Штамповая сталь

Штамповая сталь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ШТАМПОВАЯ СТАЛЬ содержащая углерод, кремний, марганец, хром, фольфрам, молибден, ванадий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения механических свойств при температурах до 500 с и технологической пластичности, она дополнительно содержит алюминий, титан, кальций и редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов , мас.%: Углерод 0,35-0,50 Кремний 0,30-0,60 Марганец 0,30-0,60 Хром 2,50-3,50 0,40-0,80 Вольфрам Молибден 0,30-0,60 Ванадий 0,15-0,50 0,01-0,05 Алюминий Титан 0,01-0,08 Кальций 0,01-0,05 Редкоземель0 ,01-0,08 ные металлы Железо Остальное

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Мя)С 22 С 38 28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О, 01-0, 08

Остальное (211 3453198/22-02 (22l 15.06.82 (461 30.01.84. Бюл. Р 4 (721 С. И. Примеров, В. A. Носатов, В. Г. Горенко, В. Б. Вихляев, В. А. Чеботарев и С. Н. Бобраков (711 Институт проблем литья AH УССР (53) 669 ° 14.018.258.2-194(088.8! (561 1. Сталь 4Х5МФС, ЗХЗМЗФ.

ГОСТ 5950-73.

2. Сталь 4ХЗВМФ. ГОСТ 5950-73. (54! (57 1 !!!ТАМПОВАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, фольфрам, молибден, ванадий и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения механических свойств при температурах до 500" С и технологической пластичности, она дополнительно содержит алюминий, титан, кальций и редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Углерод Оу 35-0, 50

Кремний 0,30-0,60

Марганец 0,30-0,60

Хром 2,50-3,50

Вольфрам О, 40-0,80

Молибден 0,30-0, 60

Ванадий 0,15-0,50

Алюминий 0,01-0,05

Титан 0,01-0,08

Кальций 0,01-0,05

Редкоземельные металлы

Железо

1070199

Изобретение относится к металлургии, в частности к штамповым сталям для изготовления мелких молотовых штампов, молотовых и прессовых вставок и других штамповых инструментов.

Известны штамповые стали 4х5МФС, ЗхЗМЗФ 1j..

Недостатком сталей является то, что в литом состоянии их свойства относительно низкие.

Наиболее близкой по технической 10 сущности и достигаемому результату к предлагаемой является штамповая сталь следующего состава, мас.Ъ:

- Углерод 0,40-0,48

Кремний 0,60-0,90 15

Марганец 0,30-0,60

Хром 2,80-3 50

Вольфрам 0,60-1,00

Молибден 0,40-0,60

Ванадий 0,60-0,90 20

Железо Остальное

Известная сталь применяется главньм образом для изготовления мелких молотовых штампов, вставок штампов или прессов, а также инструментов горизонтально-ковочных машин (23 .

Недостатками известной стали являются относительно низкие теплостойкость, механические свойства при повышенньк температурах, особенно плас- 30 тичность и ударная вязкость, и неудовлетворительная технологическая. пластичность. Все это снижает качество и долговечность инструментов, изготовленных из известной стали.

Цель изобретения - повышение механических свойств при температурах до 500 С и технологической пластичо ности °

Поставленная цель достигается тем,40 что штамповая сталь, содержащая уг- лерод,.кремний, марганец, хром, вольфрам, молибден, ванадий и железо, дополнительно содержит алюминий, титан, кальций.и резкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Углерод 0,35-0,50

Кремний 0,30-0,60

Марганец 0 30-0,60

Хром 2,50- 3,50

Вольфрам 0,40-0,80

Молибден 0,30-0,60

Ванадий 0,15-0,50

Алюминий 0,01-0,05

Титан 0,01-0,08 55

Кальций 0,01-0,05

Реэкоземельные металлы 0,01-0,08

Железо Остальное

Дополнительное введение в состав 60 предлагаемой стали алюминия, титана, кальция и РЗМ объясняется их благоприятным влиянием на теплостойкость, структуру, технологическую пластичность и механические свойства. АлютИз результатов, приведенных в табл. 4, следует, что литая предлагаемая сталь превосходит по теплостойкости и технологической пластичности известную сталь в литом варианте. миний и титан, связывая свободный азот в нитриды, устраняют его вред- . ное влияние на свойства. стали ° Являясь сильными раскислителями, вводимые .элементы существенно снижают содержание кислорода в металле и тем самым повышают его свойства. Одновременно они обеспечивают рафинированне стали от серы и снижение общего содержания неметаллических включений, сопровождающихся очищением границ зерен. Это приводит к повышению всего комплекса свойств =òàëè и, соотве ственно, эксплуатационной стойкости изготовленного иэ нее литого штампового инструмента.

Опытные стали выплавляют в 160килограммовой индукционной печи методом переплава. При фракционной разливке сталь обрабатывают добавками

0,1-0,5Ъ-ной лигатуры, содержащей алюминий, титан, кальций и редкоземельные металлы.

Химические составы опытных сталей приведены в табл. 1.

