Литейная инструментальная сталь
<>973661
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 27. 05 ° 81 (21) 3293014/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет
Опубликовано 15Д182. Бюллетень ¹ 42
Дата опубликования описания 15 11 82 (51) М. Кл.
С 22 С 38/32
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий
153) УДК 669. 14..018.255-194 (088. 8) С.Н.Примеров, С.Н.Бобраков, О.Я.Эначковс.ий, к"„„: ., -В.В.Тусаев, В.Н.Голобородов, М.М.Веркло и В.Г.Горенко (72) Авторы изобретения
Институт проблем литья AH Украинск (7! ) Заявитель (54) JIHTEAHAR ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ
Изобретение относится к черной .металлургии, в частности к высококачественным инструментальным сталям для холодного деформирования.
Широко известны штамповые стали марок 6Х4М2ФС (Ди 56), 8Х6НФТ, 8Х4В2С2МФ (ЗП 761), применяющиеся в отечественном машиностроении для холодного деформировайия. Эти стали . за счет легирования хромом, вольфрамом, молибденом и кремнием характеризуются высоким сопротивлением пластической деформации, износостойкостью и прочностью (1 ).
Прогрессивным направлением является изготовление инструментов методом литья, который наряду с повышением стойкости инструмента, позволяет снизить трудоемкость и стоимость его изготовления, сократить потери сортовой инструментальной стали и получить в итоге значительный экономический эффект.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является литейная инструментальная сталь (2), бХ6ВЗМФС, содержащая, вес.В:
Углерод 0,50-0,60
Марганец 0,15-0,40
Кремний 0,.60-0,90
Хром 5,50-6,50
Вольфрам 2,50-3,20
Молибден 0,60-0,90
Ванадий 0,50-0,80
Железо Остальное
Недостатками стали являются низкие литейные свойства, износостойкость, твердость, прочность н ударная вязкость. Это тормозит широкое использование стали для литых инструментов.
Целью изобретения является пони шение литейных свойств, нэносостойкости, твердости, прочности и ударной вязкости °
Поставленная цель достигается тем, что литейная инструментальная сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, вольфрам, молибден, ванадий и железо, дополнительно содержит алюминий, титан, кальций, редкоземельные металлы, ниобий, бор, при следующем соотнсхаении компонентов, вес.в:
Углерод 0,50-0,65
Марганец Ое15 Ое45
Кремний 0,60-0,90
Хром 5,50-6,50
„,льфрам Z 50-3 20
9 73бб) Иолибден 0 60-0., 90
Ванадий . 0,25-0 80 Алюминий 0 01-0,05
Титан 0,01-0.,08
Кальций 0,005-0,05
Редкоземельные металлы 0,005-0 08
Ниобий 0,05-0,20
Бор 0,0005-,0,01
Железо Остальное
Дополнительное введение в состав разрабатываемой стали апюминия и титана связано с их положительным влиянием на литейные свойства и структу». ру. Одновременно, связывая свободный азот в тугоплавкие нитриды, зти зле-. IS менты нейтрализуют его вредное влияние на свойства стали. В целом алюминий и титан повышают жидкотекучесть стали (эа счет глубокого раскисления), трещнноустойчивость отливок (за счет 20измельчения структуры) .
Иикролегирование стали кальцием и
РЗМ.обеспечивает ей заметное улучшение литейных свойств (глубокое раскисленне и модифицирование структу- - $5 ры, сопровождающееся очищением границ зерен и глобуляризацией неметаллических включений), иэносостойкостн, твердости и ударной вязкости (измельчение карбидов и равномерное распределение их и включений по объему металла, а также очищение стали от газов, серы и других вредных примесей) . Дополнительное введение в сталь ниобия и бора связано с улучшением ее прочности, твердости и износостойкости эа счет образования мелкодисперсных карбидов и выделения их равномерныМ фоном при нагреве в процессе термнческой обработки стали.
Опытные. стали выплавляют в 160киллограмовых индукционных печах с кислой футеровкой методом переплава. При фракционной разливке сталь модифицировали добавками 0,1-0,5% бесКремнистой лигатуры, содержащей кальций, РЗИ, алюминий,.титан, ниобий, бор и никель. Химические составы опытных сталей приведены в табл.1, Результаты испытаний представлены в табл.2.
973661
О МЪ. л ( с с о о ((Ъ о с о (с о с ((Ъ а о о о о о с с о о
Ю
D о с о л
О о с о м
Cl с о
In (с о о о с с о о
CI(Cl с о
ЪЕ. о с о
° ъ ln о о с с о о ("Ъ
Cl с о м
О с о
О D с с о о
Cl с о и о с о м м о о с с
О О
В о х с
D иЪ
СЧ с о
I» с о
IO OI с с о о
ОВ с о (» с
Ю о
1 !C I
I СС I — 4
I Х I 1
1Xlr3
I e! а! (Х(В( а (Х(5! (Х (((31
1 t
I 1 ° ! I I
1 1
l Х 1 (О! (a( (х(1 1 I
I !1- - 1
1!CC I
3 Х!
l I а 1
1((С(1 — 4
I I I
l (g I
1 IC(I
I I.t» 1
1 3 a I
1 1 C(3
1 (й I
3 — -ф
1 l Ц 1 (lR(3 1 С(! ! 1 C 1
1 I и 1
I 1с1 (с с (е
D h( с с м м
In с
Ъ(Ф\ с ((«Ъ с с
Ъ(Ъ Э
Ф с
In с
Ill
IO с
ЪСЪ (CO с
О о
ЪО с о м ( м м с с о о ICl л с о
ОЪ
Ъ с о е (( с
Cl л@ еО
IO МЪ с с о о о
Itl с
D IO ю с о
М
Ъ(Ъ с о
v. и 3
Ю х
Ф I
C ф х
C(( и ф
О I
I
1
1
I
l
I
I ! !
l
I
I
1 !
