Штамповая сталь

(Ю ИИ ЗСЮ С 22 С 38 5 ГОСПОДОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВ ВУ и ам Вольер Цирков Иттрий Магний Железо УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГТИЙ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) ИТАМПОВКЧ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец,хром, молибден, никель, ванадий,железо, о т л и ч а и щ а я с ятем, что, с цельи повыаения механический свойств иона дополнительнцирконийиттрийщем соотношенииУглеродКремнийМарганецХромМолибденНикельВанадий зносостойкости,содержит вольфрам,магний при следуиомпонентов, мас.Ф:0,50-0,600,55-0,80.03-0,71,5-2,050 Изобретение относится к металлургии, в частности к инструментальнымсталям для обработки металлов давлением.Известны штамповые стали 4 ХМФС,5 ХНВ 15Однако они обладают относительнонизкими механическими свойствами.Наиболее близкой к предлагаемой.по технической сущности и достигаемому эффекту является .штампованнаясталь, содержащая, вес.Ф:Углерод 0,46-0,53; Кремний 0,20-0,50Марганец 0,40-0,70Хром 1,50-2,00 15Ванадий 0,30-0,50Молибден 0,80-1,20Никель 1,20-1,60Железо Остальное 2.Однако известная сталь обладает 70относительно низкими механическимии эксплуатационными свойствами пригорячем и холодном деформированиитруднообрабатываемых материалов вусловиях крупносерийного и массового 25производства. Эта сталь может бытьиспользована только в деформированном состоянии, Опыт эксплуатационных литых штампов из такой сталисвидетельствует об их низком металлургическом качестве и невысокойработоспособности.Целью иэобратения является повышение механических свойств и износостойкости.Поставленная цель достигаетсятем, что штамповая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец,хром, молибден, никель, ванадий,железо, дополнительно содержитвольфрам, цирконий, иттрий и магнийпри следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:Углерод 0,50-0,60Кремний 0,55-0,80Марганец 0,3-0,7 . 45. Хром 1,5-2,0Молибден О, 8-1,2Никель 0,8-1,1Ванадий 0,3-0,5Вольфрам 1,2-1,5Цирконий 0 01-0,6Иттрий 0,005-005Магний 0,005-0,003Железо ОстальноеСоотношение легируищих элементов 55выбрано таким образом, чтобы структура металла в результате соответствующей .термической обработки обеспечивала значительное повышениепрочностных и служебных характеристик, а также необходимуи технологичность при производстве различного сложнопрофильного штампового ипрессового инструмента. Введениев сталь легируищих добавок вольфра ма, циркония, иттрия и магния в указанном соотношении с другими элементами улучшает ее структурнуи стабильность и механические свойства, в том числе вязкость стали, что предупреждает поломку и выкрашивание металла при динамических нагрузках, способствует повышении сопротивления термической усталости в условиях циклических нагревов и охлаждений, Обладая способностьи увеличивать дисперсность зерна, вольфрам повышает предельное сопротивление упругой деформации и, в первую очередь, предел текучести, улучшает прокаливаемость материала, благотворно влияет на процессы отпускной хрупкости, что имеет важное значение для штамжового инструмента крупных размеров.Влияние циркония, иттрия и магния проявляется еще и в том, что, являясь сильным модификатором и обладая различным механизмом воздействия на твердый раствор, они способствуют значительному изменению Физоко-механическимх свойств стали. При этом происходит измельчение структуры металла и очищение границ зерна, снижается газонасьацение твердого раствора по азоту и кислороду, что приводит к повышению пластичности и стойкости материала против теплового охрупчивания.Кроме того, легирование стали этими элементами улучшает ее технологичность на стадии металлургического передела, повышая выход годного при получении полу,фабрикатов сложного профиля.Сталь выплавлялась методом электрошлакового литья на промышленной установке типа ЭШП. В качестве расходуемых электродов использовались круглые заготовки ф 70 мм.В табл, 1 представлен химический состав исследованных плавок известной и предлагаемой сталей, в табл. 2 - соответствующие им свойства.Предлагаемая сталь разработана применительно к технологии изготовления заготовок штампов методом электрошлакового литья. Однако она с успехом может применяться н в деформированном состоянии. Следует подчеркнуть, что стоимость 1 т заготовок, полученных методом ЭШЛ, в 2-3 раза ниже, а стойкость штампов в 1,5-2,0 раза выше по сравнению с известным методом эа счет создания ориентированной структуры. Кроме того, новая технология изготовления позволяет многократно использовать отработанные штампы при переплаве методом ЭШЛ для получения новых заготовок штампов.1073325 Ожидаеьий технико-экономическийэффект изобретения выразится вповышении работоспособности и срокаслужбы штампового инструмента при холодном и горячем деформировании труднообрабатываеиюх материалов в условиях крупносерийного и массового производства.Т а б л и ц а 1 ююююююСталь Плавка, Содержание элементов, мас.% тйюююююю ююююююююМолиб- Никель Ванацийден Крем- Марга- Хромний нец Углерод Предлагаемая 1,5 О,8 0,8 0,3 1 0,50 0,55 .03 0,4 2 0,550,70 0,5 , 1,8 1,0 1,0 3 0,60 0,80 0,7 2,01,2 0,5 Известная 0,6 2,0 . 1,0 4 050 05 0,4 1,5 Продолжение .табл. 1 Сталь Содержание элементов; мас.Ъ Воль- Пирконий Иттрий Магний Железофрам Предлагаемая 0,005 0,0005 Остальное 1,2 0,01 0,04 0,03 О, 002 0,003 0,06 1,5 0,05 Известная Т а б л и ц а 2 те ю ю ю юююю ю юЮюююююююююют 1 юютаю 4 юю, Механические свойства при 20 С Сталь Плавка, М УдарнаявязкостькДж/м Отно- Тверситель- достык ное уд- ННС линение, В Предлагаемая 1 1710 1540 14 3520 520 2 1730 1565 14 3 1750. 1580 15 45 535 3650 46 575 Известная 1620 1430 15 1 2000 42 505 Примечание. 1. Результаты механических испытаний усреднены по трем образцам на точку. Предел Пределпроч- текуности, чести,МПа МПа 1 Стойкостьштампового инструменташт10733252. Сталь термически обрабатывалась по режиму закалка вмасле с 1000 фС с последуищим отпуском при 650 - 2 ч.3. Определение работоспособности инструмента, выполненногоиз предлагаемой ж известной сталей, производилось наштампе 630 т силового пресса методом горячего деформирования. При этом стойкость матрицы из предлагаемой сталив условиях крупносерийного производства возрастает в1,7-1,9 раза.Составитель В. БростремРедактор М. Циткина Техред Л,Пилипенко Корректор А, ТяскоЗаказ 276/25 Тираж 603 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, М, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4