Сталь
Иллюстрации
Реферат
(19) (1И
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН зюо С 22 С 38/46
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И GTMPblTHA
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. :" -" -. ;. .,!. :;, К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Ф
° Ю
° а
Ъю (21) 3308736/22-02 (22) 26 ° 06.81 (46) 30.04.83. Бюл. И 16 (72) А.Ф. Дегтярев, В.Г. Дюбанов, В.В. Кобзистый, В.Н. Подвигин, А.И. Батурин и В.Б. Гусарев (53) 669 15- 194 (088.8) (56) 1. Сталь 5 ХНМ. ГОСТ 59-50-73.
Сталь инструментальная легированная.
2. Авторское свидетельство СССР
11 588257, кл. С 22 С 38/46, 1976. (54)(57) СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец хром, никель, молибден, ванадий, азот и железо, о .т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения ударной вязкости
Ф и улучшения обрабатываемости резанием, она дополнительно содержит алюминий, кальций и барий при следующем соотношении компонентов, вес,Т:
Углерод 0,5 - 0,6
Кремний 0,15- 1,2
Марганец 0,6 - 1,2
Хром 0,6 - 1,5
Никель 1,0 - 1,5
Молибден . 0,15- 0,20
Ванадий 0,1 - 0,2
Азот 0,025- 0,05
Алюминий 0,005- 0,05
Кальций 0,005- 0,02
Барий 0,001- 0,02
Железо Остальное
1014967
Цель изобретения — повышение ударной вязкости и улучшение обрабатываемости стали резанием.
Поставленная цель достигается тем, что сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, азот и железо, дополнительно содержит алюминий, кальций и барий при следующем соотношении компонентов, вес.3:
Углерод 0,5 -0,6
Кремний 0,,15-1,2
Марганец 0,6 -1,2
Хром 0,6 -1,5
Никель 1,0 -1,5
Молибден 0,15-0,20
Ванадий 0,1-0,2
Азот О, 025- 0, 05
Алюминий 0,005-0,05
Кальций 0,005-0,02
Барий 0,001-0,2
Зо Железо Остагьное
В основной электродуговой печи выплавляют три опытные плавки, имеющие следующий химический состав (табл. 1 ).
Таблица1
Мо с si па
Ва
Мп
0,6
1 0,5 0)15 0,6
1,0 0,15г 0,005 0,1 0,005 0,001 0,025
1,25 0 17 0,028 0,15 0,01 0,01 0,037
2 0,55 0,7
3 06 12
0,8
0 9
1,2
1,50
1,50 0,20 0,05 0,20 0,02 0,02 0,05
Отлитые из этих плавок слитки
50 проковывают на заготовки в интервале температур 1240-800 С, поковки откованы без надрывов и трещин во всем интервале ковки. Заготовки проходят предварительную термообработку — изо- 5 термический отжиг по режиму: нагрев до 810-830 С, выдержка 5 ч, охлаждение на воздухе до 250 - 300оС; дальнейИзобретение относится к металлургии, а именно к легированным инструментальным сталям, и наиболее эффективно может быть использовано при изготовлении штампов с массой падающих частей свыше 3 т.
Известна сталь (1 ), содержащая, вес. :
Углерод 0,50-0,60
Кремний 0,15-0,35
Марганец 0,50-0,80
Хром 0,50-0,80
Никель 1, 40-1, 80
Молибден 0,15-0,30
Железо и примеси Остальное
Недостатком этой стали является неудовлетворительная обрабатываемость и невысокая ударная вязкость, что приводит к поломкам штампов при работе.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемо му результату является сталь (2 1 соДержащая, вес.3:
Углерод 0,5 -0,62
Кремний 0,17-0,37
Марганец 0,5 -0,8
Хром 1,3 -1,7
Никель 1,4 -1 7
Молибден 0,3 -0,5
Ванадий 0,1 -0,2
Редкоземельные металлы 0,02-0,05
Иттрий 0,002 -0,005
Азот 0,01-0,04
Железо Остальное
Эта сталь имеет недостаточную прочность, ударную вязкость, неудо влетворительную обрабатываемость резанием. ший нагрев до 680оС, выдержка 6 ч, охлаждение на воздухе. После отжига заготовки имеют твердость НВ 215.
Окончательная термическая обработка проводится по следующему режиму: закалка при 830-860 С, охлаждение в масле, отпуск при 500 -650"С.
После проведения окончательной термообработки исследуют механи3 1014967 4 ческие свойства стали на ударную Результаты испытаний приведены в вязкость и обрабатываемость резанием. табл. 2.
Т а б л и ц а 2
0 2
Температу2 ра отпуска, кгс/мм
-OC
Сталь кгс/мм
; EIHC
1 кгс м см2
Предла гаемая
39,0 4,5 43,0
130,5
150,0
11,0
500
132 5
153,5
10,0
135,0
155,0
9,0
Извест34,0 3,0 44,0
8,0
«11»
120,5
152 5 ная
51,0 6,5 41;0
135,0
12,0
550
136,0
138,0
I I»
11,5
11»
10,5
Извест134,0
400 45 415
11»
115,0
9,5 ная
Испытания на обрабатываемость резанием .проводят путем сверления образцов, так как сверление является наиболее трудоемкой операцией. В процессе испытаний замеряют глубину сверлений с одинаковым усилием прижатия сверла различного диаметра с фиксированным числом оборотов п = = 100 об/мин. Результаты испытаний приведены в табл. 3.
4О Табл.и ца 3
Глубина сверлений сверлом ИМ
1".таль ф lO мм
5 мм
15 мм
Предла- гаемая
43,?
26,8
35,2
37,6
48,5 .
29,3
39,0
30 1
Извест30 1
35 2
20,2 ная
Предлагаемая
121,0
123,5
125,0
38,5 4,5 44,0
38,0 4,0 45,0
50,5 6,0 ;42,0 .
48,0 5,5 43,0
3 1014967 4
Дополнительно проверяют разгаро- ростойкость характеризуется числом стойкость предлагаемой и известной циклов нагревов и охлаждений до по" стали путем многократного нагрева . явления первой трещины. Результаты до 700оС и охлаждения в воде. Разга- испытаний приведены в табл. 4.
Т а б л и ц а 4
Сталь
Число циклов нагревов и охлаждений до появления первой трещины
Предлагаемая
Известная
52-57
Составитель С. Деркачева
Редактор П. Макаревич Техред И,„ Гайду . Корректор А. Дзятко
Заказ 314 1/25 Тираж 627 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва W-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул; Проектная, 4
Предлагаемая сталь обладает более высокими механическими свойствами, ударная вязкость.и пластичность ее превосходят известную, за счет чего стойкость штампов увеличивается на ,20-30 (вследствие уменьшения поломок от ударных нагрузок ). Обрабатываемость резанием предлагаемой стали на 20 - 25 3 и разгаростойкость на
25 - 35 Ъ выше, чем у известной (особенно у сталей с высоким содержанием. кремния )..
Таким образом, предлагаемая сталь по сравнению с известной позволяет увеличить эксплуатационную cToHKoctb штампов на 30 - 403.
Кроме того, производство предлагаемой стали дешевле, так как в ее состав не входят дефицитные металлы, и она содержит менее высокое количество молибдена.
Зкономический эффект от использования предлагаемой стали составит
41500 руб.