Коррозионностойкая инструментальная сталь

 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к коррозионно-стойкой инструментальной стали для формирования и литья под давлением резинотехнических изделий и пластмасс. Цель изобретения - повышение твердости, ударной вязкости и улучшение обрабатьшаемости резанием. Это достигается тем, что сталь дополнительно содержит вольфрам, алюминий и церий при следуюп4ем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,15- 0,28; кремний 0,20-0,60; марганец 0-, 10-1,00; хром 11,50-14,00; никель 1,50-3,00; молибден 0,05-1,00; ванадий 0,10-0,60; медь 0,80-1,90; яольфрам 0,05-1,95; алюминий 0,02-0,60; церий 0,01-0,15; железо остальное, при этом суммарное содержание вольфрама и молибдена должно находиться в. пределах 0,40-2,00; содержание углерода , хрома, вольфрама, молибдена ,и ванадия удовлетворяет соотношению

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1 11 4 С 22 С 38/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4228356/23-02 (22) 13.04.87 (46) 07.11 88. Бюл. М 41 (71) Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов (72) С.И.Тишаев, Ю.М.Политаев, С.П.Белый, Н.В.Костюченко, Н.В.Тихий, Е.И.Мошкевич, Ю.Г.Волович, В.С.Грунин, О.П.Тихачев, А.Д.Киселев, К,Г,Латыпов и Б.А.Степной (53) 669.14.018.8-194(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 988857, кл. С 22 С 38/50, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1002396. кл, С 22 С 38/50, 1983. (54) КОРРОЗИОННОСТОЙКАЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ (57) Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к коррозионно-стойкой инструментальной стали для формирования и литья под давлением резинотехнических изделий и пластмасс. Цель изобретения — повышение твердости, ударной вязкости и улучшение обрабатываемости резанием.

„„SU„„1435653 А1

Это достигается тем, что сталь дополнительно содержит вольфрам, алюминий и церий при следующем соотношении компонентов, мас.Х: углерод 0,150,28; кремний 0,20-0,60; марганец

0;10-1,00; хром 1),50-14,00; никель

1,50-3,00; молибден 0,05-1,00; ванадий 0,10-0,60; медь 0,80-1,90; вольфрам 0,05-1,95; алюминий 0,02-0,60; церий 0,01-0 15; железо остальное, при этом суммарное содержание вольфрама и молибдена должно находиться в пределах 0,40-2,00; содержание углерода, хрома, вольфрама, молибдена ,и ванадия удовлетворяет соотношению (0,0815 XCr + 0,0327 XW + 0,0622 х

RXMo + 0,205 ХЧ)/Х С = 4,75 — 6,48; содержание, меди, алюминия и никеля удовлетворяет соотношению (XCu +

+ Х А1)/XNi. = 0,55 — 0,83; содержание углерода, хрома, вольфрама, молибдена, ванадия, меди, алюминия н никеля удовлетворяет соотношению (0,0815 XCy + 0,0327 ° XW + 0 0622 х хХМо + 0,205 XV)/Х С: (% Cu + XA1)/

/XNi = 5,72 — 11,78. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

1435653

0,0815" . Cr + 0,0327 M + 0 0622: Mo + 0,205 %Ч . С вЂ” 5,72 — 11,78.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к коррозионностойкой инструментальной стали для формования и литья под давлением резинотехнических изделий (РТИ) и пласт5 масс, сталь может быть использована для инструмента, эксплуатируемого в условиях коррозионного и абразивного воздействия резиновых смесей и пластических масс и разогрева формообразуюшь х поверхностей до 440 С (матрицы, вкладыши, знаки).

Цель изобретения — повышение твердости ударной вязкости и улучшение обрчб тываемости резанием.

Ир«,челы соотношений определяют экспериментально. Такие соотношения компонентов в стали обеспечивают упрочнение. после закалки и старения наилучшее сочетание твердости, вяз- 25 кости, коррозионной стойкости и стабильности размеров при термической обработке. При значениях соотношения укаэанного меньше 4,75 снижается ударная вязкость, коррозионная стойкость ухудшается, стабильность размеров при термообработке, а при значениях более 6,48 не достигается необходимый уровень твердости.

Соотношение XCu + XA1./XNi в npeg5 делах 0,55 — 0,83 позволяет наиболее

0 0815 X Cr + 0 0327 . M + 0,0622 позволяет оптимально использовать сочетание чпрочнения предлагаемой стали при термической обработке как за счет вв едения карбидо образующих элементов, так и интерметаллидного упрочнения совместно с выделением когерентных и некогерентных частиц меди (j-фазы).

