Сталь

(51)5 С 22 С 38/32 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ы 1(71) Орский механический завод(56) Авторское свидетельство СССРМ 1288206, кл. С 22 С 38/32, 1987.(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к стали; которая может быть использована для изготовления пуансонов, имеющих разогрев рабочей поверхности до 600 С, размером 560 х 125 мм, высотой 215 мм для пресс-форм литья латуни Л 85 под давлением. Цель изобретения - повыИзобретение относится к металлургии, в частности к производству сталей, которые могут быть использованы для изготовления пуансонов размером 560 х 125 мм, высотой 215 мм, имеющий разогрев рабочей поверхности до 600 С, для пресс-форм литья латуни Л 85 под давлением.Известна сталь содержащая, мас.%: Углерод 0,15 - 0,45 Кремний с 2,0Марганец с 2,0Хром 2,6-4,5 Молибден 0,5-3,5 один или несколько элементов из следующих:Ванадий 0,01 - 2,0 Вольфрам 0,01 - 4,0 Титан 0,001-0,5 Цирконий 0,001 - 0,5 Ниобий 0,001 - 0,5 также один или несколько элементов из следующих:Я 21713971 А 1 щение при 600 С твердости, предела текучести при сжатии коэффициента теплопроводности, сопротивления смятию, линейного размера критического раскрытия трещины и сохранения после действия циклических нагрузок сжатия при 600 С уровня разгаростойкости. Предлагаемая .сталь содержит, мас 0: углерод 0,25-0,29; кремний 0,5 - 0,96, марганец 0,5 - 0,8; хром 1,5 - 2,5; молибден 1,8 - 2,4; ванадий 0,7-0,98; медь 0,4- 1,0; бор 0,004-0,007; .кальций 0,04 - 0,07; .церий 0,08 - 0,12; дисилицид гафния 0,09 - 0,17; окисы бериллия 0,05-0,11; цирконий 0,92 - 1,80; калий 0,04 - 0;10; празеодим 0,09- 0,16; индий 0,05-0,08; железо - остальное, при условии выполнения соотношейия циркония и индия, равны 18,4-22,5, 4 табл. Никель 0,25 - 1,0 Кобальт 0,05-4,0 Медь меньше 3,0Бор 0,005 - 0,010 один или несколько элементов из следующих:Кальций 0,0005-0,010 Редкоземельныеметаллы 0,0005 - 0,20Железо Остальное Эта сталь может быть использована для изготовления пуансонов размером 560 х 125 мм, высотой 215 мм для пресс-форм литья латуни Л 85 под давлением, так как композиция по углероду и легирующим элементам может обеспечить при 600 С удовлетворительные уровни предела. текучести при сжатии, сопротивления смятию, линейного размера критического раскрытия трещины, Однако на таком широком диапазоне содержания углерода и легирующих элементов обнаруживаются ряд составов, которые в одном случае имеют низкие значенияпри 600 С твердости, предела текучести присжатии, сопротивления смятию, в другом -недостаточные уровни коэффициента теплопроводности, линейного размера критического раскрытия трещины, а также низкойспособности сохранять после действия циклических нагрузок сжатия при 600 С уровняразгаростойкости, Из-за низкой твердостипри 600 С происходит интенсивный износгравюры инструмента, в результате чего детали получаются бракованными с отклонениями по размерам: из-за низкого пределатекучести при сжатии при 600 С и низкогосопротивления смятию при этой температуре происходит потеря геометрических размеров инструмента, в результате чегодетали получаются бракованными с отклонениями по размерам чертежа. Из-за низ-.ких значений коэффициентатеплопроводности, линейного размера критического раскрытия трещины при 600 С, атакже из-за низкой способности сохранятьпосле действия циклических нагрузок сжа.тия при 600 С уровня разгаростойкости инструмент выходит из строя по причинеразрушения, что отрицательно сказываетсяна производительности литьевой машины.Поэтому данная сталь может найти толькоограниченное применение в машиностроении,Известна сталь, содержащая, мас.0 :Углерод 0,22 - 0,27Кремний 0,8 - 1,2Марганец 0,15 - 0,4Хром 2,5-3,0Молибден 1,6-2,0 .