1 ! !
1
I !
I
I
I
1
1 !
1 .1
1
I
3 !
I
l.1«, i х! (О (.О
1 Х 1
1 I
3» 1
I" (at о
1 Щ! ! 1 ! 1
I a l
1 (ъ((3 0е
l I
Ъ
I lC 3 (х(1 Й 1
3 4I
1 Ф I
1!С! ! — С
I 3 (хl
1 Ф 1
1 1 ! Х(1&! ! — 1
I СС I
3 Х 3
I х 1
35(1 Q.t
I С 1 CC
1 Х 1
I Я I
I ICt I
eP I 03.3
3- — 4
Х I
В(ФI
I(((+ 3
t Iet
V(X3
О3 C:1
О(О(C(C (с.
Ъ(Ъ с с с о о о
° ф м
Е (CD с с с
О О О
° еа м ъ(h о
СЧ с о л
D с о
IO о с о ю
Cl
О с
О
CD о с о
In о с (о о
CD с
Гс с
Ol с. CI( (A с
С(Ъ с о
In с
ЪСЪ IO с
1
I
I
1 !
I !
I.
1
1
l !
I
I
1
I
1
I
1 (I
I !
973661
Таблица 2
Повышение свойств, в В
Опытная сталь
Жидкотекучести Трещиноустойчи» ности
Известная нз проката
340
2,6
235
0,9 литая
Предлагаемая
12
270 .
2,4
35
270
2,2
13
282
2,3
284
2,5
30
280
2,1
1,7
240
1,3
252
П р и м е ч а н и е . Термическая обработка опытных образцов включает закалку с 1080ОС в масло и тройной отпуск по часу при 550 С.
Таблица 3
Закалка с 1080 С, отпуск 550 С, ЗХ1 ч
Известная иэ проката
0,86
8,32
То ае
0,90
7,98
62 литая
Предлагаемая
l,l7
6,12
° t ° l
6,04
1,19
Ol 1В
1,20
5,95
ss» ° ю
Закалка с 1020 С, отпуск 200 С, 1,5 ч
l,00
7,18
По износостойкости предлагаемая сталь превосходит известную сталь как в литом, так и в деформированном варианте изготовления. Это наглядно видно из результатов испытаний при
Опытная сталь Реким термообработки
Механические свойства
Предел прочнос- . Ударная ти при изгибе, вязкость, кгс/мм2 кгсм/см
I нстирании по абразивному полотну на машине Амслера, приведенных в табл.3 вместе с результатами замеров твердости (HRC) . 3a эталон принята износостойкость стали Х12М.
Твердость Величин а ОтносительHRC износа, ная изноем состойкость
973661
0,005-0,08
0,05 -0,20
0,0005-0,01
Остальное
Формула изобретения
Составитель Л.Суязова
Твхред М.Коштура Корректор Г. Решетн ик
Редактор И.Митровка
Заказ 8620/31 Тираж 660 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4
Повышенный уровень свойств предлагаемой стали делает ее эффективным заменителем-известной инструментальной стали 6Х6ВЗМФС главным образом при изготовлении отливок породоразрушающего оборудования и различного литого инструмента.
Весьма важным является то, что технология выплавки стали основывается на переплаве отходов и не требует дополнительных технических решений.
Ожидаемый экономический эффект по предварительным расчетам составляет около 36 тыс.руб в год за счет улучшения литейных свойств на 10-40%, ударной вязкости более чем в два раза и износостойкости стали на 30%, что в итоге обеспечивает повышение качества и долговечности изготовленных из нее отливок.
Литейная инструментальная. сталь, содержащая углерод, марганец,. кремний, хром; вольфрам, молибден, ва.надий и железо, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения износостойкости, литейных и механических свойств, она дополнительно содержит алюминий, титан, кальций, редко5 земельные металлы, ниобий, бор при следующем соотнсмении комйонентов вес.%:
Углерод Ою50 0q65
Марганец 0,15-0.,45 !
О Кремни 0,60-0,90
Хром 5,50-6.у50
Вольфрам 2, 50-3, 20
Молибден 0,60-0,90
Ванадий 0,25-0,80
15 Алюминий 0,01-0,05
Титан 0,01-0,08
Кальций 0,005-0,05
Рецкоэемельные металлы
20 Ниобий
Бор
Железо
Источники информации принятые во внимание при экспертизе
25 1. Инструментальные стали. Справочник, М., 1977, с.40-57.
2. ГОСТ 5950-73, Сталь 6Х6ВЗМФС.
