RZECZPOSPOLITAPOLSKA (12) OPIS PATENTOWY (12) PL (11) 179042 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia 308694 U rząd Patentow y (22) Data zgłoszenia 19.05.1995 Rzeczypospolitej Polskiej (51) IntCl7 C22C 38/18 (54) Stal nierdzewna o strukturze ferrytycznej i o dobrej obrabialności (30) Pierwszeństwo: (73) Uprawniony z patentu: 31.05.1994,FR,9406590 UGINE SAVOIE IMPHY, Ugine, FR (43) Zgłoszenie ogłoszono: 11.12.1995 BUP 25/95 (72) Twórcy wynalazku: Pierre Pedarre, Annecy, FR Pascal Terrien, Albertville, FR (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: (74) Pełnomocnik: 31.07.2000 WUP 07/00 Słomczyńska Elżbieta, POLSERVICE PL 179042 B1 (57) 1. Stal nierdzewna o strukturze ferrytycznej i o dobrej obrabialności, zwłaszcza do obróbki na automatach tokarskich, zawierająca wagowo max. 0,17% węgla, max. 2% krzemu, max. 2% manganu 1 od 11% do 20% chromu, znamienna tym, że zawiera max. 1% niklu, max. 3% molibdenu, max. 0,55% siarki, min. 3 10-4% wapnia i min. 70-10-4% tlenu, reszta żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stosunek zawartości wapnia do tlenu Ca/O jest zawarty od 0,2 do 0,6. Fig 3
Stal nierdzewna o strukturze ferrytycznej i o dobrej obrabialności Zastrzeżenia patentowe 1. Stal nierdzewna o strukturze ferrytycznej i o dobrej obrabialności, zwłaszcza do obróbki na automatach tokarskich, zawierająca wagowo max. 0,17% węgla, max. 2% krzemu, max. 2% manganu i od 11% do 20% chromu, znamienna tym, że zawiera max. 1% niklu, max. 3% m olibdenu, max. 0,55% siarki, min. 3 10-4% wapnia i min. 70 10-4% tlenu, reszta żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stosunek zawartości wapnia do tlenu Ca/O jest zawarty od 0,2 do 0,6. 2. Stal według zastrz. 1, zawierająca wagowo max. 0,12% węgla, max. 2% krzemu, max. 2% manganu, od 15% do 19% chromu, znamienna tym, że zawiera wagowo max. 1% niklu, max. 0,55% siarki, min. 35 10-4% wapnia i min. 70 10-4% tlenu, przy czym stosunek zawartości wapnia do tlenu Ca/O jest zawarty od 0,35 do 0,6. 3. Stal według zastrz. 1, zawierająca wagowo max. 0,08% węgla, max. 2% krzemu, max. 2% manganu i od 15% do 19% chromu, znamienna tym, że zawiera wagowo 1 % niklu, max. 3% molibdenu, max. 0,55% siarki, min. 35 10-4% wapnia i min. 70 10-4% tlenu, przy czym stosunek zawartości wapnia do tlenu Ca/O wynosi max. 0,35 i min. 0,6. 4. Stal według zastrz. 1 albo 3, znamienna tym, że zawiera max. 0,035% siarki. 5. Stal według zastrz. 1 albo 3, znamienna tym, że zaw iera od 0,15% do 0,45% siarki. 6. Stal według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że zawiera od 0,05%) do 0,15% siarki. 7. Stal według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że zawiera wtrącenia krzemowo- -aluminiowe tlenku wapniowego typu anortytu i/lub pseudowollastonitu i/lub gelenitu. * * * Przedmiotem wynalazku jest stal nierdzewna o strukturze ferrytycznej i o dobrej obrabialności, przeznaczona zwłaszcza do obróbki na automatach tokarskich. Określa się jako stale nierdzewne stopy żelaza zawierające przynajmniej 10,5% chromu. Inne składniki wchodzące w skład stali mają na celu modyfikację jej struktury i własności. Znane są cztery grupy stali nierdzewnych zróżnicowane poprzez swoją strukturę. Są to, stale nierdzewne o strukturze martenzytycznej, o strukturze austenitycznej, o strukturze austenityczno-ferrytycznej i o strukturze ferrytycznej. Stale nierdzewne ferrytyczne charakteryzują się określonym składem, zwłaszcza strukturą ferrytyczną zapewnioną, po walcowaniu i ochłodzeniu, poprzez obróbkę cieplną w yżarzania. Wśród czterech dużych grup stali nierdzewnych ferrytycznych, określonych zwłaszcza w zależności od ich zawartości chromu i węgla, wymienia się stale nierdzewne ferrytyczne o zawartości węgla do 0,17% i stale nierdzewne ferrytyczne o zawartości chromu od 11% do 12%, stale nierdzewne ferrytyczne o zawartości 17% chromu i stale nierdzewne ferrytyczne o zawartości chromu powyżej 24%. Stale nierdzewne ferrytyczne zawierające do 0,17% węgla, po ochłodzeniu następującym po ich wytworzeniu, m ają strukturę dwufazową austenityczno-ferrytyczną. Następnie są przekształcone w stale nierdzewne ferrytyczne po wyżarzaniu mimo stosunkowo podwyższonej zawartości węgla. Stale nierdzewne ferrytyczne o zawartości chromu w granicach od 11 do 12% są dosyć bliskie stalom martenzytycznym zawierającym 12% chromu, ale różnią się swoją zawartością węgla, która jest wyraźnie niższa.