Ванадий 0,6-0,8Медь 0,5 в 1,2Бор 0,003 - 0,005Кальций 0,002 - 0,05Церий 0,02 - 0,04Железо ОстальноеИзвестна сталь обладает при 600 Судовлетворительными уровнями твердостии предела текучести при сжатии и,поэтомуможет быть использована для изготовленияпуансонов для пресс-форм литья, однаконизкие уровни сопротивления смятию при600 С отрицательно сказываются на эксплуатационной стойкости инструмента; происходит смятие инструмента (потерягеометрических размеров инструмента), врезультате чего детали получаются бракованными с отклонениями по размерам, Кроме того, известная сталь имеет низкиеуровни коэффициента теплопроводности,линейного размера критического раскрытиятрещины при 600 С, а также не сохраняетпосле действия циклических нагрузок сжатия при 600 С уровня разгаростойкости, изэа чего в совокупности инструмент выходит преждевременно из строя по причине разрушения, что отрицательно сказывается на5 производительности литьевой машины. Поэтому ее применение ограничено для пуансонов размером 560 х 125 мм высотой 215 мм пресс-форм литья латуни под давлением.Цель изобретения - повышение при 600 С10 твердости, предела текучести. при сжатии,коэффициента теплопроводности, сопротивления смятию, линейного размера критического раскрытия трещины и сохранения после действия циклических нагрузок сжа 15 тия при 600 С уровня разгаростойкости.Для достижения указанной цели всталь, содержащую углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, медь, бор, кальций, церий, железо, дополнительно20 вводят дисилициды гафния, окись бериллия,цирконий, калий, празеодим, индиц (физическое состояние их - твердое), при следующих соотношениях компонентов, мас. :Углерод 0,25 - 0,2925 Кремний О 5 - О 96Марганец 0,5-0,8 Хром 1,5 - 2;5 Молибден 1,8 - 2,4 Ванадий 0,7 - 0,98 30 Медь 0,4-1,0Бор 0,004 - 0,007 Кальций 0,04 - 0,07Церий 0,08-0,12 Дисилициды гаф 35 ния 0,09 - 0,17Окись бериллия 0,05 - 0,11 Цирконий 0,92-1,80 Калий 0,04-0,10Празеодим 0,09 - 0,16 40 Индий 0,05 - 0,08Железо Остальноепри условии, что содержание циркония и индия отвечает соотношению 18,4-22,5.Предлагаемая сталь отличается от изве 45 стной;.1. Дополнительным содержанием дисилицидов гафния от 0,09 до 0,17 мас,0 . Дисилициды гафния, введенные в указанном количестве, обеспечивают в стали при литье50 при 1600 в 18 С равномерное распределение дисилицидов гафния, которые являются зародышами для дальнейшего выделения дисперсных карбидов хрома, молибдена, ванадия, а также боридав и получения в55 последующем после ковки и термическойобработки структуры с равномерным распределением дисперсных карбидов и боридов, что, в итоге, повышает при 600 С твердость, предел текучести при сжатии.уменьшение содержания дисилицидов гафния менее 0,09 мас,% снижает их эффективность в стали по измельчению карбидовхрома, молибдена, ванадия, а также боридов и равномерность их распределения в стали, что отрицательно сказывается на снижении при 600 С твердости, предела текучести при сжатии. Увеличение содержания дисилицидов гафния более 0,17 мас.; приводит к стали к крупным скоплениямдисилицидов гафния и вследствии этого образуется неравномерное распределениекарбидов хрома, молибдена, ванадия, а также боридов, которые слабо связаны с матрицей металла и быстро выкрашиваются, что отрицательно сказывается на снижении при 600 С предела текучести при сжатии, сопротивления смятию,2. Дополнительным содержанием окиси бериллия в пределах от 0,05 до 0,11 мас, . Окись бериллия, введенная в указанных количествах, создает в стали инертные со слабой реакционной способностью к коагуляции дисперсные упрочняющие частицы, а также придает стали комбинированное карбидноокисноинтерметаллиднсе упрочнение, что в совокупности приводит к повышению способности сохранять после действия циклических нагрузок сжатия при 600 С уровень разгаростойкости, а такжеприводит к повышению сопротивления смятию при 600 С. Уменьшение содержания окиси бериллия менее 0,05 мас.% уменьшает в стали количество инертных со слабой реакционной способностью дисперсныхупрочняющих частиц и снижает эффект комбинированного карбидноокисноинтерметаллидного упрочнения, что приводит к уменьшению после действия циклических нагрузок сжатия при 600 С уровня разгаростойкости, а также приводит при 600 С к снижению сопротивления смятию, Увеличение содеркания окиси бериллия более 0,11 мас,% приводит к образованию сложных молибденованадиевобериллиевомедевыхокислов в виде пленок по границам зерен, врезультате чего снижаются коэффициент теплопроводности, сопротивление смятию,3. Дополнительным содержанием циркония от 0,92 до 1,8 мас Цирконий, введенный в указанном количестве, обеспечивает в стали равномерное распределение дисперсных карбидов циркония, а также обеспечивает измельчению зерна и структурных фаз при термической обработке, что в совокупности приводит к повышению при 600 С твердости, сопротивления смятию, Уменьшение содержания циркония менее 0,92 мас.