Штамповая сталь Советский патент 1983 года по МПК C22C38/26 

а: :о Ni

Изобретение относится к металлугии, в частности к изысканию материалов с повышенными механическими свойствами для условий эксплуатации, характеризую1чихся приложением высоких механических нагрузок при повышенных температурах. В подобны условиях, например, эксплуатируются пуансоны и матрицы крупных прессов при горячем деформировании металлов .

В. настоящее время пуансоны и матрицы крупных прессов изготавливаются из стали 5ХНМ, которая не соответствует предъявляемым требованиям, вследствие низкой теплостойкости l .

Недостатком известных высокопрочных штамповых сталей разных классов (ЗХ2В8Ф, 4Х5В2ФС, 4Х5МФ) является то, что они не обладают необходимым сочетанием прочностных и пластических свойств при повьдиенных температурах, которое обеспечивало бы удовлетворительную конструктивную прочность и эксплуатационную стойкость инструмента для горячего деформирования.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является штампован ;таль, вес.%:

Углерод0,3-0,4

Кремний0,3-0,5 ,

Марганец0,5-0,8

Хром1,2-1,4

Ванадий 0,55-0,75 Молибден1,3-1,6

I Кальций . 0,001-0,100 Редкоземельные

металлы 0,001-0,100 ЖелезоОстальное ,XLОднако известная сталь не обеспечивает достаточного сопротивления разрушению при повышенных температурах в условиях высоких ударноконтактных нагрузок, так как обладает относительно низкЬй прочностью и .ударной вязкостью.

Целью изобретения является повышение прочности и ударной вязкости при температурах до 600°С.

Поставленная цель достигается тем, что штамповая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец.

хром, молибден, ванадий, кальций, редкоземельные металлы и железо, дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов, вес.%: Углерод0,5-0,7

Кремний0,8-1,0

. Марганец0,,6

Хром4,0-8,0

Молибден1,2-1,4

0 Ванадий0,4-0,6

Ниобий0,12-0,35

Кальций0,01-0,10

Редкоземельные

металлы0,25-0,65

5 ЖелезоОстальное

В качестве примесей сталь содержит не более, вес.%:Сера0,025

Фосфор0,030

0 Никель0,30

Медь0,30

Химический состав предлагаемой стали по сравнению с известной представлен в табл. 1.

Слитки развесом 30 кг проковывают на прутки сечением 14x14 мм. Стардартные образцы изготовляют из заготовок, термообработанных по следующему режиму (для всех выплавленных сталей).

Закалка от 1050°С в масле и отпуск при 630-650°С, выдержка 2 ч с охлаждением на воздухе.

Механические свойства предлагаемой стали - предел -прочности и удар5 ную вязкость - определяли при комнатной и повышенных температурах в соотношении с требованиями ГОСТ 1497-72, 9651-73, 9454-78. При каждой температуре испытывали не менее 0 трех образцов каждого состава. Меха, нические свойства известной и предлагаемой сталей при комнатной и повышенных температурах представлены в табл. 2.

5 Анализ данных, приведенных в табл. 2, показывает, что добавки ниобия совместно с РЗМ приводят к существенному повышению лрочностных и пластических свойств при темQ пературах до . Головой экономический эффект составляет 30000 руб, только на одном из предприятий отрасли.Таблица 1

ШТАМПОВАЛ СТАЛЬ, содержащая углеро р, кремний, марганец,хром, 1/юлибден ,ванадий, кальций,редкоземельные металлы и железо, о т л и ч a ю та я с я тем, что, с целью повышения прочности и ударной вязкости при температурах до 600®С, она дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов, вес.%: Углерод0,5-0,7 Кремний0,8-1,0 Марганец0,3-0,6 Хром4,&-$,0 Молибден1,2-1,4 Ванадий0,4-0,6 Ниобий0,12-0,35 Кальций0,01-0,10 Редкоземельные металлы0,25-0,65 Железо Остальное

Предлагаемая 1 0,50 0,80 0,30 4,0 1,20 0,62 0,87 0,50 6,5 1,34 0,70 1,00 0,60 8,0 1,40 Известная 0,30 0,47 0,80 1,4 1,42 4 „ . - 0,40 0,01 0,12 0,25 92,42 0,52 0,05 0,25 0,45 88,90 0,60 0,10 0,35 0,65 86,60 0,045 94,015 0,6 0,05

Температура

Номер плавки испытания, 9с

4 1 2 3

4 1 2 3

4 1 2

3

4 1 2 3

4 1 2 3

Таблица 2

Механическая характеристика

- - - - - - ---ч- - - - - --- - --- - - - 6 , кгсм/мм а, кгс/м/мм

4,0 6,0 6,0 5,5

5,0 6,0

7,2 7,0

4,5 5,3 7,0 6,5

4,8 5,4 7,2 7,0

4,9 4,3 7,3 7,2