179 042 3 Poniżej, w tabeli podano skład znanych stali wymienianych dalej w opisie Symbol stali C c S1 % Mn % P <% S % Cr % Mo % N1 % Cu % Inne AISI 430 <0,12 <1,00 <1,00 0,040 <0,030 16,0-18,0 - - - - A ISI 434 (Z8 CD 17-01) <0,12 1,00 1,00 0,040 0,030 16,0-18,0 0,75-1,25 A IS I 430F <0,12 <1,00 <1,25 0,060 <0,150 16,0-18,0 (< 0,60) - - - A IS I 420A 0,16-0,25 <1,00 <1,5 0,040 <0,030 12,0-14,0 - - - - AISI 416 (Z 1 2 CF13) <0,15 <1,00 <1,25 0,06 >0,15 12,0-14,0 A IS I 420B (Z33 C l3) 0,26-0,35 <1,00 1,5 <0,04 <0,030 12,0-14,0 Zr lub Mo <0,60 A IS I 304 <0,08 <1,00 <2,00 0,045 <0,030 18,0-20,0-8,00-10,5 - - F I62 PH (Z7CNU 16-04) <0,07 <0,070 <1,5 <0,04 <0,030 15-17 3-5 3-5 N b - 5XC/0,45 Stale nierdzewne ferrytyczne o zawartości 17% chromu są najbardziej znane. Występują również liczne odmiany, w szczególności w zależności od zawartości węgla. Dodatek molibdenu pozwala ulepszyć ich odporność na korozję. Ogólnie, struktura ferrytyczna stali jest przede wszystkim otrzymywana poprzez ograniczenie ilości węglika chromu, dlatego większość stali nierdzewnych ferrytycznych ma zawartość węgla niższą od 0,12% a nawet 0,08%. Stale nierdzewne ferrytyczne o zawartości chromu 17% są stabilizowane poprzez dodatek elementów mających silne powinowactwo do węgla lub azotu, takich jak tytan, niob, cyrkon. Elementy zawarte w składzie stali sprzyjające powstaniu fazy ferrytycznej o strukturze regularnie przestrzennie centrycznej nazywane są alfa-gennymi. Wśród nich występują chrom i molibden. Inne elementy zwane gamma-gennymi sprzyjąją powstawaniu fazy gamma austenitycznej o strukturze regularnej płasko-centrycznej. Do takich elementów należy nikiel jak również węgiel i azot. W czasie walcowania stali na gorąco, struktura stali może być dwufazowa, ferrytyczna i austenityczna. Jeśli na przykład chłodzenie jest energiczne, struktura końcowa jest ferrytyczna i martenzytyczna. Jeśli jest wolniejsze, austenit rozkłada się częściowo na ferryt i węgliki, ale z zawartością węglików bogatszą niż osnowa otaczająca, austenit ma bowiem na gorąco większą rozpuszczalność węgla niż ferryt. W dwóch przypadkach, odpuszczanie lub wyżarzanie powinno być stosowane dla stali walcowanych na gorąco i chłodzonych dla wytworzenia struktury całkowicie ferrytycznej. Odpuszczanie może następować w temperaturze około 820 C niższej niż temperatura A l przemiany alfa -> gamma, która wywołuje wydzielanie się węglików. Można również przeprowadzać wyżarzanie w temperaturze wyższej, na przykład 870 C, które prowadzi do większego zmiękczenia martenzytu ale powoduje częściową przemianę w austenit. Chłodzenie powolne jest wówczas konieczne celem rozłożenia wytworzonego austenitu w ferryt i węgliki, unikając w ten sposób formowania się nowego martenzytu. Przy wytwarzaniu stali ferrytycznych, nazywanych stabilizowanymi, węgiel łączy się ze składnikami stabilizującymi takimi jak tytan i/lub niob i nie uczestniczy więcej w tworzeniu fazy gamma-gennej, nie będąc obecny w osnowie. W tym przypadku, jest możliwe otrzymanie, po walcowaniu na gorąco, stali której struktura jest całkowicie ferrytyczna Z punktu widzenia własności fizycznych, różnicę najbardziej zauważalną między stalami ferrytycznymi i stalami austenitycznymi stanowią własności ferromagnetyczne tych pierwszych. Przewodnictwo cieplne stali ferrytycznych jest bardzo niskie. Mieści się ono między przewodnictwem stali martenzytycznych a przewodnictwem stali austenitycznych w temperaturze otoczenia. Przewodnictwo to jest równoważne przewodnictwu stali austenitycznych w tempera-