приводит к небольшому количествудисперсных карбидов циркония, а также приводит к незначительному из 2025303540455055 мельчению зерна и структурных фаэ при термической обработке, что отрицательно сказывается на снижении при 600 С твердости, сопротивления смятию. Увеличение содержания циркония более 1,8 мас. приводит к крупным скоплениям карбидов циркония с увеличенными размерами, в которых имеются дефекты в виде нарушений сплошности зерен, а.также приводит к повышению карбидной неоднородности, что в совокупности отрицательно влияет на снижение коэффициента теплопроводности. Кроме того, увеличение содержания циркония более 1,8 мас. приводит к перелегированию стали, из-за чего образуется большое количество остаточного аустенита, что в совокупности отрицательно сказывается, с одной стороны, на снижении твердости (закаливаемости), а, с другой стороны, при эксплуатации стали при 600 С в условиях циклического нагружения сжатия остаточный аустенит переходит в мартенсит с последующим выделением из отпускаемого мартенсита карбидов, которые выделяются по границам зерен, в результате. чего снижается линейный размер критического раскрытия трещины при 600 С,4, Дополнительным содержанием индия от 0,05 до 0,08 мас.. Индий, введенный в указанном количестве, усиливает общую десульфурацию стали, уплотняет структуру вблизи зерен, очищает границы зерен от обогащения фосфором и карбидного выде- . ления, что в совокупности положительно сказывается на повышении коэффициента теплопроводности, линейного размера.критического раскрытия трещины при 600 С. Кроме того, индий на поверхности инструмента образует тонкую пленку, обогащенную индием, снижающий теплоперенос от расплавленного металла к металлу инструмента, во время эксплуатации инструмента в режиме горячего прессования, что положительно влияет на сохранении после действия циклических нагрузок сжатия при 600 С уровня разгаростойкости. Уменьшение содержания индия менее 0,05 мас.ф неэффективно, так как снижение содержания индия повышает. рыхлость структуры вблизи зерен, не очищает границы зерен от обогащения фосфором и карбидных выделений, что отрицательно влияет на снижении линейного размера критического раскрытия трещины, коэффициента теплопроводности, Кроме того, из-за низкого содержания индия менее 0,05 мас. на поверхности инструмента образуется незначительная пленка, малообогащенная индием, которая слабо снижает теплоперенос от расплавленного металла к металлу инструмента приэксплуатации его в режиме горячего прессования, что отрицательно сказывается на уменьшении после действия циклических нагрузок сжатия при 600 С уровня разгаростойкости, Увеличение содержания индия более 0,08 мас,также нежелательно, так как имеет место загрязнение металла сложными многофазными включениями индия, Кроме того, при увеличении содержания индия более 0,08 мас.опроисходит увеличение остаточного индия в расплаве, в результате чего возрастает склонность стали к повторному окислению и загрязненность стали окислами индия увеличивается; все это приводит к снижению линейного размера критицеского раскрытия трещины, коэффициента теплопроводности.5. Дополнительным содержанием калия от 0,04 до 0,10 мас,о . Калий, введенный в указанном количестве, образует низкоплавкие комплексные эвтектоиды типа Х(К 20)х хУ(МпО)Е (В 20 з), которые выполняют функцию смазки при эксплуатации стали, имеющий разогрев рабочей поверхности до 600 С, что положительно сказывается на сохранении после действия при 600 С циклических нагрузок сжатия уровня разгаростойкости, Уменьшение содержания калия менее 0,04 мас,приводит к образованию в небольших количествах низкоппавких комплексных эвтектоидов типа Х(К 20) У(МпО) Е (В 20 з), которые недостаточно выполняют функцию смазки при эксплуатации стали, имеющий разогрев рабочей поверхности до 600 С, что отрицательно