Штамповая сталь

 

ШТАМП©БАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, титан, никель и отличающаяся тем. железо, что, с целью повышения теплостойкости и износостойкости при сохранении комплекса механических свойств, она содержит компоненты при следующем соотношении , вес. %: 0,32-0,50 Углерод 0,60-0,98 Кремний 0,15-0,85 Марганец 3,05-3,80 Хром 0,30-0,-70 Молибден 0,70-1,30 Ванадий 0,51-0,60 Титан 0,15-0,80 Никель Железо Остальное

(19) (И2 .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Э(522 С 22 С 38/50

5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABT0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21) 3305569/22-02 .(22) 26.06.81 (46) 30.07.83. Бюл. Р 28 (72) М.И. Кривошеев, A.C. Рязанов, А ° А. Толпегин, A.È. Бойцев, B.Ô. Соболев, А.М. Беленицкий, В.Й. Поднругин, В.В. Захаров,- Э.Ф. Басси, .Б.Х. Гедгафов, А.С. Суворов и Г.И. Казаков (53) 669.15-194(088.8) (56) 1. Сталь 4Х5МФ1С ГОСТ 5950-73.

Сталь инструментальная легированная.

2. Патент Японии Р 3556, кл. 10 У 172, 1964. (54)(57) ШТАМПОВАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден. ванадий, титан, никель и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения теплостойкости и износостойкости при сохранении комплекса механических свойств, она содержит компоненты при следующем соотношении, вес. Ъ:

Углерод 0,32-0,50

Кремний О, 60-0,98

Марганец 0 15-0 85

Хром 3,05-3,80

Молибден 0,30-0,70

Ванадий 0,70-1,30

Титан О, 51-0, 60

Никель О, 15-0,80

Железо Остальное

1032038 2,0

<0,5

<0,5 0,5

<0,5

Остальное

Ci Mn Cr т1

Сталь Но- С мер плавки

V Mo

Предлагаемая, 1

0,32 0,60 0,15 3,05 0,70 0,30 0,51 0,15

0,42 0,75 0,50 3,52 0,89 0,65 0,55 0,45

Остальное

1,30 0,70 0,60 0,80

3,80

0,50 0,98 0,85 и т

Известная 4

0,32 0,60 0,15 2,50 0,70 0,30 0,20 0,15

0,42 2,02 0,75 2,93 0,85 1,34 0,48 0,75

0,40 0,70 0,31 3,00 1,09 0,55 0,33 0,55

Изобретение относится к металлургии, н частности к изысканию инструментальных сталей для штампов горячего деформирования, испытывающих н процессе работы интенсивный разогрев, например для прессовых вставок, матриц для горячего прессования и т.д.

Известна штамповая сталь для горячего деформирования, содержащая, нес.Ъ:

Углерод 0,37-0,44

Кремний 0,80-1,20

Марганец 0,15-0.I40

Хром 4,50-5,50

Ванадий 0,80-1,10

Молибден 1,20-1,50

Железо Остальное

Теплостойкость ее 630 С. При закалке н интервале температур 10201040 С балл аустенитного зерна -910 Г13 °

Недостатками этой стали являются сравнительно низкая теплостойкость, узкий интервал закалочных температур", высокое содержание остродефицитного молибдена.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достига-. емому эффекту является штамповая сталь, содержащая вес. Ъ:

Углерод О, 15-0, 5

Кремний 1,0-3,0 .Марганец (1,2

Хром 0,5-3,0

Молибден 0,01 — 1,5

Ванаций 0,01 — 1,0 один или более двух следующих эле ментон:

Никель

Воль фрам

Титан

Кремний

Ниобий

Железо

В качестве примесей сталь может содержать медь, алюминий и фосфор с1

Эта сталь при высоком уровне механических свойств имеет низкую теплостойкость и износостойкость.

Цель изобретения — повышение теплостойкостн и износостойкости стали при сохранении комплекса механических свойств.

