Штамповая сталь
ШТАМПОВАЯ СТАЛЬ содержащая углерод, кремний, марганец, хром, фольфрам, молибден, ванадий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения механических свойств при температурах до 500 с и технологической пластичности, она дополнительно содержит алюминий, титан, кальций и редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов , мас.%: Углерод 0,35-0,50 Кремний 0,30-0,60 Марганец 0,30-0,60 Хром 2,50-3,50 0,40-0,80 Вольфрам Молибден 0,30-0,60 Ванадий 0,15-0,50 0,01-0,05 Алюминий Титан 0,01-0,08 Кальций 0,01-0,05 Редкоземель0 ,01-0,08 ные металлы Железо Остальное
СОЮЭ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
Мя)С 22 С 38 28
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
О, 01-0, 08
Остальное (211 3453198/22-02 (22l 15.06.82 (461 30.01.84. Бюл. Р 4 (721 С. И. Примеров, В. A. Носатов, В. Г. Горенко, В. Б. Вихляев, В. А. Чеботарев и С. Н. Бобраков (711 Институт проблем литья AH УССР (53) 669 ° 14.018.258.2-194(088.8! (561 1. Сталь 4Х5МФС, ЗХЗМЗФ.
ГОСТ 5950-73.
2. Сталь 4ХЗВМФ. ГОСТ 5950-73. (54! (57 1 !!!ТАМПОВАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, фольфрам, молибден, ванадий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения механических свойств при температурах до 500" С и технологической пластичности, она дополнительно содержит алюминий, титан, кальций и редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:
Углерод Оу 35-0, 50
Кремний 0,30-0,60
Марганец 0,30-0,60
Хром 2,50-3,50
Вольфрам О, 40-0,80
Молибден 0,30-0, 60
Ванадий 0,15-0,50
Алюминий 0,01-0,05
Титан 0,01-0,08
Кальций 0,01-0,05
Редкоземельные металлы
Железо
1070199
Изобретение относится к металлургии, в частности к штамповым сталям для изготовления мелких молотовых штампов, молотовых и прессовых вставок и других штамповых инструментов.
Известны штамповые стали 4х5МФС, ЗхЗМЗФ 1j..
Недостатком сталей является то, что в литом состоянии их свойства относительно низкие.
Наиболее близкой по технической 10 сущности и достигаемому результату к предлагаемой является штамповая сталь следующего состава, мас.Ъ:
- Углерод 0,40-0,48
Кремний 0,60-0,90 15
Марганец 0,30-0,60
Хром 2,80-3 50
Вольфрам 0,60-1,00
Молибден 0,40-0,60
Ванадий 0,60-0,90 20
Железо Остальное
Известная сталь применяется главньм образом для изготовления мелких молотовых штампов, вставок штампов или прессов, а также инструментов горизонтально-ковочных машин (23 .
Недостатками известной стали являются относительно низкие теплостойкость, механические свойства при повышенньк температурах, особенно плас- 30 тичность и ударная вязкость, и неудовлетворительная технологическая. пластичность. Все это снижает качество и долговечность инструментов, изготовленных из известной стали.
Цель изобретения - повышение механических свойств при температурах до 500 С и технологической пластичо ности °
Поставленная цель достигается тем,40 что штамповая сталь, содержащая уг- лерод,.кремний, марганец, хром, вольфрам, молибден, ванадий и железо, дополнительно содержит алюминий, титан, кальций.и резкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:
Углерод 0,35-0,50
Кремний 0,30-0,60
Марганец 0 30-0,60
Хром 2,50- 3,50
Вольфрам 0,40-0,80
Молибден 0,30-0,60
Ванадий 0,15-0,50
Алюминий 0,01-0,05
Титан 0,01-0,08 55
Кальций 0,01-0,05
Реэкоземельные металлы 0,01-0,08
Железо Остальное
Дополнительное введение в состав 60 предлагаемой стали алюминия, титана, кальция и РЗМ объясняется их благоприятным влиянием на теплостойкость, структуру, технологическую пластичность и механические свойства. АлютИз результатов, приведенных в табл. 4, следует, что литая предлагаемая сталь превосходит по теплостойкости и технологической пластичности известную сталь в литом варианте. миний и титан, связывая свободный азот в нитриды, устраняют его вред- . ное влияние на свойства. стали ° Являясь сильными раскислителями, вводимые .элементы существенно снижают содержание кислорода в металле и тем самым повышают его свойства. Одновременно они обеспечивают рафинированне стали от серы и снижение общего содержания неметаллических включений, сопровождающихся очищением границ зерен. Это приводит к повышению всего комплекса свойств =òàëè и, соотве ственно, эксплуатационной стойкости изготовленного иэ нее литого штампового инструмента.
Опытные стали выплавляют в 160килограммовой индукционной печи методом переплава. При фракционной разливке сталь обрабатывают добавками
0,1-0,5Ъ-ной лигатуры, содержащей алюминий, титан, кальций и редкоземельные металлы.
Химические составы опытных сталей приведены в табл. 1.