сказывается на уменьшении после действия циклических нагрузок сжатия при 600 С уровня разгаростойкости. Увеличение содержания калия более 0,10 мас. Отакже нежелательно, так как имеет место загрязнение металла в большом количестве легкоплавкими комплексными эвтектоидами типа Х(К 20) У (Мп 0) 2 (В 20 з),в результате чего снижается при 600 С предел текучести при сжатии, сопротивление смятию,6. Дополнительным содержанием празеодима от 0,09 до 0,16 мас,о , Празеодим, введенный в указанном количестве, изменяет природу, форму и распределение сульФидных включений; сульфидные включения становятся более тугоплавкими и гпобупярными, границы зерен очищаются от сульфидных включений не только по границам, но и в теле зерен. Все это в совокупности повышает линейные размеры критического раскрытия трещины при 600 ОС,коэффициента теплопроводности, Уменьшение содержания празеодима менее 0,09 мас,онеэффективно, так как снижение содержания празеодима уменьшает его функцию как глобуляризатора сульфидных включений: незначительно очищает зерна от сульфидных включений как по границам, так и по телу зерен, что приводит к снижению 5 линейного размера критического раскрытиятрещины при 600 С, коэффициента теплопроводности, Увелицение содержания празеодима выше 0,16 мас. также нежелательно, так как имеет место загряз нение металла сложными многофазнымивключениями, при этом за счет увеличения остаточного празеодима в расплаве заметно возрастает склонность стали к повторному окислению и загрязненность стали 15 неметаллическими включениями увеличивается, в результате чего снвкяются линейный размер критицеского раскрытия трещины при 600 С, коэффициент теплопроводности, сопротивление смятию при 20 600 ОС.7. Содержание циркония и индия в стали должно отвечать соотношению 18,4-22,5, При этом содержание в стали циркония и индия должно быть в пределах состава за являемой стали, т.е, циркония в пределах0,92 - 1,80 мас. О , а индия - в пределах 0,05- 0,08 мас, о . Соотношение циркония к индию в пределах 18,4:22,5 предотвращает обогащением Фосфором и серой и их окислами гра ницы зерен как после термического,упрочнения, так и при эксплуатации стали в режиме теплового при 600 С циклического нагружения сжатия, что положительно влияет при 600 С на повышение линейного раз мера критического раскрытия трещины ипредела текучести при сжатии. Кроме того, цирконий и индий при данном соотношении знацительно растворяется в ферритной матрице и обеспечивает твердорастворное уп рочнение, что также .повышает пределтекучести при сжатии при 600 С. Соотношение циркония и индия менее 18,4 снижает десульфураторо-дефосфорную их функцию, в результате чего границы зерен незначи тельно очищаются от фосфора и серы и ихсоединений, что приводит к снижению при 600 С линейного размера критического раскрытия трещины, предела текучести при сжатии. Кроме того, цирконий и индий при 50 соотношении .менее 18,4 незначительнорастворяется в ферритной матрице и не обеспечивает твердорастворное упрочнение в значительной степени, что не приводит к повышению предела текучести при 55 сжатии при 600 С. Соотношение цирконияк индию более 22,5 приводит к обогащению границ зерен многофазными включениями индия, а также приводит к скоплению на границах зерен карбидов остроугольной формы, которые легко коагулируют при эксплуатации стали в режиме тепловой при (отпуск при 600 С продолжительностью 600 ОС циклической нагрузки сжатия, что 3,1 ч, охлаждение на воздухе), составляет в совокупности отрицательно влияет на сни- при 600 С 51,8 ед, НЯС. Твердость замеряют жении при 600 С линейного размера крити- на приборе Роквелла типа ТК - 2 при 600 С, ческого раскрытия трещины, предела 5 Сталь, укаэанного состава, при 600 С текучести при сжатии и на снижение после имеет низкий линейный размер критическодействия при 600 С циклических нагрузок го раскрытия трещины, равный 0,289 мм. Лисжатияуровняразгаростойкости.приведен- нейные размеры критического раскрытия ное содержание углерода (0,25-0,29 мас,%) трещины (дс) определяют на шлифованных обеспечивает стали при 600 С высокую 10 до параметра шероховатости В =0,32 мкм твердость, предел текучести при сжатии. образцах малого размера 12 х 12 х 65 мм, вцУказанное содержание кремния(05-0,96 мас.