Штамповая сталь

 

ОП ИСАНИЕ изовеитиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Совет сник

Социапистическми

Республик ()889735 (61) Дополнительное к авт. сыид-ву

{22) Заявлено 260380 {21) 2898649/22-02 с присоелинением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 1 5.1 281. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 15.120 l (51)М. Кл.

С 22 С 38/54

3Ьеуднретеенньй «емнтет

СССР но денем нзебретеннй н открытый (53) УДК669.14-194 (088.8) (72) Авторы изобретения

M.È.Êàðïåíêî и В.И.Левиков,();-)) ! ) °;

Гомельский филиал Белорусского политехннМтескека института (71) Заявитель (54) ШТАМПОВАЯ СТАЛЬ преждевременному выходу штампового инструмента из строя.

Изобретение относится к металлур гни и может использоваться в машиностроении.для повышения надежности литого штампового инструмента, ис-. пользуемого при горячем деформировании сплавов на основе меди.

Известна штамповая сталь (11 следующего состава, вес.Ж:

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является штамповая сталь, содержащая, вес.Ж:

О, 5-2,0

0 05-0,35

Остальное

Данная сталь обеспечивает удовлетворительные эксплуатационные свойства штамповому инструменту в условиях нагрева до 600-700 С с21.

Недостатком этой пониженная вязкость стали является что приводит к

Углерод

Кремний

Марганец

Никель

Хром

Вольфрам

Молибден.

Кобальт

Ванадий

Ниобий и/или тантал

Азот

Железо

0,2-0,5

0,05-0,6

0,1 — 1 0

0,1-1,0

5,0-l5,0

2,0-7,0

1 0=5 0

2,0-7,0

0,1-3,0

Углерод

Кремний

Марганец

Никечь

Хром

Кобальт

Вольфрам

Молибден

Ванадий

Цирконий

ЦерийЖелезо

0,2-0,5

0,4-0,8

0,3-0,6

3,0-3,5

l,9-2,4

5,1-6,0

0,2-0,5

1,7-2,0

0,3-0,4

0,005-0,02

0,01-0,05

Остальное

889735

Однако при повышении температуры до 700-900 С существенно снижаются вязкость этой стали и надежность штампового инструмента. Динамическая прочность стали после закалки и отпуска составляет 0,9-5,4 кгс м/см . При горячем прессовании профилей из сплавов на медной основе стойкость инструмента из этой стали не превышает 140 ч.

Целью изобретения является повышение динамической прочности стали и ее эксплуатационной стойкости.

Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кобальт, марганец, хром, никель, молибден, вольфрам, ванадий, кремний, цирконий, железо и компонент, выбранный из группы, содержащей церий, дополнительно содержит титан, кальций, азот, бор, группа дополнительно содержит иттрий при следующем соотноше нии компонентов, вес.7;

0,01 0,03

0,003-0,01

Остальное

Компоненты

Содержание компонентов в стали, вес,й

ИзвестПредлагаемая

1 I I I I ная

Углерод

Кобальт

0,33 0,43 0,57 0,33 0,43 0,57

430 511 570 430 511 570

0,33

5,16

0,25 0,75 1,85 0,25 0,85 1,35

0,35

Марганец

Хром

l,70 1,97 2,30 1,70 1, 97 2,30

1,95

Углерод

Кобальт

Марганец

Хром

Никель

Молибден

Вольфрам

Ванадий

Кремний

Титан

Кальций

Азот

Вор

Цирконий

Компонент, выбранный из группы содержащей

Церий

Иттрий Железо

0,33-0,57

4,30-5,70

0,25-1,35

1,70-2,30

2,65-3,33

0,72-1,26

0,51-1,47

0,07-0,25

0,07-0,55

0,05-0,17

0,03-0,12 0,01-0,07

0,01-0,05

0,003-0,02

Для увеличения теплостойкости в предлагаемой стали повышено содержание вольфрама °

Оптимальные механические и эксп— луатационные свойства предложенной стали в литых заготовках достигаются после закалки с температуры 1150+ о

+20 С и высокотемпературного отпуска с 600-750 С. ! о

В табл. приведены составы выплавленных сталей и залитых в сухие оболочковые формы.

В табл. 2 приведены механические и эксплуатационные свойства известной и предлагаемой сталей после закалки в масло и высокотемпературного отпуска при 600-750 С. го Определение динамической прочности производится на маятниковом копре

МК-30 с использованием образцов, имеющих размеры 10 х 10 х 55 мм при полукруглом надрезе глубиной 22 мм

25 посредине. Нагрев образцов производят в муфельных печах лабораторного типа. При каждой температуре испытаний определяют ударную вязкость не менее чем трех образцов.

