Сталь

 

(19) (1И

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН зюо С 22 С 38/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И GTMPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. :" -" -. ;. .,!. :;, К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

° Ю

° а

Ъю (21) 3308736/22-02 (22) 26 ° 06.81 (46) 30.04.83. Бюл. И 16 (72) А.Ф. Дегтярев, В.Г. Дюбанов, В.В. Кобзистый, В.Н. Подвигин, А.И. Батурин и В.Б. Гусарев (53) 669 15- 194 (088.8) (56) 1. Сталь 5 ХНМ. ГОСТ 59-50-73.

Сталь инструментальная легированная.

2. Авторское свидетельство СССР

11 588257, кл. С 22 С 38/46, 1976. (54)(57) СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец хром, никель, молибден, ванадий, азот и железо, о .т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения ударной вязкости

Ф и улучшения обрабатываемости резанием, она дополнительно содержит алюминий, кальций и барий при следующем соотношении компонентов, вес,Т:

Углерод 0,5 - 0,6

Кремний 0,15- 1,2

Марганец 0,6 - 1,2

Хром 0,6 - 1,5

Никель 1,0 - 1,5

Молибден . 0,15- 0,20

Ванадий 0,1 - 0,2

Азот 0,025- 0,05

Алюминий 0,005- 0,05

Кальций 0,005- 0,02

Барий 0,001- 0,02

Железо Остальное

1014967

Цель изобретения — повышение ударной вязкости и улучшение обрабатываемости стали резанием.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, азот и железо, дополнительно содержит алюминий, кальций и барий при следующем соотношении компонентов, вес.3:

Углерод 0,5 -0,6

Кремний 0,,15-1,2

Марганец 0,6 -1,2

Хром 0,6 -1,5

Никель 1,0 -1,5

Молибден 0,15-0,20

Ванадий 0,1-0,2

Азот О, 025- 0, 05

Алюминий 0,005-0,05

Кальций 0,005-0,02

Барий 0,001-0,2

Зо Железо Остагьное

В основной электродуговой печи выплавляют три опытные плавки, имеющие следующий химический состав (табл. 1 ).

Таблица1

Мо с si па

Ва

Мп

0,6

1 0,5 0)15 0,6

1,0 0,15г 0,005 0,1 0,005 0,001 0,025

1,25 0 17 0,028 0,15 0,01 0,01 0,037

2 0,55 0,7

3 06 12

0,8

0 9

1,2

1,50

1,50 0,20 0,05 0,20 0,02 0,02 0,05

Отлитые из этих плавок слитки

50 проковывают на заготовки в интервале температур 1240-800 С, поковки откованы без надрывов и трещин во всем интервале ковки. Заготовки проходят предварительную термообработку — изо- 5 термический отжиг по режиму: нагрев до 810-830 С, выдержка 5 ч, охлаждение на воздухе до 250 - 300оС; дальнейИзобретение относится к металлургии, а именно к легированным инструментальным сталям, и наиболее эффективно может быть использовано при изготовлении штампов с массой падающих частей свыше 3 т.

Известна сталь (1 ), содержащая, вес. :

Углерод 0,50-0,60

Кремний 0,15-0,35

Марганец 0,50-0,80

Хром 0,50-0,80

Никель 1, 40-1, 80

Молибден 0,15-0,30

Железо и примеси Остальное

Недостатком этой стали является неудовлетворительная обрабатываемость и невысокая ударная вязкость, что приводит к поломкам штампов при работе.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемо му результату является сталь (2 1 соДержащая, вес.3:

Углерод 0,5 -0,62

Кремний 0,17-0,37

Марганец 0,5 -0,8

Хром 1,3 -1,7

Никель 1,4 -1 7

Молибден 0,3 -0,5

Ванадий 0,1 -0,2

Редкоземельные металлы 0,02-0,05

Иттрий 0,002 -0,005

Азот 0,01-0,04

Железо Остальное

Эта сталь имеет недостаточную прочность, ударную вязкость, неудо влетворительную обрабатываемость резанием. ший нагрев до 680оС, выдержка 6 ч, охлаждение на воздухе. После отжига заготовки имеют твердость НВ 215.

Окончательная термическая обработка проводится по следующему режиму: закалка при 830-860 С, охлаждение в масле, отпуск при 500 -650"С.

После проведения окончательной термообработки исследуют механи3 1014967 4 ческие свойства стали на ударную Результаты испытаний приведены в вязкость и обрабатываемость резанием. табл. 2.

Т а б л и ц а 2

0 2

Температу2 ра отпуска, кгс/мм

-OC

Сталь кгс/мм

; EIHC

1 кгс м см2

Предла гаемая

39,0 4,5 43,0

130,5

150,0

11,0

500

132 5

153,5

10,0

135,0

155,0

9,0

Извест34,0 3,0 44,0

8,0

«11»

120,5

152 5 ная

51,0 6,5 41;0

135,0

12,0

550

136,0

138,0

I I»

11,5

11»

10,5

Извест134,0

400 45 415

11»

115,0

9,5 ная

Испытания на обрабатываемость резанием .проводят путем сверления образцов, так как сверление является наиболее трудоемкой операцией. В процессе испытаний замеряют глубину сверлений с одинаковым усилием прижатия сверла различного диаметра с фиксированным числом оборотов п = = 100 об/мин. Результаты испытаний приведены в табл. 3.

4О Табл.и ца 3

Глубина сверлений сверлом ИМ

1".таль ф lO мм

5 мм

15 мм

Предла- гаемая

43,?

26,8

35,2

37,6

48,5 .

29,3

39,0

30 1

Извест30 1

35 2

20,2 ная

Предлагаемая

121,0

123,5

125,0

38,5 4,5 44,0

38,0 4,0 45,0

50,5 6,0 ;42,0 .

48,0 5,5 43,0

3 1014967 4

Дополнительно проверяют разгаро- ростойкость характеризуется числом стойкость предлагаемой и известной циклов нагревов и охлаждений до по" стали путем многократного нагрева . явления первой трещины. Результаты до 700оС и охлаждения в воде. Разга- испытаний приведены в табл. 4.

Т а б л и ц а 4

Сталь

Число циклов нагревов и охлаждений до появления первой трещины

Предлагаемая

Известная

52-57

Составитель С. Деркачева

Редактор П. Макаревич Техред И,„ Гайду . Корректор А. Дзятко

Заказ 314 1/25 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва W-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул; Проектная, 4

Предлагаемая сталь обладает более высокими механическими свойствами, ударная вязкость.и пластичность ее превосходят известную, за счет чего стойкость штампов увеличивается на ,20-30 (вследствие уменьшения поломок от ударных нагрузок ). Обрабатываемость резанием предлагаемой стали на 20 - 25 3 и разгаростойкость на

25 - 35 Ъ выше, чем у известной (особенно у сталей с высоким содержанием. кремния )..

Таким образом, предлагаемая сталь по сравнению с известной позволяет увеличить эксплуатационную cToHKoctb штампов на 30 - 403.

Кроме того, производство предлагаемой стали дешевле, так как в ее состав не входят дефицитные металлы, и она содержит менее высокое количество молибдена.

Зкономический эффект от использования предлагаемой стали составит

41500 руб.