4 179 042 turach zawartych między 800 C a 1000 C, temperaturach, które odpowiadają temperaturom stali podczas obróbki skrawaniem. Z punktu widzenia obróbki, współczynnik rozszerzalności cieplnej stali ferrytycznych jest około 60% większy niż dla stali austenitycznych. Ponadto, stale ferrytyczne mają własności mechaniczne wyraźnie gorsze niż stale martenzytyczne i austenityczne. Przykładowo, tabela poniżej przedstawia grupę stali nierdzewnych ferrytycznych, martenzytycznych, austenitycznych i odpowiadające im własności mechaniczne (Rm). Stal nierdzewna Norma Rm (MPa) Ferrytyczna A IS I 430 440-640 A IS I 430F 440-640 Martenzytyczna A IS I 420A 7 0 0-850 AISI 420B (Z33 C l3 850-1000 F162PH (Z7 CNU 16-04) 9 30-1100 (hartowana) Austenityczna A IS I 304 510-7 1 0 Przy wytwarzaniu stali o strukturach ferrytycznych, naprężenia płynięcia plastycznego w temperaturach walcowania są wyraźnie słabsze niż naprężenia płynięcia występujące w stalach austenitycznych lub martenzytycznych. W związku z tym walcowanie jest przeprowadzane przy temperaturach odpowiednio niższych. Tytułem przykładu, naprężenie płynięcia w temperaturze walcowania 1100 C i przy szybkości odkształcania 1 s-1wynosi 110 MPa dla stali martenzytycznej typu A ISI 420A, 130 M Pa dla stali austenitycznej typu A ISI 304 podczas, gdy naprężenie to wynosi 30 MPa dla stali ferrytycznej typu AISI 430. Stale o strukturze ferrytycznej nie są poddawane chłodzeniu szybkiemu typu hartowania lub przesycania jak stale martenzytyczne lub austenityczne. S ą one natomiast poddane różnorodnym, specyficznym obróbkom cieplnym, które nadają stalom ich strukturę. Odmienne obróbki cieplne m ają także na celu ujednorodmenie składnika chromu i uniknięcie tworzenia się węglika chromu oraz występowania stref zubożonych w chrom. Na przykład stale o strukturze ferrytycznej o zawartości 17% chromu nie stabilizowane mają po walcowaniu strukturę ferrytycznąi martenzytyczną. Obróbka cieplna zapewnia z jednej strony przekształcenie martenzytu w ferryt i w węgliki a z drugiej strony równomierne rozmieszczenie chromu. Podczas ich wykorzystywania, stale nierdzewne ferrytyczne stwarzają bardzo odmienne problemy obrabialności od problemów napotykanych przy stalach nierdzewnych o strukturze austenitycznej lub martenzytycznej. Dużą niedogodnością stali ferrytycznych jest złe ukształtowanie wióra. Stale te dają wióry długie i skłębione, które są bardzo trudne do rozdrobnienia. Stwarza to konieczność pozostawania przy obrabiarce celem oczyszczania narzędzia. Ta niedogodność może stać się bardzo szkodliwą przy tych rodzajach obróbki, gdzie wiór jest zatrzymywany, jak na przykład w głębokim wierceniu, przecinaniu. Rozwiązaniem, pozwalającym usunąć ten problem jest obróbka ze zwiększoną szybkością skrawania, powodującą rozdrabnianie wióra, ale zwiększenie szybkości skrawania z jednej strony zmniejsza w sposób krytyczny trwałość narzędzi, a z drugiej strony obrabiarki nie zawsze pozwalają osiągnąć wystarczająco wysokie szybkości, w szczególności podczas obróbki małych średnic, zwłaszcza na automatach tokarskich. Innym rozwiązaniem dla złagodzenia problemów obróbki stali ferrytycznych jest wprowadzenie siarki do ich składu. Siarka tworzy z manganem siarczki manganu, które wywołują pozytywny wpływ na łamliwość wiórów i dodatkowo na trwałość narzędzi. Jednakże, siarka obniża
