Штамповая сталь

 

Изобретение относится к металлургии , в частности, к высокопрочным теплостойким инструментальным сталям, и может быть использовано при изготовлении матриц горячего прессования, вставок штампов, пресс-форм литья под давлением. Цель изобретения - улучшение обрабатываемости резанием и повышение твердости после азотирования. Штамповая сталь дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,12-0,20

кремний 0,6-1,0

марганец 0,35-0,50

хром 1,5-3,0

никель 2,5-4,0

молибден 1,5-2,5

алюминий 0,4-0,8

ванадий 0,2-0,6

титан 0,01-0,04

железо и примеси - остальное. 2 табл.

СО10З СХ:ЕЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„15042

С 22 С 38/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭСБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fKHT СССР (21) 4308163/3 1-02 (22) 03.08.87 (46) 30.08.89. Бюп. У 32 (71) Физико-технический институт

АН БССР (72) Л.P. Дудецкая, В.А. Ткачева, О.Н. Арефьева, Н.Н. Приходько, И.И. Морозова, А.А. Кучер, В.Л. Крохотин, М.Р, Немировский, Н.В. Звигинцев и Т.П. Урбан (53) 669.14.018.254 (088.8) (56) Заявка Японии У 55-28385, кл. С 22 С 38/44, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 219210, кл. С 22 С 38/46, 1966.

Изобретение относится к металлургии, в частности к высокопрочным теплостойким инструментальным сталям, и может быть использовано при изготовлении матриц горячего прессования, вставок штампов, пресс-форм литья под давлением.

Цель изобретения — улучшение о6рабатываемости резанием и повьш ение твердости после азотирования.

В табл. l представлен химический состав известной и предлагаемой сталей; в табл.2 — соответствующие им свойства, Механические свойства определяли по стандартным методикам после ковки

2 (54) ШТАМПОВАЯ СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлур, гни, в частности к высокопрочным теплостойким инструментальным сталям, и может быть использовано при изготовлении матриц горячего прессования, вставок штампов, пресс-форм литья под давлением. Цель иэобретения— улучшение обрабатываемости резанием и повышение твердости после аэотиравания. Штамповая сталь дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.й: углерод

0,12-0,20; кремний 0,6-1,0; марганец

0,35-0,50; хром 1,5-3,0, никель 2,54,0; молибден 1,5 2 5; алюминий 0,4- I

0,8; ванадий 0,2-0,6; титан 0,010,04, железо и примеси остальное.

2 табл.. и термической обработки по режиму: нагрев до 1100 С, выдержка 30 мин, охлаждение на воздухе, старение при

500 С вЂ” 2 ч.

Обрабатывемость сталей определяли по времени резания до эатупления резца иэ твердого сплава ВК8. В качестве эталона использовали сталь 45. Твер4

Ф дость аэотированного слоя определяЛи после азотирования при 520 С в течение 20 ч.

Установленные в предлагаемой стали пределы содержания углерода обусловлены необходимостью реализации двойного упрочнения эа счет вьщеления при старении не только интерме1504283 таллидных, но и карбидных фаэ. При содержании углерода меньше 0,127. не образуется достаточного количества карбидов. При содержании углерода более 0,207 возрастает твердость после закалки, ухудшается обрабатываемость, снижается ударная вязкость.

Повышенное содержание в предлагаемой стали кремния связано с реализа-, цией дополнительного эффекта дисперсионного твердения эа счет уменьшения растворимости молибдена и титана, При содержании кремния меньше 0,6 этот эффект незначителен, при его со" !5 держании более 1,27 снижаются пластичность и вязкость в результате увеличения содержания неметаллических включений.

Выбранные пределы концентрации ни- 20 келя обеспечивают сочетание высокой прочности с удовлетворительной пластичностью и вязкостью стали, упрочнении при старении эа счет образования интерметаллидных фаэ с алюминием, молибденом и титаном, а также протекание превращения - gа по мартенситному механизму. При содержании никеля менее 2,5 не достигается требуемая твердость после старения. При концентрации никеля более 47 происходит снижение теплостойкости матрицы и аэотированных слоев.

Присутствие в предлагаемой стали молибдена обусловлено необходимосТью 35 достижения заданного уровня теплостойкости (600 С), который обеспечивается не только за счет стойких к коагуляции интерметаллидных фаэ, но и за счет теплостойкого карбида. При содер-40 жанни молибдена ниже 1,57. количество образующихся интерметаллидов не велико, при содержании его более 2,5 повышается окисляемость стали и неоправданно возрастает стоимость ° 45

Алюминий вводят в предлагаемую сталь для обеспечения эффекта интерметаллидного упрочнения. При его кон- центрации меньшей 0,47. интерметаллидные фазы типа Ni>A1 в стали не обнаруживаются. При содержании Al более

0,8Х прироста прочности за счет старения не наблюдается и происходит снижение пластичности.

Ванадий способствует упрочнению стали при старении, а также повышает износостойкость диффузионного слоя при азотировании. В то же время при содержании этого элемента выше 0,6Х повышается склонность стали к хрупкому разрушению.

Вводимый в предлагаемую сталь титан позволяет снизить твердость мартенсита стали при закалке и эа счет уменьшения содержания в нем углерода создает дополнительный прирост твердости, При старении и азотировании эа счет образования интерметаллидных и карбонитридных фаэ, При концентрации титана менее 0,017. Упрочняющий эффект не наблюдается. При содержании его более 0,08 происходит охрупчивание стали.

Как видно иэ данных, предлагаемая сталь по прочности и пластичности не уступает известной, но в то же время обладает повышенной обрабатываемостью резанием и большей твердостью азотированного слоя, что позволяет упростить технологию изготовления инструмента и повысить его стойкость, Формул а изобретения

Бтамповая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, ванадий и железо, отличающаяся тем,что,с целью улучшения обрабатываемости резанием и повышения твердости после азотирования, она дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас. .:

Углерод О, 12-0,20

Кремний 0,60-1;00

Марганец 0,35-0,50

Хром 1,50-3,00

Никель 2,50-4,00

Молибден 1,50-2,50

Алюминий 0,40-0,80

Ванадий 0,20-0,60

Титан 0,01-0,04

Железо и примеси Остальное

1504283

Таблица!

Содерванне компонентов, мас.I

С Si Mn Cr Ni Мо V Al Ti

Сталь

0,20

0,16

0,12

I,00 0,50 3,00 4,00 2,50 0,60 0,80 0,04

0,82 0,42 2,24 3,33 2,08 0,33 0,58 0,02

0,60 0,35 1,50 2,50 1,50 0,20 0,40 0>01

Т а б л и ц а 2

Механические свойства

5, х

a„, МДк/м

206 С

HRC век

9 0,36 0,34 44 )0200 0,38

1780 1360 8

8 0,36 0,34 35 )1800 0,53

9 0,40 0,44 36 13200 0,50

9 0,34 0,32 38 12600 0,48

1860 1420 8

1835 1380 9

I8I0 1360 9

Составитель А. Чернов

Редактор Н. Киштулинец Техред М.Моргентал Корректор М. Васильева

Заказ 5217/30 Тирах 576 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г,уюгорад, ул . Гагарина, 101

Иввестиая

Предлагаемая

Э

Известная

Предлагаемая

Э

0,22 0,54 0,33 2,40 7,22 1,34 0>56 1,28

Твер" дость ав оти» рован. слоя

Н 100

Хосеф фициент обработки к