%) резан н ых электроэрозионнцм способом с обеспечивает стали сохранение после дей- поверхности заготовок размером 560 х ствия циклических нагрузок сжатия при х 125 мм, высотой 215 мм, прошедшие закал С уровня разгаростойкости, а также 15 ку(закалка оттемпературы аустенитизации обеспечивает при 600 С высокий линейный 1050 С с выдержкой 3,0 ч и охлаждения в размер критического раскрытия трещины. масле) и отпуск (отпуск при температуре Сталь, содержащая, мас,%: хром 1,5-2,5; 600 С с продолжительностью 3,1 ч, охлажмолибден 1,8-2,4; ванадий 0,7-0,98; бор дение на воздухе), Образцы имеюттреуголь,004-0,007, обеспечивает при 600 С высо ный надрез с углом 45 О и наведенную кое сопротивление к смятию. Указанное со- усталостную трещину. Испытания проводят держание марганца (0,5-0,8 мас.%) и меди на машине ИМ - 4 А со скоростью деформи- . (0,4-1,0 мас,%) в стали повышает коэффици- рования 1,2 ммlмин, расстояние междуопоент теплопроводности. Введение кальция рами 40 мм, приложение нагрузки - (0,04-0,07 мас.%) и церия (0,08-0,12 мас.%) 25 сосредоточенное на 1/2 Робразца с записью обеспечивает стали при 600 С высокий ли- диаграммы, по которой определяют время нейный размер критического раскрытия протекания пластической деформации трещины, Основным компонентом стали яв- (мапл) до момента разрушения образца. Велиляется железо, но, кромеуказанныхлегиру- чину критического раскрытия трещины . ющих элементов, в ней содержатся 30 (д) вычисляют по формуле следующие примеси, мас.%: сера - до д 04 Ь - о 0,03:фосфор - до 0,03. Наиболее эффективдс но сталь может быть использована для изго- пл /деф, товления пуансонов размером 560 х 125 мм, где Ь - длина в поперечном сечении образ- высотой 215 мм для пресс-форм литья лату ца, мм; ни Л 85 под давлением, о - длина трещины, включая надрез, мм;Сталь выплавляют в электропечах по из - прогиб образца к моменту разрушевестному способу выплавки инструменталь- ния, мм; ных сталей на обычных шихтовых- половина расстояния между опора- материалах с соответствующим содержани ми образца, мм; ем ингредиентов, Для сравнения приводят гпл - время протекания пластической плавки 6-8 с граничными и оптимальными деформациидо момента разрушенияобраззначениями всех ингредиентов входящих в ца, мм; состав известной стали, с полученными по Чдеф - скорость перемещения захватовкаждому из них механическими свойствами 45 установки, ммlмин. в процессе их испытания на образцах того Сталь, указанного состава, после термиже типа и при тех же одинаковых условиях ческой обработки и действия циклических их изготовления, испытания, что и предла- нагрузок сжатия при 600 С имеет низкийуровень разгаростойкости, равный 6,2 мм. Химический состав сталей плавок 1-8 50 Разгаростойкость определяют на шлифованных с параметром шероховатости Во -Состав плавки 1 не обеспечивает стали 0,32 мкм образцах размером 10 х 10 х 130 мм высокой твердости: твердость на шлифо- с надрезом по середине глубиной 2 мм и ванных с параметром шероховатости Ве = радиусом дна надреза 10,07 мм, Образцы =0;32 мкм образцах размером 15 х 15 х 15 мм, 55 электроэрозионным способом вырезают с вырезанных электроэрозионным способом поверхности заготовок размером 560 х с поверхности заготовок 560 х 125 мм, высо- х 125 мм, высотой 215 мм, прошедшие закалтой 215 мм, прошедшие закалку (закалка от ку (закалка от температуры аустенизации температуры аустенизации 1050 С с выдер С с выдержкой 3,0 ч и охлаждения а жкой 3,0 ч и охлаждения в масле) и отпускмасле) и отпуск (отпуск при 600 С продолжительностью 3,1 ч, охлаждение на воздухе) с последующим действием циклических нагрузок сжатия (циклирования), нормально приложенных к плоской поверхности пуансонов, Циклирование пуансонов (приложение циклических нагрузок сжатия) производят на литьевой машине с гидравлическим приводом путем циклического нагружения сжатия при нормальном напряжении 70 кгс/мм в количестве 2400гциклов. Общая продолжительность цикла 50 с, в том числе время для достижения напряжения 70 кгс/мм составляет 10 с, акгтивное время нажатия 14 с. время перемещения штока