179 042 5 własności stali ferrytycznej, zwłaszcza podatność na odkształcenie na gorąco i na zimno oraz odporność na korozję. Omawiane stale ferrytyczne zawierają zwykle wtrącenia twarde typu chromitu (Cr Mn, Al Ti)O, tlenku glinowego (AlMg)O, krzemianu (SiMn)O, ścierające narzędzia tnące. Stwierdzono, że stale ferrytyczne nasiarczone m ają dobrą obrabialność, jednakże oprócz obniżonej odporności na korozję m ają także obniżone własności mechaniczne w kierunku poprzecznym. Wynalazek ma na celu opracowanie stali ferrytycznej o dobrej obrabialności, mającej dużo lepsze własności do tych, jakie mają na przykład, stale ferrytyczne nasiarczone oraz przedstawić w innej postaci stal ferrytyczną obrabialną nie zawierającą wcale lub mało siarki. Stal nierdzewna o strukturze ferrytycznej i o dobrej obrabialności, zwłaszcza do obróbki na automatach tokarskich, zawierająca wagowo max. 0,17% węgla, max. 2% krzemu, max. 2 % manganu i od 11% do 20% chromu, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że zawiera max. 1%) niklu, max. 3% molibdenu, max. 0,55%) siarki, min. 30 10-4% wapnia i min. 70 10-4% tlenu, reszta żelazo i nieuniknione zanieczyszczenia, przy czym stosunek zawartości wapnia do tlenu Ca/O jest zawarty od 0,2 do 0,6. Stal, zawierająca wagowo max. 0,12 % węgla, max. 2 % krzemu, max. 2 % manganu, od 15% do 19% chromu, zawiera wagowo max. 1% niklu, max. 0,55% siarki, min. 35 10-4% wapnia i min. 70 10-4% tlenu, przy czym stosunek zawartości wapnia do tlenu Ca/O jest zawarty od 0,35 do 0,6. Stal, zawierająca wagowo max. 0,08% węgla, max. 2 % krzemu, max. 2 % manganu i od 15% do 19% chromu, zawiera wagowo max. 1% niklu, max. 3% molibdenu, max. 0,55% siarki, mm. 35 10-4% wapnia i min. 70 10-4% tlenu, przy czym stosunek zawartości wapnia do tlenu Ca/O wynosi max. 0,35 i min. 0,6. Stal zawiera max. 0,035% siarki. Stal zawiera od 0,15% do 0,45% siarki. Stal zawiera od 0,05%> do 0,15% siarki. Stal zawiera wtrącenia krzemowo-aluminiowe tlenku wapniowego typu anortytu i/lub pseudowollastonitu i/lub gelenitu. Przedmiot wynalazku zostanie bliżej przedstawiony w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 i fig. 2 przedstawiają wykresy ukształtowania wiórów w zależności od warunków skrawania, odpowiednio dla znanej stali ferrytycznej AISI 430 nienasiarczonej, oznaczonej odnośnikiem A i dla stali austenitycznej AISI 304, fig. 3 - różne ukształtowania wiórów pochodzących z obróbki na automacie tokarskim różnych materiałów, fig. 4 - wykres potrójny określający składniki tlenków ciągliwych wprowadzone do składu stali ferrytycznej według wynalazku, fig. 5 i fig. 6 - wykresy ukształtowania wiórów w zależności od warunków skrawania odpowiednio dla znanej stali C ferrytycznej AISI 430F nasiarczonej i dla stali ferrytycznej nasiarczonej S według wynalazku, fig. 7 - wykres trzech krzywych charakterystyk badań skrawalności, z których jedna odpowiada stali odniesienia A, dwie pozostałe odpowiadają dwu stalom C 1i C2 według wynalazku zawierającym mało siarki, fig. 8 - wykres ukształtowania