Сталь

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к стали, которая может быть использована для изготовления штампов диаметром до 240 мм и высотой 290 мм холодного деформирования для прессования деталей типа стакана из высокопрочной стали. Цель изобретения - повышение твердости ,ударной вязкости, технологичности при ковке, предела прочности при изгибе, усталостной прочности, сохранение после действия циклических нагрузок сжатия уровня прочности при изгибе и усталостной прочности. Предложенная сталь содержит, мас.%: 0,82-1,1 углерода; 1,1-1,8 кремния; 0,91-1,86 марганца; 4,8-6 хрома; 1,4-2,2 молибдена; 0,5-0,95 ванадия; 2,5-3,5 вольфрама; 0,1-,0,18 титана: 0,03-0,05 алюминия; 0,09-0,16 карбидов ниобия-циркония; 0,12- 0 18 боридов ванадия; 0,05-0,098 сурьмы, 0,08-0,16 галлия; 0,1-0,17 лютеция, 0,56-1,08 тантала, железо остальное, при условии выполнения соотношения молибден/сурьма 22 44-28 2 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 22 С 38/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИБМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ч

Г»(:. t t р

Ь г.:..:, ; ЗЫ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (/)

С:

{21) 4724512/02 (22) 26.07.89 (46) 30,06,91. Бюл. 1Ф 24 (72) А, Г. Глазистов (53) 669.14,018.254-194 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 840186, кл. С 22 С 38/34, 1981, (54) СТАЛЬ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к стали, которая может быть использована для изготовления штампов диаметром до 240 мм и высотой 290 мм холодного деформирования для прессования деталей типа стакана из высокопрочной стали. Цель изобретения — повышение тверИзобретение относится к области металлургии, в частности к стали, которая может быть использована для изготовления штампов диаметром до 240 мм и высотой

290 мм холодного деформирования для прессования деталей типа стакана из высокопрочной стали.

Цель изобретения — повышение твердости, ударной вязкости, технологичности при ковке, прочности при изгибе, усталостной прочности, сохранение после действия циклических нагрузок сжатия уровня прочности при изгибе и усталостной прочности стали.

Химический состав плавок стали приведен в табл. 1, механические свойства в табл.

2.

Данные о механических свойствах получены как среднее значение результатов 10 испытаний, Образцы для определения твердости, ударной вязкости, предела прочности при изгибе до действия циклических

Ы2, 1659524 А1 дости,ударной вязкости, технологичности при ковке, предела прочности при изгибе, усталостной прочности, сохранение после действия циклических нагрузок сжатия уровня прочности при изгибе и усталостной прочности, Предложенная сталь содержит, мас, {: 0,82-1,1 углерода; 1,1-1,8 кремния;

0,91-1,86 марганца; 4,8-6 хрома; 1,4-2,2 молибдена; 0,5-0,95 ванадия; 2,5-3,5 вольфрама; 0,1-,0,18 титана; 0,03-0,05 алюминия;

0,09-0,16 карбидов ниобия-циркония; 0,120,18 боридов ванадия; 0,05-0,098 сурьмы;

0,08-0,16 галлия; 0,1-0,17 лютеция, 0,56-1,08 тантала, железо остальное, при условии выполнения соотношения молибден/сурьма =

22,44-28. 2 табл.

1 нагрузок сжатия на инструмент (только в термически упрочненном состоянии), усталостной прочности до действия циклических нагрузок сжатия на инструмент(только в термически упрочненном состоянии) вырезают электроэроэионным.способом с поверхности {с поверхности, где должна быть приложена циклическая нагрузка сжатия при эксплуатации инструмента) заготовок диаметром 240 мм и высотой 290 мм, прошедших закалку от температуры аустенитизации 1070 С с выдержкой 2,9 ч и охлаждением в масле с последующим трехкратным отпуском {первый отпуск при

530 С продолжительностью 5 ч, охлаждение на воздухе до 20 С, второй отпуск при 560 С продолжительностью 5 ч, охлаждение на воздухе до 20 С, третий отпуск при 580 С продолжительностью 5 ч, охлаждение на воздухе до 20 С, Образцы для определения предела прочности при изгибе, усталостной

1659524

4 прочности после термического упрочнения и действия циклических нагрузок. сжатия, вырезают электроэроэионным способом с поверхности (с поверхности, где была приложена циклическая нагрузка сжатия при 5 эксплуатации инструмента) штампа диаметром 240 мм и высотой 290 мм, прошедшего закалку от температуры аустенитизации

1070 С с выдержкой 2,9 ч и охлаждением в масле и трехкратный отпуск (первый отпуск 10 при 530 С продолжительностью 5 ч, охлаждение на воздухе до 20 С. второй отпуск при

560 С продолжительностью 5ч, охлаждение на воздухедо 20ОС, третий отпуск при 580ОС продолжительностью 5 ч, охлаждение на 15 воздухе до 20 С) с последующим циклированием (действием циклических нагрузок сжатия). Циклирование штампов произво дят при 20 С на гидравлическом прессе пу, тем циклического нагружения сжатия при 20 нормальном напряжении 180 кгс/мм2 (2500 циклов), Общая продолжительность одного цикла. 31 с, в том числе; время для достижения напряжения 180 кгс/мм 8 с, активное время нажатия 4,5 с, время на перемещение 25 штока пресса для производства следующего цикла 18,5 с. Усилие пресса замеряют манометром: время определяют секундомером. Следует отметить, что нормальное напряжение 180 кгс/мм — это минимальное 30 напряжение, необходимое для прессования деталей, а число циклов 2500 — это средняя стойкость штампов, изготовленных из известной.стали. Образцы шлифуют до параметра шероховатости R> = 0,32 мкм. Температу- 35 ра испытаний образцов 20 С.

