Штамповая сталь Советский патент 1980 года по МПК C22C38/24 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сталям, пр меняемым для изготовления штампов полугорячего и горячего деформирования. Известна штамповая сталь 1J, с держащая ,вес.%: Углерод0,3-0,4 Марганец0,2-0,5 Кремний . 0,4-0,7 Хром .2,8-3,5 Вольфрам2,8-3,5 Ванадий0,8-1,0 ЖелезоОстальновг Такая сталь характеризуется выс кой ycTOilkHBocTbro против отпуска. Интенсивное разупрочнение начинается при отпуске с температур 600650С. Недостатком,такой стали является низкое сопротивление хрупкому. разрушению, поэтому она рекомеидуется для инструмента, работаюцего при отсутствии ударного цагружения Наиболее близкой к предлагаемой Технической сущности и достигаемому эффекту является штамповая сталь 2, содержаицая, вес.%; Углерод0,45-0,52 Кремний0,50-0,80 Марганец0,30-0,60 Хром2,5-3,2 Молибден0,8-1,1 Ванадий1,5-1,8 Вольфрам3,0-3,6 Никель0,1-0,4 Ниобий0,05-0,15 ХелезоОстальное. Известная сталь может быть использована для изготовления штампового интрумента, работающего до температур, не превышающих 600-650 С, что обусавливается ее теплостойкостью (после отпуска в течение двух часов при. температуре 650tlO°C твердость ИКС 44-46). Недостатком такой стали является также невысокая ударная вязкость после отпуска при температуре , . которая составляет 2,5-3,0 кгсм/см. Целью изобретения является повьааение теплостойкости, вязкости и разгаростойкости. Это достигается тем, что штампован .сталь,содержащая углерод,марганец,хром, молибден, вольфрам, ванадия и яелезо, дополнительно содержит алюминий при следуквдем соотношении компонентов, Ъес.%:

0,37-0,44 0,40-0,60 0,80-1,20 0,40-0,60 2,80-3,20 0,40-0,60 0,01-0,03 Остальное

В качестве примесей сталь может содержат кремний 0,02-0,12 вес.%; серу и фосфор до 0,03 вес,.

4пя получения стали проведены плавки в индукционной печи в тигле с основной футеровкой емкостью 50 кг (табл. 1) .

Плавки разлиты в кузнечные слитки весом по 25 кг и прокованы на заготовки. Для оценки теплостойкости образцы из выплавленных сталей были подвергнуты закалке, после чего отпуску при различных температурах (табл. 2). Выдержка .при отпуске 2 ч

емпература закалки предлагаемся стали - lOSOtlO C; известной 11201150°С.

Температура отпуска предлагаемой стали - 680Г5°С; известной -( 640-660 С; О 600-620°С.

Для оценки механических свойств проведены стандартные испытания образцов при комнатной и повьлпенных температурах (табл. 3).

Сравнительный анализ данных, приведенных в табл. 2 и 3, показывает, что предлагаемая сталь обладает большей устойчивостью против отпуска По сравнению с известной. Кроме того, предлагаемая сталь характе ризуется более высокими показателями пластичности по сравнению с известной, как при комнатной, так и при повьииенных температурах, а ударная вязкость в 2-2,2 раза превышает ударную вязкость известной стали при 5 всех температурах испытания (при одинаковой твердости и незначительном снижении прочности). Более высокие свойства увеличивают стойкость штампов полугорячего и горячего деформирования. Кроме того, применение предлагаемой стали взамен известной позволяет несколько увеличить рабочую температуру нагрева штампа, примерно на 30-50°С, т.е. до температуры 680С.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемой стали составит 20 тыс. руб. в год,

Т а б л и ц а 1

10,39 0,06 0,50 0,009 0,006 20,44 0,09 0,59 0,006 0,008 30,37 0,08 0,40 0,007 0,007 Известная 40,48 0,65 0,45 0,030 0,030

Устойчивость стали Против отпуска

а б л и ц а 2 1,00 0,50 3,00 0,5 0,02 1,21 0,59 3,21 0,6 0,01 0,81 - 0,39 2,81 0,4 0,03 2,85 0,25 0,95 3,30 1,65 ,. Механические свойства сталей при различных Предлагаемая Механическиесвойства20 1 60 ГбЗйЬоо 20 бОО Гб50 Г70о1 20 Предел гтроч- :мости, б„кгс/мм151 92, 70 33 150 92 71 в . Предел текучести, 1 ктс/гш 144 87 63 30 143 86 62 Относительноеудлинение. сР , % 15 11 15 20 16 12 15 ОтносиТельноесужение, / % 47 75 84 87 48 76 Ударная вязкость. н . - кгсм/см- 6,0 6,5 7,5 8,2 6,0 6,4 Формула изобретения Штамповая сталь, содержащая углерод марганец, хром, молибден, вольфрам, ванадий и железо, ртличаюада я с я тем, что, с целью повышения вязко ти и устойчивости против отпуска, она дополнительносодержит алюминий при следующем соотношении компонентов, вес,%: Углерод 0,37-0,44 Марганец0,40-0,60 Хром .0,80-1.,20

Известная ТаблицаЗ температурах стгшь Температура испытаний,U бОО 1б50 70оТ 20 1 650 3 149 91 70 32 160 85 9 142 86 62 29 145 75 . 1 15 12 16 20 9 12 . 88 46 74 84 87 30 42 8,1 6,1 6,6 7,6 8,3 2,75 3,75 0,40гО,60 Молибден 2,80-3,20 Вольфрам 0,40-0,60 Ванадий Алюминий 0,01-0,03 Железо Остальное Источники информации, нятые, во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 50860, кл С 22 С 38/24, 1968. 2.ГОСТ 5950-73. Сталь марки ВЗМФС.