10 Поставленная цель достигается тем, что штамповая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, нанадий, титан, никель и железо, содержит компоненты при следующем соотношении, вес. %:

Углерод 0,32-0 50

Кремний 0,60-0,98

Марганец 0,15-0,85

Хром 3,05-3,80

Молибден О, 30-0, 70

Ванадий 0,70-1,30

Титан 0,51-0,60

Никель 0,15-0,80

Железо Остальное

Содержание в стали титана приводит к образованию труднорастворимых карбидов титана (TiC), что позволяет увеличить устойчивоcòü ее против перегрева, смещая температуру начала интенсинного роста зерна к 118030 200О,Интервал эакалочных температур предлагаемой стали 1100-1180 С. Закалка с 1100 С и выше позволяет пео ревести в твердый раствор аустенита

35 наряду с молибденом практически весь ванадий и увеличить .теплостойкость стали до 650 С.

Кроме того, наличие твердых карбидов титана (3200HV) повышает иэ40 носоустойчиность стали.

Для сравнения свойств предлагаемой и известной стали в открытой индукционной печи с основным тиглем были выплавлены плавки химического

45 цостана, приведенного в табл. 1.

Т а б л и ц а 1

1032038 образцах типа ролик-колодка всухую при нагрузке 50 кгс и скорости сколь жения 0,6 м/с (300 об/мин). Твердость кольца HRC 70, материал-ВК 20.

Образцы перед испытанием и по окончании обезжириваются бензином и взвешиваются на аналитических весах 2 кл. типа АДВ-200.

Интенсивность изнашивания определяется по формуле

1О 3 =

Я где . 66 - потеря веса колодки,.м

F — площадь пятна контакта,см 1 .Ь вЂ” путь трения, м.

Путь трения определяется по формуле Ь=HTCDy где И- число оборотов ролика (И

20000 об/мин) .

Результаты проведенных испытаний указаны в табл. 2.

Т а б л и ц а 2

Интенсивность изТеплостой кость,оС

Номер планки

Сталь

Режим термической обработки

Предел прочности

Предел текучести ((оЫ, 2 кгс /мм

Ударная вязкость (+.è4 кгс м/см носа, мг =z

------"10 (6 8) кгс/мм см м

Предлагаемая 1

Закалка 1140 С

3,02

3,7 665

174 150

4,1 668

2,94 в. масле, отпуск 176 152

3,5 ббб

4,2 650

3,5 650

4,0 655

610 С, 2 ч

2,86

Известная 4

174 150

Закалка 1100 С 172 150

3,80

3,48 в масле, отпуск 171 150

600 С, 2 ч

3,68

176 153

Иэ результатов сравнительных . ис- 45 пытаний видно, что уровень теплостойкости предлагаемой сталилна 10 вь- ю ше, чем теплостойкость известной, при сохранении комплекса механических свойств и при более высокой иэ- . носостойкости.

Составитель С. Деркачева

Техред И.Гайду Корректор A. Ильин

Редактор A. Власенко

Тираж 627 ПодписнОе

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5334/32

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Теплостойкость сталей оценивается температурой дополнительного иэотер. мического отпуска (выполняется пос, ле закалки и отпуска на одинаковую твердость HRC 47-49) продолжительностью 4 ч, обеспечивающего сохранение твердости не ниже HRC 40.

Механические свойства сталей и их износостойкость определяют при

20 С после закалки и отпуска на твердость HRC 47-49.

Предел прочности (68) и предел текучести,Gyp) определяют на образцах с отношением рабочего диаметра к рабочей длине 1".5 по ГОСТ

1497-73, ударную вязкость (dg) на образцах 10xlOx55 мм с надрезом типа Менаже (= 1 мм) по ГОСТ 9456-60.

Испытания на износостойкость проводились на машине трения СМЦ-2, йа

Технология выплавки и передела пред- лагаемой стали не меняется по сравнению с используемой для известной стали.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемой стали (снижение себестоимости стали и повышения стойкости штампов} составит 125 тыс. руб.