При значениях соотношения менее

5 72 резко снижается ударная вязкость

Ф

О в упрочненном состоянии и увеличивается изменение размеров при т ермообработке, а при значениях более

11,78 заметно ухудшается обрабатываемость резанием в разупрочненном сос55 тоянии, Опытные составы известной и предлагаемой стали (табл. 1) выплавляют в открытой индукционной печи, развследствие выделения как интерметаллидов типа Ni>A1 и NiAl, когерентных и некогерентных частиц меди (E фазы), так и карбидов типа ИС, М С и М С (в отличие от известной стали), что повышает твердость и вязкость в упрочненном состоянии и увеличивает коэффициент обрабатываемости резанием в состоянии поставки.

Структура, тип, дисперсность и характер распределения карбидов в предлагаемой стали и, как следствие, ее свойства после упрочняющей термообработки определяют как суммарным легированием, TRK и отношением между содержанием карбидообразующих элементов и углорода, При соотношении эффективно использовать упрочнение стали при старении вследствие выделения интерметаллидов типа Ni>A1 и

NiA1 совместно с упрочнением когерентными и некогерентными выделениями меди (5-фазы), При значениях

XCu + Ю.)1Ъ . менее 0,55 не наблюдается существенного повышения твердости после старения, а при значениях более 0,83 резко снижается ударная вязкость в упрочненном состоянии.

Соотношение

Mo + 0 205 X U Cu + Al

X Ni ливают в слитки массой 50 кг и проковывают на прутки с сечением 35х

3.35 MM (степень укова 1 2), Результаты исследования свойств опытных плавок показывают, что предлагаемая сталь после различных вариантов термической обработки получает

\ уровень свойств, приведенный в табл. 2.

Иэ приведенных в табл, 1 и 2 данных видно, что по сравнению с известной предлагаемая сталь обладает более высоким уровнем показателей обрабатываемости резанием, твердости и ударной вязкости при более низком содержании никеля, Кроме того предлагаемая схема легирования позволяет применять пресс-Йормы формования з 14356

РТИ и пластмасс в закаленном состоянии, после закалки с дополнительным отпуском и после закалки и старения, в зависимости от температуры разогрева гравюры пресс-форм при эксплу5 атации.

Предлагаемая сталь после различных режимов термической обработки получает высокий комплекс механических и технологических свойств при более экономном по сравнению с известной, легировании дефицитным элементом— никелем и превосходит известную сталь по твердости, ударной вязкости и обрабатываемости резанием.

Инструмент из предлагаемой стали в отличие от известной может использоваться после различных режимов термической обработки: после закалки беэ дополнительного отпуска или старения; после закалки и низкого отпуска; после закалки и старения.

0,28

0,60

l 00

14,00

3,00

1,00

0,60

Медь 0,80 — 1,90

Вольфрам 0,05 — 1,95

Алюминий 0,02 — 0,60

Церий 0,01 — 0,15

Железо Остальное при этом суммарное содержание вольфрама и молибдена должно находиться

25: в пределах 0,40 — 2,00.

2. Сталь по п. 1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что содержание углерода, хрома, вольфрама, молибдена и ванадия удовлотворяет соотношению

0 0815 Cr + 0 0327 11 + 0 0622 X Mo + 0 205 XV

Ж С 4 75 6 48

X Cu + Х А1 †. — — = 0,55 — 0 83.

73 N1 ° °

0 0815- Сг + Oi0327 И + 0 0622 X Mо + 0 205 X V Си + X Al

X С % Ni

5,72 — 11,78, Формула изобретеня

1. Коррозионностойкая инструментальная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, мо3. Сталь по и. 1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что содержание меди, алюминия и никеля удовлетворяет соотношению

53 ф либден, ванадий, медь, железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения твердости, ударной вязкости и улучшения обрабатываемости резанием, она дополнительно содержит вольфрам, алюминий и церий при следующем соотношении элементов, мас.X:

Углерод 0,15

Кремний 0,20— Марганец 0,10.—

Хром 1l 50—, Никель 1,50

Молибден 0,05

Вайадий 0,10—

4. Сталь по п. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что содержание углерода, хрома, вольфрама, молибдена, ванадия, меди, алюминия и никеля удовлетворяет соотношению

«ч ! ч «4!

