Штамповая сталь Советский патент 1989 года по МПК C22C38/50 

Изобретение относится к металлургии, в частности к высокопрочным теплостойким инструментальным сталям, и может быть использовано при изготовлении матриц горячего прессования, вставок штампов, пресс-форм литья под давлением.

Цель изобретения - улучшение обрабатываемости резанием и повьш1ение твердости после азотирования.

В табл.1 представлен химический состав известной и предлагаемой сталей; в табл.2 - соответствующие им свойства.

Механические свойства определяли по стандартным методикам после ковки

и термической обработки по режиму: нагрев до IIOO C, выдержка 30 мин, охлаждение на воздухе, старение при 500 С - 2 ч.

Обрабатывемость сталей определяли по времени резания до затупления резца из твердого сплава ВК8. В качестве эталона использовали сталь 45. Твер- дость азотированного слоя определяли после азотирования при в течение 20 ч.

Установленные в предлагаемой стали пределы содержания углерода обусловлены необходимостью реализации двойного упрочнения за счет выделения при старении не только интерметаллидных, но и карбидных фаз. При содержании углерода меньше 0,12% не образуется достаточного количества карбидов. При содержании углерода более 0,20% возрастает твердость после закалки, ухудшается обрабатываемость, снижается ударная вязкость.

Повышенное содержание в предлагаемой стали кремния связано с реализа-, цией дополнительного эффекта дисперсионного твердения за счет уменьшения растворимости молибдена и титана. При содержании кремния меньше 0,6%

рения не наблюдается и происходит снижение пластичности.

Ванадий способствует упрочнению стали при старении, а также повышает износостойкость диффузионного слоя при азотировании. В то же время при содержании этого элемента вьш1е 0,6% повышается склонность стали к хрупкому разрушению.

Вводимый в предлагаемую сталь титан позволяет снизить твердость мартенсита стали при закалке и за счет уменьшения содержания в нем уг

Изобретение относится к металлургии , в частности, к высокопрочным теплостойким инструментальным сталям, и может быть использовано при изготовлении матриц горячего прессования, вставок штампов, пресс-форм литья под давлением. Цель изобретения - улучшение обрабатываемости резанием и повышение твердости после азотирования. Штамповая сталь дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,12-0,20

кремний 0,6-1,0

марганец 0,35-0,50

хром 1,5-3,0

никель 2,5-4,0

молибден 1,5-2,5

алюминий 0,4-0,8

ванадий 0,2-0,6

титан 0,01-0,04

железо и примеси - остальное. 2 табл.

этот эффект незначителен, при его со- 15 лерода создает дополнительный прирост

твердости. При старении и азотировании за счет образования интерметал- лидных и карбонитридных фаз. При концентрации титана менее 0,01% упдержании более 1,2% снижаются пластичность и вязкость в результате увеличения содержания неметаллических включений.

Выбранные пределы концентрации ни- 20 рочняющий эффект не наблюдается. При

келя обеспечивают сочетание высокой прочности с удовлетворительной пластичностью и вязкостью стали, упрочнении при старении за счет образования интерметаллидных фаз с алюминием, молибденом и титаном, а также протекание превращения у - ы. по мартенсит- ному механизму. При содержании никеля менее 2,5% не достигается требуемая твердость после старения. При концентрации никеля более 4% происходит снижение теплостойкости матрицы и азотированных слоев.

Присутствие в предлагаемой стали молибдена обусловлено необходимостью достижения заданного уровня теплостойкости (600°С), который обеспечивается не только за счет стойких к коагуляции интерметаллидных фаз, но и за

счет теплостойкого карбида. При содер-40 азотирования, она дополнительно сожании молибдена ниже 1,5% количество образующихся интермет лидов не велико, при содержании его более 2,5% повьш1ается окисляемость стали и неоправданно возрастает стоимость. .

Алюминий вводят в предлагаемую сталь для обеспечения эффекта интер- металлидного упрочнения. При его концентрации меньшей 0,4% интерметаллид- ные фазы типа NijAl в стали не обна- руживаются. При содержании А1 более 0,8% прироста прочности за счет ста5

5

0

содержании его более 0,08% происходит охрупчивание стали.

Как видно из данных, предлагаемая сталь по прочности и пластичности не уступает известной, но в то же время обладает повышенной обрабатываемостью резанием и большей твердостью азотированного слоя, что позволяет упростить технологию изготовления инструмента и повысить его стойкость.

Формула изобретения

Штамповая сталь, содержащая угле- род, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, ванадий и железо, отличающаяся тем, что, с целью улучшения обрабатываемости резанием и повышения твердости после

держит титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

примеси

0,12-0,20

o,6o-i;oo

0,35-0,50 1,50-3,00 2,50-4,00 1,50-2,50 0,40-0,80 0,20-0,60 0,01-0,04 Остальное

Таблица I