Штамповая сталь Советский патент 1984 года по МПК C22C38/50 

Изобретение относится к метгтл гии, в частности к инструментальн сталям для обработки металлов дав нием. Известны штамповые стали 4ХМФС 5ХНВ 1} Однако они обладают относитель низкими механическими свойствами. Наиболее близкой к предлагаемо по технической сущности и достига мому эффекту является штампованна сталь, содержащая, вес.%: Углерод0,46-0,53 /Кремний . 0,20-0,50 Марганец0,40-0,70 Хром1,50-2,00 Ванадий , 0,30-0,50 , Молибден0,80-1,20 Никель1,20-1,60 ЖелезоОстальное Однако известная сталь обладае относительно низкими механическим и эксплуатационными свойствами пр горячем и холодном деформировании труднообрабатываекых материалов в условиях крупносерийного и массов производства. Эта сталь может быт использована только в деформированном состоянии. Опыт эксплуатац онных литых штампов из такой ста свидетельствует об их низком метал лургическом качестве и нешлсокой работоспособности. Целью изобратения является повы шение механических свойств и изно стойкости. Поставленная цель достигается тем, что штамповая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, никель, ванадий, железо, дополнительно содержит вольфрам, цирконий, иттрий и магни при следующем соотношении компонен тов , мае.%: 0,50-0,60 Углерод 0,55-0,80 Кремний 0,3-0,7 Марганец 1,5-2,0 . Хром 0,8-1,2 Молибден 0,8-1,1 Никель 0,3-0,5 Ванадий 1,2-1,5 Вольфрам 0,01-0,6 Цирконий 0,005-0,05 Иттрий 0,005-0,003 Магний Железо Остгшьное Соотнесение легирукядих элементо выбрано таким образом, чтобы струк тура метёшла в результате соответс вующей термической обработки обеспечивала значительное повьлиение прочностных и служебных характерис тик , а также необходимую технологичность при производстве различно го сложнопрофильного штампового и прессового инструмента. Введение . стсшь легирующих добавок вольфра ма, циркония, иттрия и магния в указанном соотношении с другими элементами улучшает ее структурную стабильность и механи.ческие свойства, в том числе вязкость стали, что предупреждает поломку и выкрашивание металла при динамических нагрузках, способствует повы1чению сопротивления термической усталости в условиях циклических нагревов и охлаждений. Обладая способностью : увеличивать дисперсность зерна, вольфрам повышает предельное сопротивление упругой деформации и, в первую очередь, предел текучести, улучшает прокаливаемость материала, благотворно влияет на процессы отпускной хрупкости, что имеет важное значение для штампового инструмента крупных размеров. Влияние циркония, иттрия и магния проявляется еще и в том, что, являясь сильным модификатором и обладая различньви механизмом воздействия на твердый раствор, они способствуют значительному изменению физоко-механическимх свойств стали. При этом происходит измельчение структуры металла и очищение границ зерна, снижается газрнасыщение твердого раствора по азоту и кислороду, что приводит к повышению пластичности и стойкости материала против: теплового охрупчиванйя.Кроме того, легирование стали этими элементами улучшает ее технологичность на стадии металлургического передела, повышая выход годного при получении полуфабрикатов сложного профиля. Стгшь выплавлялась методом электроишакового литья на про1 в11шленной установке типа ЭШП-025. В качестве расходуемых электродов использовались круглые заготовки ф 70 мм. В табл. 1 представлен химический состав исследованных плавок известной и предлагаемой сталей, в табл. 2 - соответствующие им свойства. Предлагаемая сталь разработана применительно к технологии изготовления заготовок штампов методом электрсялпакового литья.Однако она с успехом может применяться и в деформированном срстоянии. Следует подчеркнуть, что стоимость 1 т заготовок, полученных методом МИЛ, в 2-3 раза ниже, а стойкость штампов в 1,5-2,0 раза выше по сравнению с известным методом за счет создания ориентированной структуры. Кроме того, новая технология изготовления позволяет многократно использовать отработанные штампы при переплаве методом ЭШЛ для получения новых заготовок штампов.

., Ожидаегллй технико-экономический эффект изобретения выразится в повышении работоспособности и срока службы штампового инструмента при

холодном и горячем деформировании , труднообрабатываеьслх материалов в условиях крупносерийного и массового производства.

Т а б л и ц а 1

ОТАМПОВАЯ СТАЛЬ, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, никель, ванадий, железо, о т л и ч а ю t а я с я тем, что, с целью повышения механических свойств и ИЗНОСОСТОЙКОСТИ, . она дополнительно содержит вольфрам, цирконий,, иттрий, магний при следующем соотношении компонентов, мас.% 0,50-0,60 Углерод 0,55-0,60 Кремний 0,3-0,7 Марганец 1,5-2,0 Хром .0,6-1,2 Молибден . 0,6-1,1 Никель 0,3-0,5. Ванадий 1,2-1,5 Воль4)рам 0,01-0,06 Цирконий 0,005-0,050 Иттрий 0,0005-0,0030 Магний Железо Остальное

Примечание. 1. Результаты механических испытаний образцам на точку.

Таблица 2 усреднены по трем

S1073325«