В . а о а В м ае

° ° °

Я Фе

i « о о с

In о

an

О

В

O! 1! !

Cl

Cl

Фс

O о! . I о о о о

«ч . «ч о о а а о о о ь

CII ф о ° а

Ф ф а I о о о аа

Р о

4 а а о о о о

О

c4I о а .44 о е

О О

44 4 О е о

В O

О а

444 «ее) 8

«ч

3 о

«4е

4Е

In о о

Ч 44

D а

44Ъ о о а а а ее

Ф «4% о о о о о

4с

В о а В

0 ф о а

° е ° о о ф о

О

4 о

44 . еl!

° . 4 о

В о о о

4 ч g в о о о де ю о

IO !44 CI а ° В В

4! Е Л! !

I I !

I I о л а м w е» о о о

«ч

° Ф ч4 44 о о о

In In o о о а ° а о о въ а О

О Вс

В В В о о о

1 о cv О

« ° о О о. о . о

«Ч «Ч 44Ъ а 1 4 о о о

3 )

1, (. у!

j»

k( 1

3 !

5 к

0 К)

° Ф )

З Ф

Ю ф о а

3Ф

kI

o cII 1

CI

Е !

« а

N Cn Ф Vl е«4

1435653

Таблица 2

Коррозионные свойства" еские и технологические свойства при комнатной температуре

Изменение размеров на базе

)00 мм, Х э о з фэ см .Н1мм Н/мм

Потери веса, г/ М2

Закалка с 1050 С в масле или на воздухе без отпуска

1390 l )00 2

1380 1110 1,5 5

1450 1290 1

1480 0,5

1590

1470 0,5

1580

6 28 120.

Закалка с

1050 С в масле или иа воздухе и отпуск: 150 С, 2.ч

1690 1300 12!

973")О

5l 58

0,02

35

1,70 10 1

51 5 56 . 1700 )310 . 11

0102

0,03

)О

0,04

0,04 6 .

s масле или на воздухе и старение:

460С, 4ч

О 60 1 69 10-) Закатпса с 050 С

0,03

1,70 10 1

45 0 03

0,60

1,76 10

0,70

0,04

1,80.10 ).

1,65 ° 10

0,80

0,05

0,40

48,5 )2

0,04

Закалка с 1050 С в масле или на воздухе и старение: 480 С, 4 ч

0,05

l 720 1360 15

0,05

)710 1350 . 14

1810 1400 12

0,06

1 52 27

2 52 26

3 53 21

4 54 15

5 5 4 16

52 40

53 27

53 25

28, 130

50 54

50 53

51 37

52 22

50,5 50

51 48

52,5 32

1800 1370 9

1900 1440 7

1890 1420 7

1690 1350 ) 6

1700 1370 15

1730 1430 . 13

1760 )500 12

1 700 1550. 6.

О, 008

0,008

0,010

0,020

0,020

Коэффициент обрабатываемости резанием

1,77 ° )О

1,76 10.

1,75 10

1,73 10

1 ?4"10

1 68 10

1 52-.10

1,53 )О

1,72 10

l,?3 - l O

) ° 78-)0

1 436553

Продолжение табл.2»»ЮФ »»»»«» »»»»»»» еС»»»»»»»» .Механические и технологические свойства

«»»»»«»»»»»»а»»»»»»»»»»»» при комнатной

Корроэионине

Плавка

Ь

»»»»»»» температу д, М

Ь»»

mc!1, Дж/си

» йм»

Hgw свойства .

Потери веса, r/мч х

»»»»»

° » »»»

1 ° Й ь

1!/мм !!RC>

»»« » » «»Ъ»»

Ь»»»»Ь

0,07,81 т

1 82"!О"1

0,07

5 53 15

6 49 10

1870 !430 f0 20 !

720 1600 6 20 .1,68 !О

0,04

«Дбрабатываемость резанием определяют в разупрочненном состоянии.

Ф«

Корразионностойкие испытании проводят в ЭХ-ном растворе МеС1 ври комнатной температуре.

Составитель Л. Суязова

Техред А Кравчук Корректор А.Обручар

Редактор Н. Яцола

Заказ 5614/25 Тираж 595 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

4 И !5 1860 1440 10 !9

Изменение размеров не базе

l00 мм,. й

Коэффициентт обреба» тмвеемости реве" вием