Сталь

(5 ц 4 С 22 С 38/26 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ одержащая углерод н,о и т ого 0 О 0 0,42-0,9 1,20-1,8 0,22-0,60 0,03-0,10 0,005-0,01 Ов 005 Оэ 01 Остальное ал зо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Центральный научно-исследтельский институт материаловнологии тяжелого и транспортнмашиностроения(54)(57) СТАЛЬ,марганец, кремнижелезо, о т л итем, что, с цельливаемости и теплполнительно содений, кальций пришенин компонентоУглеродМарганецКремнийХромВанадийНиобийАлюминийК ьций хром, ванадий, а ю щ а я с я повышения прокаостойкости, она д жит ниобий, алюми следующем соотномас.Е:Оэ 46-Оф 59 0,82-1, 2Изобретение относится к металлур.гии, в частности к сталям для изготовления инструмента горячего деФормирования ножи для резки проката, штампы), который должен обладать 5достаточно высоким уровнем твердости на заданной глубине от рабочейповерхности, сохраняющейся в процессе эксплуатации при периодических нагревах, что обеспечиваетсясвойствами стали: высокой прокаливаемостью и теплостойкостью (сопротивлением разупрочнению при нагреве).Цель изобретения - повышениепрокаливаемости и теплостойкостистали,Содержание углерода в предлагаемой стали повьддает ее технологичность при горячей деформации (высокие пластическиезрактеристикив процессе ковки, уменьшение склонности к образованию горячих трещин).Нижняя граница содержания углерода(0,597) - удовлетворительнуютехнологичность при горячей дефор,мации.Содержание кремния также обеспечивает повышение технологичности стали при горячей деформации.Нижняя граница содержания кремния(0,427) связана с достижением необходимого сопротивления разупрочнению(теплостойкости) при среднем отпуске.з 5Верхняя граница (0,907) определяется снижением технологичности сталипри горячей обработке давлениемпредлагаемое содержание марганцаи хрома позволяет повысить прокаливаемость стали,Нижняя граница концентрационного интервала по марганцу (0,87) и хрому (1,27) обусловлена эффективностью 5 их влияния на прокаливаемость.,Верхняя граница концентрационного интервала по марганцу (1,207) позволяет достигнуть оптимальное количество остаточного аустенита при за калке и снизить флокеночувствительность. Верхняя граница концентрационного интервала по хрому (1,8%) также связана с возможным увеличением флокеночувствительности, кроме того, важным Фактором является затруднение при выплавке стали с повьдденным содержанием хрома в мартеновских печах. Комплексное легирование ванадиемв количестве 0,22-0,607 в сочетаниис микродобавками ниобия при выбранноь,содержании углерода придает сталипринципиально новое свойство - способность к дисперсионному твердению,вследствие чего существенно ловышается теплостойкость стали. Крометого, комплексное легирование ванадием и ниобием, с одной стороны,и алюминием и кальцием, с другой,оказывает модифицирующее действие,способствуя измельчению зерна. Этоприводит к повышению пластичностии вязкости стали, а следовательно,эксплуатационных характеристик,Наряду с этим, добавка ниобия, который является активным гидридообразующим элементом, способствуетуменьшению флокеночувствительностистали.Нижние концентрационные границыдля ванадия (0,227) и ниобия (0,037)обеспечивают необходимую степеньпроявления эффекта дисперсионноготвердения, а также модифицирующегодействия (в сочетании с другимимодификаторами - алюминием и кальцием). Верхние границы (соответственно, 0,607 и 0,107) позволяют предотвратить снижение технологичностив процессе ковки, а также пластических и вязких характеристик стали вготовом изделии вследствие неоднородности распределения карбидов в структуре а также из-за уменьшения дисперсности карбидных частиц и затруднения их растворения в аустените при нагреве под закалку. Нижняяграница содержания ниобия (0,037)обусловлена проявлением его сдерживающего действия на рост аустенитного зерна при нагреве после растворения в аустените большей частиванадия, а верхняя - необходимостисохранения частицами карбида ИЬСспособности эффективно препятствовать росту зерна.Нижняя (0,057) и верхняя (0,017)границы концентрационного интервала алюминия определяются эффективностью его модифицирующего действия,Химические составы известных ипредлагаемой сталей приведены втабл. 1Слитки массой 30 кг куют на заготовки, из которых изготавливаютТаблица 1 Содержание элементов в составе, мас,7 Составстали Бх Сг 7ИЬ А 1 Са Пред- лагаемый1 0,42 0,78 0,38 1,14 0,023 0)004 0,004 0,16 Остальное 2 0,46 3 0,50 4 0,59 5 0,64 0,82 0,42 1,20 0,22 0,005 0,005 0,03 То же 0,058 0,008 0,007 0,27 1,02 0,55 1,51 1,20 0,90 1,80 1,26 0,94 1,85 0,01 0,01 0,60 0,10 0,012 0,012 0,64 0,12 Изве.стный Осталь 1 0,65 0,05 0,70 0,95 0,80 ное То же 2 0,73 0,85 0,99 1,00 0,103 075 090 110 1,10 0015% Плавки 1 и 5 - сталь с содержанием компонентов, входящим зарамки предлагаемого состава,образцы для определения теплостой.кости и прокаливаемости по методу Немчинского (торцовая закалка), Температура нагрева под закалку для предлагаемой стали, обрабатываемой на вторичную твердость, составляето1025 С, а для известной, обрабатываемой на первичную твердость, 860 С, Продолжительность выдержкиопри температуре аустенитизации - 1 ч При определении прокаливаемостиохлаждение образцов проводят вструе воздуха. Теплостойкость оце 86689 4бнивают после отпуска при 550 С втечение 6 ч на тех же образцах.Результаты проведенных сравнительных испытаний на прокаливаемость5 и сопротивление разупрочнению приотпуске исследуемых сталей приведены в табл. 2, из чего следует,что предлагаемая сталь обладаетпреимуществами в сравнении с известной.Зкономический эффект достигается за счет повьппения стойкости инструмента, изготовленного из предлаг аемой стали,11866894 Глубина зоны с твердостьюНКС 40,мм47 Таблица 2 ЪСоставстали Твердостьна охлаждаемом торце, НКСз Глубина зоны с твердостью НКСз47 мм Глубиназоны ствердостьюНКС. 40,мм Глубиназоны ствердостьюНКС 35,мм Твердостьна охлаждаемомторце,НКС Предлагаемый 1 110 105 130 47,5 56,5 90 115 110 130 48 122 112 133 100 125 115 135 49,5 100 125 58,5 115 135 Изве- стный 42 46 70 90 50 70 50 47 100 42,5 47,5 75 Составитель В. БростремРедактор И, Дербак Техред О.Ващишина Корректор И. Эрдейи Заказ 6507/30 Тираж 582ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Термостойкость после закалки, НКС Термостойкость после отпуска,