Твердость замеряют на образцах размером 15х15х15 мм на приборе Роквелла типа ТК-2.

Ударную вязкость определяют на об- 40 разцах И типа при V-виде концентратора (R = 0,25 мм). Испытания производят на копре с запасом работы маятника 147 Дж.

Предел прочности при изгибе определяли на образцах Менаже! типа при V-виде 45 концентратора (R = 1 + 0,07 мм).

Испытания на статический изгиб проводят на машине ИМ 4Р при скорости нагружения 0,08 мм/с с записью диаграммы нагружения сосредоточенной нагрузкой по 50 середине образца: работу, затраченную на . разрушение образца, рассчитывают из площади диаграммы, записанной при испытании. Предел прочности при изгибе определяют по формуле: 55

М гиэг—

ЧЧ где M — изгибающий момент, кгс мм; з

W — момент сопротивления, мм .

Усталостную прочность оценивают по пределу выносливости образцов диаметром

10 мм (длиной 193 мм) с концентратором напряжения (IV тип с кольцевой выточкой

V-образного профиля), Испытания производят на машине У10 в режиме чистого изгиба при базе 10 циклов и частоте нагружений

3000 циклов в минуту.

Технологичность при ковке оценивают по способности к деформации в ковочном интервале температур и по наличию или отсутствию трещин в прутках диаметром

15 мм. Заготовки сечением 50х100 мм длиной 200 мм нагревают в кузнечной нагревательной печи до 1180 С и проковывают под молотом БШ-350 на круг диаметром 15 мм, При этом температура конца ковки соответствовала допустимой, 850 С, Способность к ковке оценивают по трехбалльной шкале: куется очень тяжело — при наличии в прокованном круге трещин в количестве более одной; куется тяжело — при наличии в прокованном круге трещин не более одной; куется легко — при отсутствии трещины, Применение стали позволит повысить эксплуатационный срок службы штампов.

Формула изобретения

Сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, вольфрам, титан, алюминий, железо, о т л и ч à ющ а я с я тем, что, с целью повышения твердости, ударной вязкости, технологичности при ковке, прочности при изгибе, усталостной прочности, сохранения после действия циклических нагрузок сжатия уровня прочности при изгибе и усталостной прочности, она дополнительно содержит карбиды ниобия-циркония, бориды ванадия, сурьму, галлий, лютеций, тантал при следующем соотношении ингредиентов, мас, :

Углерод 0,82-1,1

Кремний 1,1-1,8

Марганец 0,91-1,86

Хром 4,8-6,0

Молибден 1,4-2,2

Ванадий 0,5-0,95

Вольфрам 2,5-3,5

Титан 0,10-0,18

Алюминий 0,03-0,05

Карбиды ниобияциркония 0,09-0,16

Бориды ванадия 0,12-0,18

Сурьма 0,05-0,098

Галлий 0,08-0,16

Лютеций 0,10-0,17

Тантал 0,56-1,08

Железо Остальное при условии выполнения соотношения молибдена/сурьмы = 22,44-28,0, 1659524

СЧ с0 м

В В

Сч

Саа СЧ 1

° » л

В о о мЪ

СЧ О а» 4» о о л мЪ D сч ф ф

ОЪ СЧ Ch CO Ch

° Е МЪ МЪ СЧ М С !

an мЪ мЪ О СО о о о о а а a ° о о о о

В о

ОмЪ Л О О О счО О

Сч сО O . СЧ Ф а4. СЧ м м о а м мЪ CO а а

М 4» мЪ

CV мЪ

В о

° В

% ° мЪ мЪ о сч

СЧ В

В В сч О

В а В

° °

Я мЪ сО О О М!

МЪ С О

an мЪ мъ

О СЧ МЪ ОЪ а ° В а а мЪ О -0

Ch

В о

О л О О О а В а В а а

СЧ С4Ъ СО 4- СЧ О 1О 3 an О О со о а

СЧ

В °

° 4

4» а о

I IaI aC !0 Ж, 0! 40 ао 40 с0 н

CICC0 жО

l o. . I

51 МС0 10@ аое 0 а0 I4

СдЦ IaI :Оo а

О

Ю! а ! И„

Х

О а

В

СО

СЧ О мъ

В о о оа

СО о

D о мЪ а Ca

СЧ о

Ch ь

В о м ь а о о

В о

СЧ

СО

СЧ

CO о мЪ м

СЧ

В о л о

В

Ю мЪ о Ф а о мЪ

СЧ л

В о мЪ

С Ъ

an

1О

В Ю аО о ф о

CO мЪ о

В 4 о о мЪ е о

В A о О мЪ

CO Caa а °

Ю мЪ

О

Q ° а В о о мЪ

Ю

В а

CV СЧ мЪ л

М мЪ а о о мЪ л CO а В о о

О !

0 ! 1 1

01 В

I I

О О О

М СЧ °

Ф о о о

О мЪ О мЪ CO м м