wiórów w zależności od posuwu narzędzia i głębokości skrawania dla stali C2 według wynalazku. Problemy skrawalności stali nierdzewnych ogólnie oraz w zależności od różnych struktur użytych stali, różnią się między sobą, choć posiadają pewną własną, szczególną specyfikę. Problemy związane z obróbką stali ferrytycznych są odmienne od problemów występujących podczas obróbki stali austenitycznych lub martenzytycznych. Na przykład, wadą stali nierdzewnych austenitycznych jest to, że są one podatne na umocnienia i zużywają bardzo szybko narzędzia skrawające, a ponadto ukształtowanie wiórów jest złe, chociaż bez porównania z występującym w stalach ferrytycznych. Figura 1 i figura 2 przedstawiają wykresy ukształtowania wiórów w zależności od posuwu i głębokości skrawania ustalone odpowiednio dla stali ferrytycznej AISI 430 nie nasiarczonej odpowiadającej oznaczmkowi A i dla stali austenitycznej AISI 304. Aby móc porównać ukształtowania wiórów, na fig. 3 różnym ukształtowaniom wiórów przyporządkowano szereg kolejnych cyfr, z których pierwsza określa ogólny wygląd wióra i tworzy kolumny tabeli, takie jak 1: w ió r wstęgowy; 2: w ió r rurkowy; 3: wiór spiralny; 4: w ió r śrubo-
6 179 042 wy pierścieniowy; 5: wiór śrubowy stożkowy; 6: wiór łukowy; 7: wiór elementowy; 8: wiór igłowy, druga zaś cyfra charakteryzuje wymiary i kształt sklasyfikowany w każdej kolumnie taki jak 1: długi; 2: krótki; 3: skłębiony; 4: płaski; 5: stożkowy; 6: połączony; 7; oddzielony. Stale nierdzewne martenzytyczne mają podwyższone własności mechaniczne, co powoduje wysokie temperatury skrawania i szybkie zużycie narzędzi. Z uwagi na niższe własności mechaniczne stali nierdzewnych o strukturze ferrytycznej, stale wymagają odmiennych warunków obróbki i powodują mniejsze zużycie narzędzi skrawających niż stale martenzytyczne. W ystępują dwa typy stali nierdzewnych ferrytycznych w zależności od zawartości siarki. Stale automatowe, które mają zawartość siarki w granicach od 0,15% do 0,55%. Ten typ stali stosowanych do obróbki na automatach tokarskich charakteryzuje się dobrą skrawalnością, ma natomiast gorszą odporność na korozję. Stale standardowe m ają zawartość siarki poniżej 0,035%, ten typ stali posiada dobrą odpomość na korozję, ale jest słabo lub wcale nie obrabialny, właśnie z powodu trudności napotykanych przy obróbce na automatach tokarskich. Stale mające pośrednie ilości siarki odpowiadające zawartości między 0,05% a 0,15% nie są spotykane w handlu. Ich skrawalność jest tylko umiarkowanie polepszona w związku z taką zawartością siarki, w porównaniu do stali zwanych nasiarczonymi i nie posiadają one istotnych zalet. M ają one natomiast wodą, jak ą jest obniżenie odporności na korozję. Według wynalazku, stal nierdzewna ferrytyczna o dobrej skrawalności, stosowana zwłaszcza do obróbki na automatach tokarskich zawiera w swoim składzie wagowo: poniżej 0,17% węgla, poniżej 2% krzemu, poniżej 2% manganu, od 11 do 20% chromu, poniżej 1% niklu, poniżej 0,55%) siarki, ponad 30 10-4% wapnia i ponad 70 10-4% tlenu i jest poddana, po wytworzeniu, obróbce wyżarzania dla nadania jej struktury ferrytycznej. Obecność niklu w zestawie składników związana jest z wytwarzaniem przemysłowym stali i stanowi tylko element resztkowy, który usiłuje się zredukować, a nawet wyeliminować. Wprowadzenie