литьевой машины для производства следующего цикла 26 с. Усилие штока машины замеряют манометром. Пуансоны во время циклирования имеют температуру 600 С, Нормальное напряжение, равное 70 кгс/мм, - это минимальноегнапряжение необходимое для литья под давлением деталей, а число циклов циклов 2400 - это средняя стойкость пуансонов, изготовленных из известной стали, Для определения разгаростойкости образцы нагревают токами высокой частоты на установке ЛПЗ - 678 (частота тока 60 - 74 кГц) на глубину 1,2 - 1,5 мм, Термический цикл включает нагрев образцов до 600 С на глубину 1,2-1,5 мм в течение 7 с и охлаждения в воде до 20 С, Через 600 циклов образцы шлифуют до параметра шероховатости Ва = =0,32 мкм, протравливают 15 -ным водным раствором персульфата аммония при 20 С с продолжительностью 30 с. С помощью профилографа-профилометра типа А 1 модели 252 с регистрирующим (записывающим) в прямоугольной системе координат устройством (максимальная длина трассы ощупывания 40 мм, вертикальное и горизонтальное увеличение профилографа 1000 раз, радиус кривизны вершины щупа 10 2,5 мкм) определяют на двух параллельных поверхностях, перпендикулярных к дну (линии) надреза, суммарную длину всех трещин. Затем подсчитывают число трещин на этих поверхностях и находят среднюю длинутрещины. Среднююдлинутрещины(1, мм) вычисляют из соотношения1=1/и,где 1 - общая (суммарная) длина трещины в двух параллельных поверхностях, перпендикулярных к дну (линии) надреза, мм; и - общее число трещин на двух параллельных поверхностях, перпендикулярно расположенных к дну (линии) надреза; 1 - средняя длина трещины, мм.По средней длине трещины оценивают разгаростойкость стали, Сталь, указанного состава, имеет при 600 С низкий уровень сопротивления смятию (Л 1), равный 0,59 мм. Сопротивление 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 смятию определяют на шлифованных с параметром шероховатости Ва = 0,32 мкм образцах диаметром 5 мм и длиной 8 мм, вырезанных электооэрозионным способом с поверхности заготовок размером 560 х 125 мм, высотой 215 мм, прошедшие закалку от температуры аустенизации 1050 С с выдержкой 3,0 ч и охлаждения в масле с последующим отпуском при 600 С продолжительностью 3,1 ч, охлаждение на воздухе, Для определения сопротивления смятию образец диаметром 5 мм и длиной 8 мм помещают вертикально между верхней и нижней водоохлаждаемыми плитами размером каждой 140 х 125 мм и высотой 170 мм, затем водоохлаждаемые плиты с образцом помещают внутри прямоугольной жесткой рамы, на основании которой внутри смонтирован гидравлический домкрат с манометром, Водоохлаждаемые плиты с образцом устанавливают внутри прямоугольной рамы так, чтобы нижняя поверхность водоохлаждаемой плиты находилась на площадке гид-, равлического домкрата, а верхняя поверхность верхней плиты упиралась в верхнюю перекладину рамы. Между нижней поверхностью перекладины рамы и.верхней поверхностью верхней плиты а также между нижней поверхностью площадки нижней плиты и верхней поверхностью площадики гидравлического домкрата устанавливают прокладки из электроизоляционного материала. Бодоохлаждаемые плиты имеют клеммы для подвода электрического тока. В начале испытания образец предварительно сжимают гидравлическим домкратом до нормального напряжения 57 кгс/мм, а затем от электросварочной установки модели ВСМ УЗ через клеммы плит в образец пропускают электрический ток. Образец нагревается и расширяется, в результате чего напряжение сжатия дополнительно увеличивается до нормального напряжений (70 кгс/мм). Затем после нагрева электричегский ток отключают и образец охлаждают за счет стока тепла к водоохлаждаемым плитам, Температуру нагрева измеряют приваренной к поверхности образца 0,2 мм платина-платинородиевой термопарой. Цикл температурно-силового воздействия (ЦТСВ) включает: электронагрев со скоростью 500 град/с до 600 С без выдержки, охлаждениедо 4500 С соскоростью 50 град/с.При достижении температуры 600 С в образце напряжение сжатия составляет 70 кгс/ммг.