Все выплавленные опытные стали исследуют на теплостойкость, технологическую пластичность и механические свойства.

Термическая обработка опытных образцов из выплавленных сталей включает отжиг при 860 С, закалку в масле от 1 050 С и последующий двухкратный отпуск при 580 и 550 С по 2 ч.

Результаты испытаний приведены н табл. 2-4.

Как видно из табл. 2,предлагаемая штамповая сталь опытных составов 2-4 превосходит известную сталь по всем механическим характеристикам при обычной и повышенной (500 С температурах испытаний независимо от варианта ее изготовления {литая или кованная ). При этом особенно эффективно увеличиваются пластичность и ударная вязкость предлагаемой стали.

В табл, 3 приведены механические свойства при обычной температуре испытаний известной стали в литом и кованом вариантах изготовления по сравнению с литой предлагаемой штамповой сталью состава 2. Высокий уровень прочности и вязкости предлагаемой литой стали, практический достигающий деформированного варианта ее изготовления, позволяет ее рекомендовать для получения литых штамповых инструментов.

В табл. 4 приведены результаты испытаний на теплостойкость и технологическую пластичность.<>

1070199

Ожидаемый экономический эффект составит около 25 тыс.руб. в год за счет повышения теплостойкости на

25 С, механических свойств, особенно

Таблица l

Химический состав, мас.Ъ

%.Т

Ю Ю Ю Ю

Углерод Кремний Марганец Хром Вольфрам Ванадий

ЮЮЮ

1 Известная

0,43 0,85 0 38 3,1 0 7 0 ° 64

2,5 0,4 0 15

0,35

0,52

0,30

Предла га емая

0,48

0,60 3,5 0 6

0,27

0,42

0,50

0,60

3108050

0,30

0 45 0 54 0 34

0,5. 0,34

2,8

0,47 0,51

0,45

0,42 3,2 0,6

Продолжение табл. 1

Химический состав, мас.З

Молибден Алюминий Титан Кальций Р3М

1 Известная 0,5

0,04

0,3

0,03

Предлагаемая

0,05

0,5

0,01

0,6

0,01

0,08

0,06

0,4

0,009

0,4

0,009

0,09

Железо Остальное

Состав Опытная сталь

Состав Опытная сталь пластичности и ударной вязкости. при повышенных температурах в 1,5-2 рава, и технологической пластичности на

22%.

0,04 0,02

0,01 . 0,05

0,08 0,01

0,009 0,06

0,09 0,009!

I

1

I

Ю

l сч 1

1 v I

I .1

I g I ! о! ! 4

М

«ч и о

Х

Р)

М х

Ц

Ф х.

rd

1

I

I

I

1

1

1 !

l

1

1

1

I О I

Р ф

Ю

I а !

1 1

I Ф

1 Х х

)el й

Х ч-! с с

Г (Ч

lA ку

Ф о х д

Ц

Ф (ч х о о х

«» о

I (ч 1

1

D 1 ! Ю

1 Ю I

I 1

1

1 Ю

I (ч

Э х х

Э х х

Ц

Ц ъ (Ч ъ(Ю

Ul LA

В

_#_ (Ч Г 1 ь с

w r о !

1.

I ! 9сч о (al

Ю

Ю (ч о о

Р3 и

I

1

i . I

1

Ф х

Х о

Ф х х х

Э

Е а н ! х о

1 о

0-. а,о

L"

Ц

Ц с

Ф х а н ио

Ю

Ю

lA о

lg

Ф х

« и

Ф

Я

1 ф

I !Ф

1 ! Ф

1

1

1 !

1

Ф

«1

v о и с

Ж х х ф (ч

И и х а

»

1- ф а

Ф

И

Е

Э

«л х а !

»

1 Ф 1

I К 1

»1D

Г 1 !

I .

Ю

1 СЧ

1070199

У %

1

1

I

I

1

1

I

I

I

I !

1

I

1

1

1

I

I

1

1

I

1

1 !

1

Э

Ц

Э (б х

3

М х х х

Ж о (ч и о о

Е о х ф х

5 ч о

Ф о

lg о о

9 х о

Р ж х

Е

М

Ф

Ц (ч ° ож 1

Ф Р

1070199

Таблица 3

ЮВ

Состав

Механические свойства

Опытная сталь аа ююиЬа

6 з, к г с /мм б р, к г с /мм й, а 440 Нас кгсм/см

У б

ЮИФ

25,6 2,7 48

4,3

148 8,1 50,2 4,8 48

172

1 Известная кованая

2 Предлагаемая литая

7 8 45,6 4,2 48

137

163

Таблица 4

Твердость (HRC t при температурах испытаний, С

Опытная сталь Состав 675

625

650

1 Известная

26

44

32

Предлагаемая

42.

46

42

46

25

44

39

Составитель 8. Бромстрем

Редактор A. Курах Техред С.Мигунова Корректор В. Рирняк

Заказ 11649/28 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

1 Известная литая 160 125

Количество оборотов до разрушения при

850 С