Все выплавленные опытные стали исследуют на теплостойкость, технологическую пластичность и механические свойства.
Термическая обработка опытных образцов из выплавленных сталей включает отжиг при 860 С, закалку в масле от 1 050 С и последующий двухкратный отпуск при 580 и 550 С по 2 ч.
Результаты испытаний приведены н табл. 2-4.
Как видно из табл. 2,предлагаемая штамповая сталь опытных составов 2-4 превосходит известную сталь по всем механическим характеристикам при обычной и повышенной (500 С температурах испытаний независимо от варианта ее изготовления {литая или кованная ). При этом особенно эффективно увеличиваются пластичность и ударная вязкость предлагаемой стали.
В табл, 3 приведены механические свойства при обычной температуре испытаний известной стали в литом и кованом вариантах изготовления по сравнению с литой предлагаемой штамповой сталью состава 2. Высокий уровень прочности и вязкости предлагаемой литой стали, практический достигающий деформированного варианта ее изготовления, позволяет ее рекомендовать для получения литых штамповых инструментов.
В табл. 4 приведены результаты испытаний на теплостойкость и технологическую пластичность.<>
1070199
Ожидаемый экономический эффект составит около 25 тыс.руб. в год за счет повышения теплостойкости на
25 С, механических свойств, особенно
Таблица l
Химический состав, мас.Ъ
%.Т
Ю Ю Ю Ю
Углерод Кремний Марганец Хром Вольфрам Ванадий
ЮЮЮ
1 Известная
0,43 0,85 0 38 3,1 0 7 0 ° 64
2,5 0,4 0 15
0,35
0,52
0,30
Предла га емая
0,48
0,60 3,5 0 6
0,27
0,42
0,50
0,60
3108050
0,30
0 45 0 54 0 34
0,5. 0,34
2,8
0,47 0,51
0,45
0,42 3,2 0,6
Продолжение табл. 1
Химический состав, мас.З
Молибден Алюминий Титан Кальций Р3М
1 Известная 0,5
0,04
0,3
0,03
Предлагаемая
0,05
0,5
0,01
0,6
0,01
0,08
0,06
0,4
0,009
0,4
0,009
0,09
Железо Остальное
Состав Опытная сталь
Состав Опытная сталь пластичности и ударной вязкости. при повышенных температурах в 1,5-2 рава, и технологической пластичности на
22%.
0,04 0,02
0,01 . 0,05
0,08 0,01
0,009 0,06
0,09 0,009!
I
1
I
Ю
l сч 1
1 v I
I .1
I g I ! о! ! 4
М
«ч и о
Х
Р)
М х
Ц
Ф х.
rd
1
I
I
I
1
1
1 !
l
1
1
1
I О I
Р ф
Ю
I а !
1 1
I Ф
1 Х х
)el й
Х ч-! с с
Г (Ч
lA ку
Ф о х д
Ц
Ф (ч х о о х
«» о
I (ч 1
1
D 1 ! Ю
1 Ю I
I 1
1
1 Ю
I (ч
Э х х
Э х х
Ц
Ц ъ (Ч ъ(Ю
Ul LA
В
_#_ (Ч Г 1 ь с
w r о !
1.
I ! 9сч о (al
Ю
Ю (ч о о
Р3 и
I
1
i . I
1
Ф х
Х о
Ф х х х
Э
Е а н ! х о
1 о
0-. а,о
L"
Ц
Ц с
Ф х а н ио
Ю
Ю
lA о
lg
Ф х
« и
Ф
Я
1 ф
I !Ф
1 ! Ф
1
1
1 !
1
Ф
«1
v о и с
Ж х х ф (ч
И и х а
»
1- ф а
Ф
И
Е
Э
«л х а !
»
1 Ф 1
I К 1
»1D
Г 1 !
I .
Ю
1 СЧ
1070199
У %
1
1
I
I
1
1
I
I
I
I !
1
I
1
1
1
I
I
1
1
I
1
1 !
1
Э
Ц
Э (б х
3
М х х х
Ж о (ч и о о
Е о х ф х
5 ч о
Ф о
lg о о
9 х о
Р ж х
Е
М
Ф
Ц (ч ° ож 1
Ф Р
1070199
Таблица 3
ЮВ
Состав
Механические свойства
Опытная сталь аа ююиЬа
6 з, к г с /мм б р, к г с /мм й, а 440 Нас кгсм/см
У б
ЮИФ
25,6 2,7 48
4,3
148 8,1 50,2 4,8 48
172
1 Известная кованая
2 Предлагаемая литая
7 8 45,6 4,2 48
137
163
Таблица 4
Твердость (HRC t при температурах испытаний, С
Опытная сталь Состав 675
625
650
1 Известная
26
44
32
Предлагаемая
42.
46
42
46
25
44
39
Составитель 8. Бромстрем
Редактор A. Курах Техред С.Мигунова Корректор В. Рирняк
Заказ 11649/28 Тираж 603 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4
1 Известная литая 160 125
Количество оборотов до разрушения при
850 С