Усилие домкрата, а также усилие, возникающее на образце в результате температурно-силового воздействия, замеряют манометром. После проведения 2400 циклов температурно-силового воздействия образец вынимают и определяют уменьшениедлины (Л) по формулеЬ = о-;где Ь - уменьшение длины;и- длина образца соответственно до и после температурно-силового воздействия, мм.По изменению оценивают сопротивление смятию, Линейное измерение образцов .производят микрометром типа МК 25 - 1.Сталь, указанного состава, имеет при 600 С низкий предел текучести при сжатии,: равный 2037 МПа, который определяют на образцах диаметром 5 мм и высотой 8 мм (образцы электроэрозионным способом вырезают с поверхности заготовок размером 560 х 125 мм, высотой 215 мм, прошедшие закалку от температуры аустенизации 1050 С с;выдержкой 3 ч и охлаждения в масле с щследующим отпуском при 600 С продолжительностью 3,1 ч, охлаждение на воздухе; образцы шлифуют до параметра шерохоцйости В = 0,32 мкм и испытывают при 600 С на машине ИМА с записью диаграммы нагружения при скорости нагружения 1,2 мм/мин. Сталь, указанного состава, имеет низкий коэффициент теплопроводности 0,09714 кал/см град с, который определяют на образцах диаметром 50 мм и длиной 190 мм, вырезанных электроэрозионным способом с поверхности заготовок размером 560 х 125 мм, высотой 215 мм, прошедшие закалку от температуры аустенизации 1050 С с выдержкой 3 ч и охлаждения в масле с последующим отпуском при 600 С продолжительностью 3,1 ч, охлаждение на воздухе, Образцы со всех сторон шлифуют до параметра шероховатости Ба=0,32 мкм. Для определения коэффициента теплопроводности в образце вдоль вертикальной оси с торца головки на глубину 60 мм высверливают диаметром 30 мм полость, в которой устанавливают электронагреватель диаметром 20 мм, высотой 50 мм, и закрывают сверху торец головки образца шайбой диаметром 50 мм и высотой 15 мм из испытуемого материала образца, В образце от торца головки на расстоянии 90 и 140 мм производят перпендикулярно вертикальной оси образца на глубину 25 мм сверление диаметром 6 мм, в которое ко дну отверстия приваривают с помощью тока разряда конденсаторных батарей, диаметром 0,2 мм платина-платинородиевые термопары, Образец в собранном виде вертикально голо-.30 35 40 где Л - коэффициенкал/см град с;0 - количество те- расстояние метермопары, см;Я - площадь попразца между верхнейми, см;О и и - показанияственно в верхней и теплопроводности,лоты, кал;жду верхней и нижней еречного сечения оби нижней термопаратемпературы соответнижней термопарами,т - длительность испытания, с, Состав плавки 2 при рассмотренных методах испытаний, режимах термической обработки и циклического нагружения сжатия обеспечивает стали высокие уровни твердости (53,0 ед, ИЯС), предела текучести при сжатии (2168 МПа), сопротивления смятию (0,47 мм), коэффициента теплопроводности (0,11040 кал/см град с), размера критического раскрытия трещины (0,397 мм), а также сохраняет после действия циклических нагрузок сжатия при 600 С уровень разгаростойкости (3,8 мм).Состав плавки 3 при рассмотренных методах испытаний, режимах термической обработки и циклического нагружения сжатия обеспечивает стали высокие уровни твердости (54,1 ед.НЯС), предела текучести при сжатии (2245 МПа), сопротивления смятию вкой вверх помещают через днище, в цилиндрическую камеру с внутренним диаметром 200 мм, внутренней высотой 300 мм и толщиной стенки 10 мм, Нижний торец образца 5 крепится в днище камеры с обеих сторон с помощью телескопического в виде усеченного конуса крепежно-уплотнительного устройства с теплоизоля цион ными манжетами. Образец устанавливают так, чтобы сверле ние под нижнюю термопару находилось на уровне 10 мм от внутренней стороны днища цилиндрической камеры, а нижний торец образца выходил за пределы наружной стороны камеры на 30 мм, Образец охлаждают 15 снизу путем помещения всей нижней части камеры в ванну с водой с температурой 20 С (камеру становят в ванну на пустотелые ножки). Нагрев головки образца производят до 400 С, длительность испытания 20 мин. 20 Разность температур, расстояние между приваренными к образцу термопарами, площадь поперечного сечения образца между термопарами, расходуема мощность в печи головки образца, время испы тания - это исходные данные длявычисления коэффициента теплопроводности по формулеЛ -(0,39 мм), коэффициента теплопроводности (0,10637 кал/см град с), размера критического раскрытия трещины (0,376 мм), а также сохраняет после действия циклических нагрузок сжатия при 600 С уровень разгаростойкости (4,6 мм).