w sposób kontrolowany i zamierzony wapnia i tlenu o zawartościach podwyższonych i kontrolowanych stosunkiem 0,2 Ca/O 0,6 sprzyja w stali ferrytycznej tworzeniu się tlenków ciągliwych, wykazanych na wykresie potrójnym Al2O3 SiO2; CaO, w strefie punktu potrójnego anortytu, gelenitu, pseudowollastonitu jak uwidoczniono na fig. 4. Obecność wapnia i tlenu zmniejsza w sposób znaczny tworzenie się wtrąceń twardych i ściernych typu chromitu, tlenku glinowego, krzemianu. Stwierdzono, że wprowadzenie tlenków na bazie wapnia i tlenu do stali o strukturze ferrytycznej, w miejsce istniejących twardych tlenków, nie zmienia żadnych innych własności stali ferrytycznej w zakresie odkształceń na gorąco lub na zimno, jak również w zakresie odporności na korozję. Podczas, gdy stale ferrytyczne nasiarczone mają dobrą skrawalność, zaś łamliwość wióra zapewniono dzięki obecności siarki w składzie wspomnianej stali, wprowadzenie tlenków ciągliwych do struktury stali polepsza jeszcze w sposób zdecydowany i nieoczywisty skrawalność. Wymienione wtrącenia ciągliwe zawarte w stali również ciągliwej nie m ogą mieć takiego samego wpływu jak wtrącenia ciągliwe w stali nie ciągliwej o strukturze austenitycznej lub martenzytycznej. Temperatury walcowania stali ferrytycznych są niższe od temperatur walcowania stali o innej strukturze i naprężenia płynięcia plastycznego stali ferrytycznych pozostają bardzo niskie w tych temperaturach walcowania. Efektem nieoczekiwanym jest, że na skutek obniżenia naprężeń płynięcia, wymienione tlenki ciągliwe m ogą zostać odkształcone dla wywarcia wpływu na kształtowanie się i zachowanie wióra podczas obróbki. Figura 5 i figura 6 przedstawiają zmiany ukształtowania wiórów w zależności od posuwu narzędzia i głębokości skrawania, odpowiednio dla stali oznaczonej C typu A ISI 430F nasiarczonej i dla stali S, nasiarczonej, według wynalazku. Zestaw składników stali oznaczonej C jest przedstawiony w tabeli 1
179 042 7 Tabela 1 C S1 Mn N 1 Cr S ta l C 0,062 0,505 0,680 0,273 16,1 Mo Cu S P N2 0,214 0,091 0,298 0,022 0,037 Zestaw składników stali S według wynalazku jest przedstawiony w tabeli 2. Tabela 2 C Si Mn Ni Cr Mo Cu Stal S 0,059 0,523 0,610 0,323 16,1 0,221 0,151 S P N2 Ca (cz/m) O2 (cz/m) Ca/O 0,293 0,021 0,035 57 141 0,40 Skrót cz/m oznacza - w ilości części na milion. Dla stali według wynalazku, zjawisko usuwania wióra jest bardzo szczególne, a jego łamliwość jest znacznie zwiększona. Wprowadzanie w sposób kontrolowany wapnia i tlenu było również dokonywane w stali ferrytycznej mającej zawartość siarki poniżej 0,035%. Stale według wynalazku mogą zawierać również mniej niż 3% molibdenu, składnika polepszającego odporność na korozję. Stwierdzono, że stal o strukturze ferrytycznej według wynalazku, nie zawierając wcale lub bardzo mało siarki, ma skrawalność polepszoną do takiego stopnia, że stal ta może być stosowana przemysłowo do obróbki na automatach tokarskich, posiadając jednocześnie dobrą odporność na korozję. W przykładzie zastosowania pokazano porównanie skrawalności między stalą oznaczoną A, ferrytyczną nie nasiarczoną i nie zawierającą tlenków typu anortytu, gelenitu i pseudowollastonitu a dwiema stalami C 1i C2 wchodzącymi w zakres wynalazku. Tabela 3 przedstawia zestaw składników stali odniesienia A. Tabela 4 przedstawia zestaw składników stali C 1i C2 wchodzących w zakres wynalazku. Tabela 3 C Si Mn Ni Cr Stal A 0,058 0,356 0,514 0,212 16,35 Mo Cu S P N2 0,226 0,021 0,0114 0,019 0,046 Tabela 4 C Si Mn Ni Cr Mo Cu Stal C 1 0,059 0,380 0,461 0,153 16,53 0,229 0,022 Stal C2 0,066 0,523 0,487 0,205 16,19 0,241 0,021 S P N2 Ca (cz/m) O2 (cz/m) Ca/O Stal C 1 0,0093 0,017 0,052 13 197 0,07 Stal C2 0,0097 0,017 0,048 50 142 0,28
