Коррозионностойкая инструментальная сталь Советский патент 1988 года по МПК C22C38/46 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к коррозионно- стойкой инструментальной стали для формования и литья под давлением резинотехнических изделий (РТИ) и пластмасс, сталь может быть использована для инструмента, эксплуатируемого в условиях коррозионного и абразивного воздействия резиновых смесей и пластических масс и разогрева формообра- поверхностей до (матри- ць1, вкладыши, .знаки),

Цель изобретения - повышение твердости ударной вязкости и улучшение обрабатываемости резанием.

Пределы соотношений определяют экспериментально. Такие соотношения компонентов в стали обеспечивают упрочнение после закалки и старения

вследствие выделения как интерметал- лидов типа NijAl и NiAl, когерентных и некогерентных частиц меди (Е-фазы), так и карбидов типа МС, и М2эС (в- отличие от известной стали), что повышает твердость и вязкость в упрочненном состоянии и увеличивает коэффициент обрабатываемости резани- ем в состоянии поставки.

Структура, тип, дисперсность и характер распределения карбидов в предлагаемой стали и, как следствие,

ее свойства, после упрочняющей термообработки определяют как суммарным легированием, так и отношением между содержанием карбидообразующих элементов и углорода.

При соотношении

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к коррозионно-стойкой инструментальной стали для формирования и литья под давлением резинотехнических изделий и пластмасс. Цель изобретения - повышение твердости, ударной вязкости и улучшение обрабатьшаемости резанием. Это достигается тем, что сталь дополнительно содержит вольфрам, алюминий и церий при следуюп4ем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,15- 0,28; кремний 0,20-0,60; марганец 0-, 10-1,00; хром 11,50-14,00; никель 1,50-3,00; молибден 0,05-1,00; ванадий 0,10-0,60; медь 0,80-1,90; яольф- рам 0,05-1,95; алюминий 0,02-0,60; церий 0,01-0,15; железо остальное, при этом суммарное содержание вольфрама и молибдена должно находиться в. пределах 0,40-2,00; содержание углерода, хрома, вольфрама, молибдена ,и ванадия удовлетворяет соотношению

0,0815-% Сг + 0,0327-% W + 0,0622-% Мо + 0,205.%V

- - 4,/:)-b,4o.

/о мнаилучшее сочетание твердости, вяз- кости, коррозионной стойкости и стабильности размеров при термической обработке. При значениях соотношения указанного меньше 4,75 снижается , ударная вязкость, коррозионная стой- кость ухудшается .стабильность размеров при термообработке, а при значениях более 6,48 не достигается необходимый уровень твердости.

Соотношение %Си + %AI/%Ni в пре- делах 0,55 - 0,83 позволяет наиболее 0,0815 -% Сг 0,0327 %. Мо + 0 205 % V . А ----- - - --. .

5,72 - 11,78.

позволяет оптимально использовать сочетание упрочнения предлагаемой стали при термической обработке как за счет введения карбидообразующих элементов, так и интерметаллидного упрочнения совместно с выделением когерентных и некогерентных частиц меди (-фазы). При значениях соотношения менее 5,72 резко снижается ударная вязкость в упрочненном состоянии и увеличивается изменение размеров при термообработке, а при значениях более 11,78 заметно ухудшается обрабатываемость резанием в разупрочненном сос

тоянии.

Опытные составы известной и предлагаемой стали (табл. 1) выплавляют в открытой индукционной печи, разэффективно использовать упрочнение стали при старении вследствие выделения интерметаллидов типа Ni,А1 и NiAl совместно с упрочнением когерентными и некогерентными выделениями меди (-фазы). При значениях %Си + %Al/%Ni менее 0,55 не наблюдается существенного повышения твердости после старения, а при значения более 0,83 резко снижается ударная вязкость в упрочненном состоянии. Соотношение

;

5

ливают в слитки массой 50 кг и проковывают на прутки с сечением 35х /.35 мм (степень укова 12).

Результаты исследования свойств опытных плав.ок показывают, что предлагаемая сталь после различных вариантов термической обработки получает уровень свойств, приведенный в табл. 2.

Из приведенных в табл. 1 и 2 данных видно, что по сравнению с известной предлагаемая сталь обладает более высоким, уровнем показателей обрабатываемости резанием, твердости и ударно й вязко сти при более низком .содержании никеля, Кроме того пред-- лагаемая схема легирования позволяет применять пресс-формы формования

РТИ и пластмасс в закаленном состоянии, после закалки с дополнительным отпуском и после закалки и старения, в зависимости от температуры разогрева гравюры пресс-форм при эксплуатации,.

Предлагаемая сталь после различны режимов термической обработки получает высокий комплекс механических и технологических свойств при более экономном по сравнению с известной, легировании дефицитным элементом - никелем и превосходит известную стал по твердости, ударной вязкости и обрабатываемости резанием.

Инструмент из предлагаемой стали в отличие от известной может использоваться после различных режимов термической обработки: после закалки без дополнительного отпуска или старения; после закалки и низкого отпуска; после закалки и старения.

Формула изобретеня

. Коррозионноетойкая инструментальная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель. Ma0,0815 % Сг + 0.0327 % W 0 0622 % Мо + 0 205-%V ,...«

-- --- --- - 4,/JDj +O,

к J

% Си + % А1

0,55 - 0,83.

0 0815:.% Сг + Oj.0327 % W + Oj.0622 % Mo + Oj,205 % V . % Al

---.

5,72 - 11,78.

,

х и ь s

10

JJибд

.4 медь.

15

ен, ванадии, медь, железо, отличающаяся тем, что, с це- лью повышения твердости, ударной вязкости и улучшения обрабатываемости резанием, она дополнительно содержит вольфрам, алюминий и церий при следующем соотношении элементов, мае.%:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Молибден

Вайадий

0,15 - 0,28 0,20 - 0,60 0,10, - I ,00

11,50 - 14,00 1,50 - 3,00

0,05 - 1,00 0,10 - 0,60

Медь0,80 - 1,90

Вольфрам 0,05-1,95 Алюминий 0,02 - 0,60 Церий 0,01-0,15 Железо Остальное при этом суммарное содержание вольф- р,ама и молибдена должно находиться в пределах 0,40 - 2,00.

2, Сталь по п. 1, отличающаяся тем, что содержание углерода, хрома, вольфрама, молибдена и ванадия удовлотворяет соотношению

4, Сталь по п. 1, отличающаяся тем, что содержание углерода, хрома, вольфрама, молибдена, ванадия, меди, алюминия и никеля удовлетворяет соотношению .

«

Cf

я

в о л н

Таблица 2

53

53

49

15

5 10

р6ра6атываемость резанием определяют в разупрочненном состоянии. Коррозионностойкие испытания проводят в ЗХ-ном растворе MaCl при комнатной

температуре. ,