Штамповая сталь

 

.Изобретение относится к металлургии , в частности к высокопрочным теплостойким штамповым сталям для. формообразующего инструмента, изготовляемого горячей пластической деформацией и подвергаемого азотированию с Цель изобретения - повышение предела прочности, технологической пластичности, усталостной прочности при 600°С после азотирования. Сталь дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, масо%: углерод 0,34-0,46; кремний 0,15-0,4; марганец 0,15-0,4; хром 2-2,8; вольфрам 2,6-3,4; молибден 0,8-1,5; ванадий 0,3-0,8; титан 0,01-0,06; алюминий 0,06-0,45; бор 0,0005-0,002; железо остальное, при соотношениях: ванадий/титан 5-80; алн 1иний/титан 1-45, причем большему и меньшему . значениям соотношения ванадия и титана соответствует большее и меньшее значения соотношения алюминия и титана соответственно. Применение стали позволит повысить долговечность инструмента в условиях циклических нагрузок . 2 табл. ID ел С

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (!!) (д) 4 С 22 С 38 32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4281077/31-02 (22} 13.07.87 (46) 15.02.89; Бюл. У 6 (71) Белорусский политехнический институт (72) В.Е.Ливенцев, Е.И.Понкратин, В.А.Стефанович, И.П.Гришанов, Е.Д.Орлов, С.А.Павловская, В.В.Плешаков, Н.Н.Приходько и В.Т.Терещенко (53) 669.14.018.25-194(088.8) (56) Сталь 4Х5 МФС. ГОСТ 5950-73.

Авторское свидетельство СССР 9 1104182, кл. С 22 С 38/28, 1984. (54) ШТАИПОВАЯ СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к высокопрочным теплостойким штамповым сталям для. формообразующего инструмента, изготовляемого горячей пластической деформацией и подвергаемого аэотироваИзобретение относится к металлургии, в частности к высокопрочной теплостойкой штамповой стали для формообразующего инструмента, изготавливаемого горячей пластической деформацией,и подвергаемого азотированию, и может быть использовано в металлургической и машиностроительной областях промышленности.

Цель изобретения — повышение предела прочности, технологической плас-. тичности, усталостной прочности при

600 С после аэотирования стали..

Химический состав опытных плавок приведен в табл.1. Сталь выплавляют нию. Цель изобретения — повышение предела прочности, технологической пластичности, усталостной прочности о при 600 С после азотирования. Сталь дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,34"0,46; кремний 0,15-0,4; марганец 0,15-0,4; хром 2-2,8; вольфрам 2,6-3,4; молибден 0,8-1,5; ванадий 0,3-0,8; титан 0,01-0, 06; алюминий 0,06-0,45; бор 0,0005-0,002; железо остальное, при соотношениях: ванадий/титан=5-80; алюминий/титан=

=1-45, причем большему и меньшему значениям соотношения ванадия и титана соответствует большее и меньшее значения соотношения алюминия и титана соответственно. Применение стали позволит повысить долговечность инструмента в условиях циклических нагрузок. 2 табл. на основе железа прямого восстановления.

Свойства сталей определяли на образцах термообработанных по следующему режиму: закалка с 1140 С в масло, отпуск при 620 С 1,5 ч и второй раз отпуск при 580 С 1,5 ч. Азотивование по следующему режиму: 520 С, 10 ч, степень диссоциации аммиака

25-30% 620 С, 0,5 ч без аммиака и

520 С 4,5 ч без аммиака.

Предел прочности определяли на стандартных укороченных образцах. усталостную прочность оценивали по пределу выносливости (g,) при ну соответственно.

Таблица 1 р планок!

Содераание элементов, мас.X г -т — — Т

Si, !h I Cr 1 9 I No I Ч Ti I Al

Ч/Ti Al/Ti

Оредпатае0,34 0,40 0,15 2,45 3,10 !,25 0,30 0,06 0,06 0,0020 - Остальное 5

0,45 0,001.

80 45

13 2

2 039 015 040 2 ° 00 3 40 080 080 001

3 O 46 0,32 0,29 2 80 2, 60 1,50 0 54 0,04

0,28 0,0005

4 О,38 Î,94 Î,40 2 20 2,9Î 1,50 0,52 0,20

О,8О а,80

Невестина р н и е ч а н н е. Содерхаиие серы и фосОора н сталях 1-3 не более 0,012Х, в стели 4 содернаяне серы 0,0242, 4ос4ора 0,026Х, осталеное нелепо; стали 1-3 выплавлены на осноее мелева пряною еосстеное" лення; сталь 4 - на сталином ломе.

Таблица 2

Технологическая плаСталь Предел прочности, при

Предел выносли вости, », при 600 С, МПа стичнос ть число обо600 С, ротов до разрушения при 1100 С

l 1300

2 1300

3 1320

4 1240

990

1020

980

940

24 з 1 испытаниях на машине MYH-6000 с базой N = 10 циклов.

Технологическую пластичность определяли скручиванием разрывных образцов при 1100 С по количеству оборотов до разрушения.

Результаты испытаний приведены в табл,2.

Предлагаемая сталь обладает лучшим,комплексом свойств, оказывающих решающее влияние на долговечность инструмента в условиях циклических

° нагрузок, и, кроме того, лучше подвергается обработке давлением в горячем прессовании.

Из предлагаемой и известной сталей изготавливали матрицы для прессования П-образного профиля. Стойкость азотированных матриц предлагаемой стали составила 42 м (7 прессовок по 6 м)„. в то время как из известной стали 30 м (5 прессовок по

6 м). (Формула изобретения

Штамповая сталь, преимущественно для азотирования, содержащая углерод

458420 кремний, марганец, хром, вольфрам, молибден, ванадий, титан, алюминий, железо, отличающаяся тем, 5 что, с целью по1ышения предела прочности, технологической пластичности, усталастной прочности при 600 С посо ле азотирования, она дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 0,34-0,46

Кремний 0,15-0,40

Марганец 0,15-0,40

Хром 2,00-2,80

15 Вольфрам 2,60-3,40

Молибден 0,80-1,50

Ванадий 0,30-0,80

Титан 0,01-0,06

Алюминий 0,06-0,45

20 БоР 0,0005-0, 002

Железо Остальное при условии, что выполняются соотношения:ванадий/титан=5-80; алюминий!

/титанас1-45, причем большему и меньше.25 му значению соотношения ванадия к титану соответствует большее и меньшее значение соотношения алюминия к тита