Литейная штамповая сталь

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >950793 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.01.81 (21) 3252801/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кл з

С 22 С 38/50

Гееударствеииый комитет (53) УДК 669.15-194 (088.8) Опубликовано 15.08.82. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 25.08.82 по делан иэебретеиий и открытий

Л. А. Позняк, Л. С. Пикус, С. Н. Примеров, А. И. Чернявский, И. Я. Гришин, Ю. П. Алексеев, Ж. К. Оксенюк, В. П. Ковалев, Л. К. Басен ко и А. И. Чухлеб. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЛИТЕЙНАЯ ШТАМПОВАЯ СТАЛЬ

Изобретение относится к металлургии, в частности к высококачественным литейным штамповым сталям для горячего деформирования.

Известна штамповая сталь (1), которая содержит, вес. %:

Углерод 0,46 — 0,53

Марганец 0,40 — 0,70

Кремний 0,2 — 0,5

Хром 1,5 — 2,0

Никель 1,2 — 1,6

Молибден 0,8 в 1,2

Ванадий 0,30 — 0,50

Железо Остальное

Эта сталь благодаря рациональному легированию, характеризуется высокой прокаливаемостью, вязкостью и теплостойкостью, что предопределяет область ее применения — тяжелонагруженные молотовые и прессовые штампы горячего деформирования, работающие в условиях высоких давлений и нагрева.

Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является литейная штамповая сталь (2), содержащая, вес. %:

Углерод 0,32 — 0,45

Марганец 0,40 — 0,70

Кремний 0,20 — 0,50

Хром 1,50 — 2,00

Никель 1,20 — 1,60

Молибден 0,80 — 1,20

Ванадий 0,30 — 0,50

Медь О, 10 — 0,30

Алюминий 0,01 — 0,05

Титан 0,01 — 0,10

Кальций 0,005 — 0,08

Редкоземельные металлы 0,005 — О,1

Железо Остальное

Эта сталь имеет высокую эксплуатационную стойкость, но низкую пластичность и ударную вязкость. Известно, что между вязкостью стали и разгаростойкостью имеется прямая зависимость. При применении этой стали для литых штампов данный недостаток заметно снижает качество и долговечность изделий:

Целью изобретения является повышение пластичности и ударной вязкости изготовленных из стали литых штамповых инструмен. тов.

Для достижения поставленной цели литейная штамповая сталь, содержащая угле950793 хром, никель, моалюминий, титан, .металлы и желев следующем соотСталь выплавляют в 300кг индукционной печи методом переплава. Химические соста)ð вы исследованных сталей приведены в табл. 1.

Таблица 1

Химический состав, Опытная сталь

)г /пп

Углерод Марганец Кремний Хром

Никель Молибден Ванадий Медь Алюминий Титан Кальций Редкоземельные металлы

Известная

0,42 0,45 0,36 1,8 1,3 0,9 0,42 0,15 0,01 0,03 0,01

0,008

Описываемая

0,32 0,85 0,20 1,7 0,5

0,37 0,96 0,31 1,5 0,4

0,40 1,12 0,28 1,8 0,2

0,42 1,20 0,40 2,0 0,1

0,45 ),)6 0,30 1,8 0,2

0,9

0,01 0,02 0,03

0,04 0,05 0,01

0,8

0,005

0,10 0,03

0,06 0,005

0,07 0 01

0,08

1,2

),г

o,0ã

Для исследования свойств и структуры сталей заливают опытные пробы с заготовками, изготовленные по выплавляемым моделям. Из заготовок изготавливаются образцы для механических испытаний. Термическая обработка опытных образцов состоит из нормализации при 870 С, отпуска при 700 С, закалки в масле с 1025 С и последующего отпуска при 580 С. Результаты механических испытаний приведены в табл. 2.

Таблица 2

Механические свойства

Сталь

N /пп

Предел те- Относителькучести ное удлинекгс/ммг ние, 6

Предел прочности, кгс/мм

Относитель- Ударная Твердость ное сужение вязкость HRC кгсм/см

Известная

Описы172

8,4

155

36,5

47-48

3,6 ваемая сталь

169

13,6

45,8

153

156

44,3

171

4,3

12,7

158

42.,/

11,8

4,1

173

174

40,6

157

4,0

10 5

43,5

4,1

173

157

11,3

48 род, марганец, кремний, либден, .ванадий, медь, кальций, редкоземельные зо, содержит компоненты ношении, вес. 07 0:

Углерод

Марганец

Кремний

Хром

Никель

Молибден

0,32 — 0,45

0,85 — 1,20

0,20 — 0,40

1,50 — 2,00

0,10 — 0,50

0.80 — 1,20

Ванадий

Медь

Алюминий

Титан

Кальций

Редкоземельные металлы

Железо

0,05 0,18 0,02

0,08 0,10 0,03

0,16 0,23 0,01

0,25 0,30 0,05

0,19 0,25 0,04

0,05 — 0,25

0,10 — 0,30

0,01 — 0,05

0,01 — 0,10

0,005 — 0,05

0,005 — 0,08

Остальное

950793

Таблица 3

Сталь Р/пп

Свойства

Эксплуатационная стойкость, тыс. штамповок

Твердость (HRC) при температуре, С

575

13,4

13,2

13,3

13,2

13,2

13,3

45

46

46 46

44 44

600

43

625

38

40

40

Формула изобретения

Составитель С. Деркачева

Техред А. Бойкас Корректор Е. Рошко

Тираж 660 Г1одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Повхан

Заказ 5635/30

Предлагаемая сталь превосходит известную литейную штамповую сталь по пластичности и ударной вязкости.

Так, пластические характеристики (относительные удлинение и сужение) повышаются с 8,4 до 10,5 — 13,6% и с 36,5 до 40,6—

45,8% соответственно, а ударная вязкость— с 3,6 до 4,0 — 4,5 кгсм/см, т. е. на 30%.

Результаты испытаний на износостойкость не приводятся, так как это свойство в предлагаемой стали практически идентично известной. стали.

Таким образом, предлагаемая литейная штамповая сталь превосходит известную сталь по пластичности и ударной вязкости при сохранении других основных эксплуатационных свойств на высоком уровне.

В экономическом отношении предлагаемая сталь также имеет преимущество, так как содержит меньше никеля, дефицитность которого непрерывно повышается. По уровню литейных свойств (жидкотекучести и трещиноустойчивости отливок) предлагаемая сталь не уступает известной.

Технология выплавки предлагаемой стали не отличается от известной и поэтому не требует дополнительных технических решений.

Литейная штамповая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, никель, Испытания на износостойкость, теплостойкость и разгаростойкость показывают, что по этим важным эксплуатационным характеристикам предлагаемая сталь не уступает известной стали.

Результаты испытаний на теплостойкость и эксплуатационную стойкость сталей приведены в табл. 3. молибден, ванадий, медь, алюминий, титан, кальций, редкоземельные металлы и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения пластичности и ударной вязкости, она содержит компоненты в следующем соотношении, вес. %:

Углерод 0,32 — 0,45

Марганец 0,85 — 1,20

Кремний 0,20 — 0,40

Хром 1,50 — 2,00

Никель 0,10 — 0,50

Молибден 0,80 — 1,20

Ванадий 0,05 — 0,25

Медь 0,10 — 0,30

Алюминий 0,01 — 0,05

Титан 0,01 — 0,10

Кальций 0,005 — 0,050

Редкоземельные металлы 0,005 — 0,080

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сталь инструментальная легированная. Сталь марки 5Х2МНФ. ГОСТ 5950 — 73.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2738925/02, кл. С 22 С 38/50, 1979.