Состав плавки 4 при рассмотренных методах испытаний, режимах термической обработки и циклического нагружения сжатия обеспечивает стали высокие уровни твердости (55,3 ед,НЯС), предела текучести при сжатии (2304 МПа), сопротивления смятию (0,32 мм), коэффициента теплопроводности (0,10043 кал/см град с), размера критического раскрытия трещины (0,312 мм), а также сохраняет после действия циклических нагрузок сжатия при 600 С уровень разгаростойкости (5,4 мм).Состав плавки 5 при рассмотренных методах испытаний, режимах термической обработки и циклического нагружения сжатия не обеспечивает стали высоких уровней твердости (52,4 ед, НЯС), предела текучести при сжатии (1973 МПа), сопротивления смятию (0,51 мм), коэффициента теплопроводности (0,09016 кал/см град с), размера критического раскрытия трещины (0,246 мм), а также не обладает способностью сохранять после действия циклических нагрузок сжатия при 600 С уровень раэгаростойкости (7,0 мм),Состав плавки 6 при рассмотренных методах испытаний, режимах термической обработки и циклического нагружения сжатия не обеспечиваст стали высоких уровней твердости (42,8 ед. Н ЯС), предела текучести при сжатии (1680 МПа), сопротивления смятию (0,84 мм), коэффициента теплопроводности (0,08971 кал/см град с), размера критического раскрытия трещины (0,197 мм), а также не обладает способностью сохранять после действия циклических нагрузок сжатия при 600 С уровень.раэгаростойкости (10,4 мм),Состав плавки 7 при рассмотренных методах испытаний, режимах термической обработки и циклического нагружения сжатия не обеспечивает стали высоких уровней твердости (44,2 ед.НЙС), предела текучести при сжатии (1747 МПа), сопротивления смятию (0,77 мм), коэффициента теплопроводности (0,08524 кал/см град с), размера критического раскрытия трещины (0,156 мм), а также не обладает способностью сохранять после действия циклических нагрузок сжатия при 600 С уровень разгаростойкости (12,7 мм),Состав плавки 8 при рассмотренных методах испытаний, режимах термической обработки и циклического нагружения сжатияне обеспечивает стали высоких уровнейтвердости (46,7 ед. НЯС), предела текучестипри сжатии (1836 МПа), сопротивления смя 5 тию (0,69 мм), коэффициента теплопроводности (0,08103 кал/см град с), размеракритического раскоытия трещины (0,128 мм),а также не обладает способностью сохранять после действия циклических нагрузок10 сжатия при 600 С уровень разгаростойкости (13,9 мм).Механические свойства предлагаемой иизвестной стали представлены в табл, 4.Предлагаемая сталь для пуансонов15 пресс-форм литья латуни Л 85 под давлением составов плавок 2 - 4 при высоких значениях твердости, предела текучести присжатии, сопротивления смятию, коэффициента теплопроводности, линейного размера20 критического раскрытия трещины обладаетспособностью сохранять после действияциклических нагрузок сжатия при 600 Суровень раэгарастойкости, что приводит кповышению стойкости инструмента,25Формула изобретенияСталь, содержащая углерод, кремний,марганец, хром, молибден, ванадий, медь,бор, кальций, церий, железо, о.т л и ч а ю щ 30 а я с я тем, что, с целью повышения притемпературе 600 С твердости, предела текучести при сжатии, коэффициента тепло-проводности, сопротивления смятию,линейного размера критического раскрытия 35 трещины и сохранения после действия циклических нагрузок сжатия при температуре .600 С уровня разгаростойкости, она допол-нительно содержит дисилициды гафния,окись бериллия, цирконий, калий, празео дим, индий при следующем соотношениикомпонентов, мас, ,Углерод 0,25 - 0,29Кремний 0,50 - 0,96Марганец 0,5-0,8 45 Хром 1,5 - 2,5Молибден 1,8 - 2,4Ванадий 0,7 - 0,98Медь 0,4-1,0Бор 0,004-0,007 50 Кальций 0,04-0,07Церий 0,08 - 0,12Дисилициды гафния 0,09-0,17Окись бериллия 0,05-0,11Цирконии 0,92-1,80 55 Калий 0,04 - 0;10Празеодим 0,09-0, 6Индий 0,05-0,08Железо Остальноепри условии выполнения соотношения циркония и индия, равного 18,4-22,5.