Штамповая сталь

ОЮЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИЕСПУБЛИК 19) 111 А 22 С 38/3 Зб АНИ ТЕНИЯ ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) ШТАМПОВАЯ Сшая углерод, марганец 24ценко,кин,гона,никовметаллургии4 (088.8)Сталь ЗХЗМЗФ.ельство СССР38/24, 1980,ТАЛ 1,содержакремний, хром анадий, алюмелезо, о т лто, с цельюи, она содерщем соотношеУглеродМарганецКремнийХромВанадийАлюминийКальцийЦерийЖелезо ний, кальций, церий и и ч а ю щ а я с я тем овышения термостойкосит компоненты в следуии, мас.%:0,10-0,250,10-0,302,10-2,502,0-5,00,4-0,50,02-0,050,005-0,1000,01-0,04ОстальноеИзобретение относится к металлургии, в частности к сталям, используемым для изготовления инструментов горячего деформирования, например формовочных и выгибных штампов в колесопрокатном производстве,подвергающихся в процессе эксплуатации действию циклических напряжений термического происхождения.Известна теплостойкая стальЗХЗ Мзф 1,Недостатком этой стали являетсянизкая термостойкость.Наиболее близкой к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффект .является штамповаясталь 2, содержащая, мас.:Углерод 0,1-0,3КремнийМарганец 0,4-2,0ХромВанадий . . 0,08-0,30Церий О, 002-О, 02по крайней мере один элемент изгруппы, содержащей кальций и алюминий 0,005-0,1, железо - остальное.Недостатком известной стали явля.ется относительно низкая и неста. бильная разгаростойкость, что отрицательно сказывается на служебнойстойкости инструмента горячего деФормирования и объясняется пониженными износостойкостью, окалиностойкостью, теплопроводностью, низкимикритическими точками А и А.Целью изобретения является повышение термостойкости стали,Поставленная цель достигаетсятем, что штамповая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний,хром, ванадий, алюминий, кальций,церий и железо, содержит компонентыв следующем соотношении компонентов,мас.:Углерод 0,1-0,25МарганецКремний 2,1-2,5Хром 2,0-5,0Ванадий 0,4-0,5Алюминий 0,02-0,05Кальций 0,005-0,1Церий О,О 1-О,О 4Железо ОстальноеВыбранные пределы концентрацииуглерода обеспечивают получение высоких значений критических точек А и А и ширины критического интервала стали,что способствует повышени ию сопротивляемости стали термической усталости.Пониженное содержание марганца способствует повышению пластичности, вязкости, критических точек А, и АЗ, уменьшению аниэотропии свойств, уменьшению коэффициента теплового расширения, размера зерна, флокеночувствительности.Повышенное содержание кремния посравнению с известной сталью увеличивает окалиностойкость, износостойкость, теплопроводность, теплостойкость, наиболее сильно из всех легирующих элементов повышает критичес"кие точки А и А, что приводит кповышению термостойкости и при выбранном соотношении компонентов неснижает пластичности, прочности,вязкости и флокеночувствительностиштамповой стали.Повышение содержания ванадия до15 0,4-0,5 увеличивает износостойкость,прочность, вязкость, температурукритических точек Аи А, уменьшает склонность к хрупкому разрушению, размер зерна, не влияет на ани"зотропию свойств.Алюминий, кальций и церий в указанных пределах оказывают рафинирующее влияние, очищая межэеренныеграницы от вредных примесей и темсамым повышая термостойкость инструмента горячего деформирования.Сера и фосфор являются вреднымитехнологическими примесями, содержание которых должно быть по возможности минимальным и не превышать0,030 каждого.В качестве примесей в сплаве могут присутствовать также медь неболее 0,30) и никель (не более0,35),Составы стали с соответствующимсодержанием компонентов приведеныв табл. 1.Сталь выплавляют в индукционнойпечи с основной футеровкой в атмо 40 сфере воздуха. Отливка имеет видцилиндра высотой 220 мм и диаметром8 мм и заливается в сухую песчано.глинистую форму. Образцы для испытания вырезаются вдоль оси отливки45 после ее отжига в течение 5 ч приотемпературе 860-880 С.Испытание термостойкости сталипроводят на одноосно-напряженныхтрубчатых образцах, подвергающихсядействию повтоРно-переменных напряжений за счет циклических измененийтемпературы от 20 до 850 С.оТермостойкость оценивают по количеству циклов нагрева - охлаждениядо усталостного разрушения сталей.Результаты оценки термостойкостии механических свойств литых сталейв отожженном состоянии приведены втабл. 2.60Как видно из приведенных данных,термостойкость предлагаемой сталина 42-47 выше, чем известной.Более высокая термостойкость стали позволит увеличить срок службы1100330 Прн использовании для изготовления формовочных штампов предлагаемой стали повышается срок службы инструмента горячего деформирования в 22,5 раза. Таблица 1 Мп 81 Сх Сс ставстали,9 Предла- гаемая 1,4 1,80 0,10 0,08 0,15 2, 1.0 0,10 2,0 4,2 0,18 2,37 0,25 2,50 0,25 5,0 0,30 0,50 5,7 0,35 2,65 Известная 5,8 0,80 1,18 0,30 Состав стали,Ре Предлагаемая 0,005 Остальное 0,01 0,25 0,02 2,40 0,03 0,45 0,05 0,50 0,07 0,58 Известная 0,020 0,010 0,10 0,30 инструмента . горячего деформирования.Технология выплавки предлагаемой стали не меняется в сравнении с используемой для известной стали. 0,001 0,005 0,059 0,100 0,180 Продолжение табл. 1 0,010 0,025 0,040 0,0601100330 Таблица 2 Свойства 22кгс/мм . кгс(мм 6,а Предлагаемая 17,1 56,3 52,9 3,2 31,1 72 5,1 17,8 54,3 36,9 66,4 106 38,4 17,4 67,5 117 39,1 107 16,9 12,4 37,1 Известная 50,2 3,1 36,5 13,3 65,2 76. Составитель Л.СуязоваРедактор Л.Повхан Техред Т Маточка Корректор Л. Пилипенко Заказ 4549/24 Тираж 603 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Жр Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 Составстали,Р 68,1 68,4 Количество цикловд н до разруше г , кгс/см ния 53,4 4,7 52,9 4,6 43,3 2,4