8 179 042 Na podstawie wyników badania skrawalności, pokazanych na fig. 7, stwierdzono podczas obróbki stali odniesienia A, stali C 1i stali C2, różne stopnie zużycia narzędzia z nakładką z węglików. Badanie było wykonane bez smarowania dla stworzenia trudniejszych warunków skrawania. Stwierdzono zmniejszenie zmian kąta przyłożenia narzędzia, a zatem zmniejszenie zużycia narzędzia przy porównaniu stali odniesienia A (krzywa A), stali C1(krzywa C,) i stali C2 (krzywa C2) według wynalazku. Stal Cl5 ze względu na swój skład, to jest ze względu na brak wapnia w metalu, nie zawiera wystarczającej ilości wspomnianych tlenków ciągliwych typu anortytu, gelemitu, pseudowollastonitu. Ponadto, na wykresach fig. 8 widać, że stal C2 według wynalazku ma strefę łamliwości w y- raźnie wyższą od stali odniesienia A i nawet bliska stali odniesienia C, która jest stalą ferrytyczną nasiarczoną. W odniesieniu do stali mających pośrednie zawartości siarki, zawarte między 0,05% i 0,15%>, stwierdzono, że stale według wynalazku m ają obrabialność porównywalną do stali nasiarczonych, posiadając lepszą odporność na korozję. Obecność tlenków ciągliwych w stali ferrytycznej ma także szczególne zalety przy innych zastosowaniach. Tlenki ciągliwe mogą odkształcać się w kierunku walcowania, podczas gdy tlenki twarde, które je zastępują m ają kształt ziaren. W procesie ciągnienia ze stali ferrytycznej drutu o małej średnicy, wtrącenia dobrane według wynalazku zmniejszają w sposób zdecydowany wskaźnik zrywania ciągnionego drutu. W procesie wytwarzania wełny stalowej poprzez strzyżenie drutu ze stali nierdzewnej ferrytycznej, twarde wtrącenia zużywają szybko narzędzia strzyżące, a ponadto na skutek ich kształtu w procesie tym powstają ziarna zerwania, które szkodzą jakości wełny stalowej. Stale nierdzewne ferrytyczne według wynalazku, w postaci drutu zawierającego ciągliwe wtrącenia, poddane strzyżeniu, posiadają dużo korzystniejsze własności i zapewniają wytwarzanie drutów wełny stalowej o większej średniej długości, pozwalając jednocześnie na strzyżenie z krótszymi drutami resztkowymi, co przyczynia się do oszczędności materiału. W innej dziedzinie zastosowania, na przykład w operacjach polerowania, twarde wtrącenia powlekają osadem stal ferrytyczną i powodują powstawanie śladów na powierzchni. Stal ferrytyczna według wynalazku zawierająca ciągliwe wtrącenia może być polerowana z dużo większą łatwością i daje powierzchnię o polepszonym połysku.
179 042 Fig. 2
1 Wiór wstęgowy 2 Wiór rurkowy 3 Wiór spiralny 1 1 Długi 3 5 Płaski 4 Wiór śrubowy pierścieniowy 5 Wiór Śrubowy stożkowy 6 Wiór łukowy 41 Długi 6.6 Połączony 7 Wiór elementowy 8. Wiór igłowy 9 1 2 Krótki 2 2 Krótki 3 5 Stożkowy 4 2 Krótki 5 2 Krótki 6 7 Oddzielony 1 3 Skłębiony 5 3 Skłębiony
179 042 Fig. 4
179 042 Fig. 5
179 042 Fig. 6
0,10 0,05
179 042 Fig. 8
179 042 Fig.1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zl