Испытания показали, что предложенная сталь имеет более высокую износостойкость по сравнению с известной.

В качестве эталона при испытании на износ в условиях ударного истирания при 700-900 С используется сталь марки 5ХНМЛ, износостойкость которой условно принята за 1007.

Применение предложенной стали для ,изготовления кузнечно-прессового

40 инструмента подвергающегося рННаМН ческим нагрузкам и нагреву до 900ОС, позволяет увеличить его стойкость и получить зкономию в сумме 72-85 р, на тонну литых заготовок.

Т а б л и ц а !

2 3 4 5 6

889735

Продолжение табл. 1

Содержание компонентов в стали, вес.X

Компоненты

Предлагаемая

2 3 4 5 6

Иэвестная

2,65

2,99 3,38 2,65 8,12 3,33

3,10

Никель

Иолибден

1,26

1,72

1 26 1,08 072

1,08

0,72

0,23

0,99 1,47

Вольфрам

1,47

0,51

0,51

0,97

0,37

0,25 0,16 0,07

Ванадий

0,25 0,20 0,07

0,55 0,27 0,07

0;05 0,09 0,17

0,55

0,55

Кремний

0,27 0,07

0,05

0,12 0,17

Титан

0 03 0 07 - 0 12

0 03 0,07 0 12

Кальций

0,01

0,04 0,07 0,01

0 05 0,07

0,03 0,05

Азот

0 05 0,01

0,03

0,01

Бор

0,04

0,02 0,01

0,03

0,003 0,007 0,01

0,02 0,01 0,003 0,003 0,01 0,02

0,01

Цирконий

Остальное Осталь- Осталь- Осталь- Осталь- Осталь- Остальное ное ное ное ное ное

Железо

Таблица 2

ОтносительИеханические свойства

Эксплуатационная стойкость при горячем деформировании, ч

Сталь

Предел проч- Ударная вязкость ности при кгс и /см

136

132-140

5 4 3,6 0 9

194

Известная

164

8,9 7,1 5,3 . 206-218

276

188

10,8 8,2 . 6,4 260-276

312

204

287-302

12,6 9,3 7,5

324

168

8,7 7,0 5,4 208-222

279

Церий

Иттрий

Предложенная

1 изгибе 20 С, кгс/мм 20 С 700 С 900 С ная износостойкость, Х

889735

Продолжение табл. 2

Сталь

Механические свойства

ОтносительЭксплуатационная стойкость ная износостойкость, Ж

Ударная вязкость кгс м/см .

Предел прочности при изгибе 20 С, о кгс/мм при горячем деформировании, ч

I I

20 С 700 С 900оС

10 7 8,2 . 6,6 272-284

194

318

12,5 9,4 7,8 296-310 208

326

П p H M e ч а н и е . При испытании эксплуатационной стойкости сталей удельные давления колеблются от 178 до 205 кгс/мм а температура поверхности инструмента от 700 до 900 С. о

0,07-0,25

0,07-0,55

0 05-0,17

0,03-0,12

0,01-0,07

0,01-0,05

0,003-0,020

0 01-0,03

0,003-0,010

Остальное

Углерод

Кобальт

Марганец

Хром

Никель

Молибден

Вольфрам

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии У 19774, 33 кл . 10 У 1?2, 1970.

0,33-0,57

4,3-5, 7

0,25-1,35

1,7-2,3

2,65-3,33

0,72-1,26

0,51-),47

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 594207, кл. С 22 С 38/52, 1978.

Составитель Т.Платицина

Редактор И.Митровка Техред И. Гайду . Корректор Е.Рошко

Заказ 10902/46 Тираж 684 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения .Штамповая сталь, содержащая 3О углерод, кобальт, марганец; хром, никель, молибден, вольфрам, ванадий, кремний, цирконий, железо и компонент, выбранный из группы, содержащей церий, о т л и ч а ю щ а я с.я тем, ЗВ что, с целью повышения динамической прочности при 700-900 С и эксплуатационной стойкости, она дополнительно содержит титан, кальций, азот, бор и группа дополнительно содержит ит- 11 трий при следующем соотношении компонентов, вес.Ж:

Ванадий

Кремний

Титан

Кальций

Азот

Бор

Цирконий

Компонент выбранный иэ группы, содержащей

Церий

Иттрий

Железо