Штамповая сталь

09) (и) СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН З(50 С 22 С 38 54 что, с цельти и изностельно содвисмут припонентов,УглеродКремнийИарганеХром Никель Иолибд Ванади й АлюмиВольФрамЦерийБорВисмутЖелезо ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ(71) Белорусский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут. I ю повывения теплостойкосстойкости, она дополниржит вольФрам, церий, бор следуюцем соотношении ком. ас.%г0,43-0,48 0,15-0,35 1,3 -1,6 1,;3- 1,6 1,7 -2,1 0,15-03 0,1 -0,25 0 1 -0,250,05-0,3 0,1 -0,15 0,01-0,1 0,001-0,01 Остальное20Благоприятное влияние висмута связано с уменьшением первичного дендритного зерна, с измельчением выде;лений первичной карбидной Фазы, что5 является следствием оказываемого имзначительного модифицирующего эффекта, как сильного поверхностноактивного элемента.Увеличение содержания марганца иникеля в стали способствует повыше ЗО нию прокаливаемости и ударной вяэкости стали, Снижение содержания такихэлементов в стали, как хром, молибден и ванадий благоприятно отражается на степень дендритной ликвации,35 что также способствует повышениюпрочностных и пластических. свойств.Сталь выплавляют в индукционнойпечи с кислой огнеупорной футеровкой. В качестве основы шихты приняты отходы проката стали 5 ХНМ. Раскисление проводят Ферромарганцем,Ферросилицием и алюминием, Легирующие элементы в расчетных количествах вводят в. печь перед разливкой ввиде ферросплавов, вольфрам - в виде порошкообразного карбида вольфрама фракции 350-500 мкм непосредственно перед раскислением, а алюминий (металлический) - в ковш, Образцы отливают в подогретые графи 50 товые кокили.В табл. 1 приведены химическиесоставы различных вариантов предлагаемой стали, После выбивки отливки подвергают иэотермическому отжигу и затем из них вырезают образцыдля исследования свойств, Термическую обработку образцов из сталипроводят по следующему режиму:нормализация 850 С, высокотемпера 60 турный отпуск 650 С, закалка 930 С,отпуск 600 оС НВС 45-47,Результаты исследования свойствтермообработанных образцов представлены в табл. 2 Исследование тепло 65 стойкости проводят измерением твер 0,005-0,1 Остальное Изобретение относится к металлургии, в частности к высококачественным литейным сталям для горячештампового инструмента,Известна штамповая сталь марки 5 Х 2 МНФ для штампов и других инструментов горячего деформирования 1 .Недостатками данной штамповой стали являются относительно невысокие литейные и эксплуатационные свойства.10Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является штамповая сталь 2 состава, мас.Ъ:Углерод 0,32-0,45 15Кремний 0,2 -0,5Марганец 0,4 -0,7Хром 1,5 -2,0Никель 1,2 -1,6Молибден 0,8 -1,2Ванадий 0,3 -0,5Медь 0 1 -0,3Алюминий 0,01-0,05Титан 0,01-0,1Кальций 0,005-0,08РедкоземельныеметаллыЖелезо Недостатками известной стали являются относительно низкие теплостой кость и износостойкость. Целью изобретения является повышение теплостойкости и износостойкости,Для достижения цели штамповаясталь, содержащая углерод, кремний,марганец, хром, никель, молибден,ванадий, алюминий, железо, дополнительно содержит вольфрам, церий,бор, висмут при следующем соотношении компонентов, мас.%:Углерод 0,43-0,48Кремний 0,15-0,35Марганец 1,3 -1,6Хром .1,3 -1,6Никель 1,7 -2,1Молибден 0,15-0,3Ванадий 0,1 -025Алюминий 0,1 -0,25Вольфрам 0,05-0,3Церий 0,1 -0,15Бор 0,01-0,1Висмут 0,001-0,01Железо ОстальноеПри введении в сталь вольфрамавиде порошка карбида вольфрама вв количестве 0,1-1,0 в стали усваивается до 0,05-0,3 вольфрама. Частицыкарбида вольфрама, являясь искусственными центрами кристаллизации, измельчают дендритную структуру литойстали, уменьшают степень дендритнойликвидации остальных легирующих элементов вследствие увеличения скорости кристаллизации, что благоприятносказывается на прочности и ударной вязкости.Растворяясь в твердом раст воре, вольфрам обеспечивает повышение теплостойкости.Введение бора в сталь в укаэанных пределах приводит к образованию сложных карбидов типа М /С, В /6 наряду с карбидами М С и МС.Увеличение содержания в стали алюминия в указанных пределах повышает износостойкость стали благодаря возрастанию доли окислительных процессов при трении.Введение церия позволяет уменьшить количество неметаллических включений и придать им глобулярную форму. Церий совместно с бором в оптимальных количествах способствует дроблению дендритной структуры, измельчает зерно, что увеличивает ударную вязкость стали.1098976 исследуемой структуры со стандартной шкалой (ГОСТ 5950-73) . Химический состав стали, %си Сталь Известнаяф 0,37 0,20 0,40 1,6 1,6 0,9 Предла- гаемая 0,43 0,45 0,25 1,3 1,4 0,21 0,05),8 1,7 О 15 1,5 1,3 0,1 О, 15. 0,48 0,35 0,28 1,6 1,5 0,2 0,25 1,9 0,44 1,4 1,5 0,3 2,1 0,3 0,46 0,21 1,6 1,3 0,15 1,9 0,28 Продолжение табл. 1 Химический состав стали, Ъв Сталь ве Ч Сц А 1 Се Известная% Остальное 0,42 0 02 0,3 Предлагаемая 0,01 0,005 0,12. 0,10 0,10 0,23 0,007 0,06 0,10 0,12 0,25 0,15 0,09 0,001 0,008 0,15 0,21 0,1 0,130,13 0,15 0,25 0,04 0,01 0,14 Кроме того, известная сталь содержит мас.%з титан 0,051 .кальций О 005РЗМ 0,06. дости НВС после дополнительногонагрева при 550-650 ОС, Износостойкость определяют по изменению массыобразцов в условиях сухого тренияскольжения прн скорости скольжения0,4 м/с и давлениях 4,5 и 15 МПана пути трения 1000 м,контртело -сталь 25 ХГТ. Бал зерна устанавливают путем определения среднего .размера зерна и сравнения Приведенные в табл. 2 результаты исследований свидетельствуют, что предлагаемая сталь, не уступая известной по прочности, превосходит ее по ударной вязкости в 1,2 раза, по теплостойкости на 2-4 НВС, по износостойкости - на 27-35;Таблица 11098976 Таблица 2 тМПа ,Ъ УЪ Плавкастали1 6 въ МПа Он 10 Дж/м НКС Известная(литое состояние) 1720 3,9 1580 45-46 10 40 Предлагаемая 1570 1650 38 3,9 10 1720 1650 37 4,0 3 1710 1610 40 4,0 46-47 3,9 1750 1600 1630 1720 46-47 4,0 Продолжение табл, 2 Эксплуатационные свойства МЮ Твердость после отпуска при температуре,аСИзноуостойкостьг/см км, придавлении МПа Плавкастали 550 эвестнаялитое сотояние) 3835 0,021 0,2/ 8-9 6 едлагаая 9-10 . 0,015/5 П 1 ФПатент, г.ужгород, ул.Проектная,4 филиал Механические свойства Составитель В.Бктор Н.Джуган Техред А.Ач Тираж ВНИИПИ Го по дел 13035, Мо603 ударственного м изобретений ква, Ж, Ра Подпкомитета СССРн открытийушская наб., д 46-47 45-46 45-46