的Mn;少于0.04%的P;达0.7%的Si;3%-6%的Cr;4%-12%的Mo;少于0.5%的Co;0.5%-2.25%的V;1%-7%的W;达1.25%的Al;至少0.04%-2.5%的Nb;0.025%-2.5%的Zr;0.08%-4.75%的Ta 和0.005%-0.7%Ti;基本上平衡Fe。合金也可以具有0.036%-0.300%的S含量;0.30%-1.35%的Mn和可以选择地被处理当在一个液态中具有达到0.05%的Mg或者Ca的时候。
本发明一般涉及冶金的工艺和，更特别地，涉及高速工具钢。
高速钢是复合材料，其含有各种铁基的碳化物颗粒，取决于热处理，各种铁碳合金原子排列结构以奥氏体，铁素体，珠光体和马氏体的形式存在。各种碳化物形成元素，例如，铬，钼、钨和钒，是高速钢的组成。偶尔地，铌和钛被用作另外的碳化物形成元素。这些以上举例的元素被发现形成碳化合物作为莱氏体钢和共析反应的产物，当熔融合金凝固和温度下降时的相变。硅正常地出现以一个高的水平可以被添加到合金中，可以增加可达到的硬度。
由于在机加工更硬的材料的工程期间会产生高温，保持临界的切削表面与工具的硬度相关。工具保持在高温条件下其硬度的能力可以被评估所述工具的硬度。 硬度的保持可以被测量通过测量所述钢铁在一个给定的时间或者加热所述钢以保持一定长度的时间在一个给定的温度，之后测量所述钢材的硬度的保持在室温条件下当所述工具冷却的时候。本发明改进高速钢的热硬性属性而无需使用钴或极高的钨和/或钼组合。钴是不仅昂贵的而且它的供应是不规则的，极高的钨和钼组合的使用生产钢，其难以高温作业，无需利用昂贵的粉末冶金方法。
本发明涉及一种合金钢，具有能够在高温条件下能够保留高硬度的能力持续很久时间，适合用于作为一种高速工具钢。合金钢在(重量百分比)%包括：0.7%到1.4%的C;少于1%的Mn;少于0.04%的P;达0.7%的Si;3%-6%的Cr;4%-12%的Mo;少于0.5%的Co;0.5%-2.25%的V;1%-7%的W;达1.25%的Al;至少0.04%-2.5%的Nb;0.025%-2.5%的Zr;0.08%-4.75%的Ta 和0.005%-0.7%Ti;基本上平衡Fe。合金也可以具有0.036%-0.300%的S含量;0.30%-1.35%的Mn和可以选择地被处理当在一个液态中具有达到0.05%的Mg或者Ca的时候。
具体实施方式
本发明提供一种高速钢，类似于例如AISI M-2 的普通型的高速钢，其带有类似于AISI M-42 的热硬性属性。由于高速钢的硬度和其他物理性能相关于它们的热处理、碳化物尺寸、分布和组合物相关，所述高速钢的理论相由于热Calc.RTM 的计算被检查。其是一个软件程序，其利用组元的已知热力学数值预测阶段形成。最初，一个分馏的析因实验被设计基于那些概念，如小，主要，MC碳化物会抵抗软化。当AISI M-2高速钢被选作为一个基体，碳、钨、钒和钼水平被随着铌和铝的不同的添加量而变化。铌被添加结合碳作为一种高温条件下稳定碳化物的来源。同时铝被添加 以改进所述合金的高温硬度由于其阻碍软化，其也可以被添加提高其铁素体的稳定性和改进材料中铌碳颗粒形态。碳化铌颗粒的形态的改变被其中氧化铝影响，应为其降低熔融钢液中和奥氏体中碳的活度。如果铌的花和物以M6C的形式存在，这些将是大的块状粒子。大的块状粒子是不被期望的，相比更小的细化晶粒，其被典型成形当铌形成M2C类型碳化物的时候。通过铝的使用以提高高速钢的热硬性属性和M-2等级特别已经用于过去，特别是围绕一个重量百分比浓度。不过，铝，降低所述固相线温度基本上和其在热处理过程中的难度由于其限制其能力使用非常高的奥氏体温度用于最大化其硬化反应。铝也增加碳化物含量，其通过中级温度条件下回火而促使第二相析出发生二次强化。通过添加铝合金的热处理硬度也被改进，由于其降低残留奥氏体的数量。在本发明中铝的临界值优选地总数为重量百分数为1.25%。少量的铝在重量百分数为0.025% 至0.25%之间的范围内，其可以有效地获得预期的属性。
[权利要求]:
1. 一种合金钢，其基本上包括(重量百分比)大约0.75% 至1.25%的碳，0.3% 至1.35% 的锰，0.036% 至0.300% 的硫、磷的少于0.04% 、0.1% 至0.7% 的硅、3.25% 至5% 的铬、5.25% 至12% 的钼、少于0.5% 的钴、0.5% 至1.75% 的钒、0.5% 至5% 的钨、0.03% 至1.25%的铝、0.15% 至2.5%的铌、0.25% 至2.5% 的锆、0.3% 至4.75% 的钽，和0.015% 至0.1% 的钛，平衡基本上铁。
2. 权利要求1 的合金钢，其中合金与镁或钙的达到重量百分数为0.05% 的总重量在一个液态中被处理。
3. 一种合金钢，基本上包括(重量百分比)大约0.7% 至1.4% 的碳，达1 % 的锰，磷的少于0.04% 、少于0.7% 的硅，3% 至6% 的铬、4% 至12% 的钼、少于0.5% 的钴、0.75% 至2.25% 的钒、1% 至7% 的钨、0.03% 至1.25% 的铝、0.25% 至2% 的铌，和0.015% 至0.07% 的钛，基本上平衡的铁。
4. 权利要求3 中的铝合金包含大约0.75% 至1.2% 的碳、0.1% 至0.7% 的锰、0.1% 至0.6%的硅、3.25% 至5% 的铬、4% 至10% 的钼、2% 至7% 的钨、0.03% 至0.25% 的铝，和0.015% 至0.05% 的钛，平衡基本上的铁。
5. 一种合金钢，基本上包括(重量百分比)大约0.85% 至1.25% 的碳，0.1% 至0.7% 的锰，磷的少于0.04% 、0.1% 至0.7% 的硅、3.25% 至5% 的铬、5.25% 至12% 的钼、少于0.5%的钴、0.75% 至2.25% 的钒，3% 至7% 的钨、0.03% 至1.25% 的铝、0.25% 至2% 的铌，和0.015% 至0.07% 的钛，基本上平衡的铁。
6. The alloy steel of claim 3 containing about 0.75 to 1.25% carbon, 0.1 to 0.7% manganese, 0.1 to 0.7% silicon, 3.25 to 5.0% chromium, 5.25 to 12.00% molybdenum, 0.75 to 1.75% vanadium, 1.0 to 5.0% tungsten, 0.03 to 1.25% aluminum, and 0.015 to 0.1 % titanium, balance substantially iron.
6. 权利要求3 的合金钢包含大约0.75% 至1.25% 的碳、0.1% 至0.7% 的锰、0.1% 至0.7% 的硅、3.25% 至5.0% 的铬、5.25% 至12.00% 的钼、0.75% 至1.75% 的钒、1.0% 至5.0% 的钨、0.03% 至1.25% 的铝，和0.015% 至0.1% 的钛，基本上平衡的铁。 |
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