close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6728

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6728
(13) C1
(19)
7
(51) C 22C 38/50
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ШТАМПОВАЯ СТАЛЬ
(21) Номер заявки: a 20010046
(22) 2001.01.22
(46) 2004.12.30
(71) Заявитель: Республиканское унитарное предприятие "Белорусский
металлургический завод" (BY)
(72) Авторы: Филипов Вадим Владимирович; Тимошпольский Владимир Исаакович; Понкратин Евгений Иванович;
Иванов Эдуард Владимирович; Стеблов
Анвер Борисович; Ленартович Дмитрий Владимирович (BY)
(73) Патентообладатель: Республиканское
унитарное предприятие "Белорусский
металлургический завод" (BY)
BY 6728 C1
(57)
Штамповая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден,
ванадий, алюминий, титан, бор и железо, отличающаяся тем, что дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, мас. %:
углерод
0,46-0,58
кремний
0,18-0,40
марганец
0,45-0,75
хром
0,80-1,20
никель
1,30-1,70
молибден
0,35-0,65
ванадий
0,18-0,25
алюминий
0,01-0,04
титан
0,02-0,04
бор
0,001-0,003
цирконий
0,02-0,04
железо
остальное,
причем отношение (ванадий + титан)/углерод составляет 0,43-0,50, а отношение (титан + цирконий)×100/углерод составляет 8,7-13,8.
(56)
RU 2040582 C1, 1995.
BY 729 C1, 1995.
BY 1926 A, 1997.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к литым штамповым сталям, получаемым непрерывной разливкой, используемым при изготовлении крупногабаритной формообразующей оснастки, работающей при повышенных температурах, и
может быть использовано в ряде металлообрабатывающих отраслей народного хозяйства,
BY 6728 C1
имеющих в своем составе кузнечно-прессовое производство и использующих для повышения стойкости оснастки азотирования.
Известные штамповые стали типа 5XHM, 5ХНМФ [1], а также [2], которые используются для изготовления литой формообразующей оснастки, мас. %:
углерод
0,56-0,60
кремний
0,10-0,40
марганец
0,50-0,80
хром
0,50-0,80
никель
1,40-1,80
молибден
0,15-0,30
медь
0,30
железо
остальное.
Недостаток указанных сталей проявляется в низкой твердости и теплостойкости азотированного слоя и пониженной ударной вязкости.
Наиболее близкой к предлагаемой стали по технической сущности и достигаемому
эффекту является сталь состава [3], мас. %:
углерод
0,44-0,52
кремний
0,18-0,40
марганец
0,45-0,75
хром
0,80-1,20
никель
1,30-1,70
молибден
0,35-0,65
ванадий
0,05-0,12
алюминий
0,01-0,04
титан
0,05-0,08
бор
0,001-0,003
железо
остальное.
Недостатком указанной стали является недостаточно высокие предел прочности и
твердость поверхностного слоя после азотирования, что приводит к значительному снижению стойкости формообразующей оснастки, изготавливаемой из металла непрерывной
разливки.
В основу изобретения положена задача повышения предела прочности и твердости
после азотирования формообразующей оснастки сечением до 250×300 мм и 300×400 мм,
изготовленной из горячекатаной непрерывнолитой заготовки.
Поставленная цель достигается тем, что штамповая сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, алюминий, титан, бор и железо, дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, мас. %:
углерод
0,46-0,58
кремний
0,18-0,40
марганец
0,45-0,75
хром
0,80-1,20
никель
1,30-1,70
молибден
0,35-0,65
ванадий
0,18-0,25
алюминий
0,01-0,04
титан
0,02-0,04
бор
0,001-0,003
цирконий
0,02-0,04
железо
остальное,
причем отношение (ванадий + титан)/углерод составляет 0,43-0,50, а отношение (титан + цирконий) × 100/углерод составляет 8,7-13,8.
2
BY 6728 C1
Повышение содержания углерода связано с необходимостью увеличения прочности
стали для обеспечения работоспособности мелкого инструмента удлиненной формы типа
прошивников. Причем при содержании углерода менее 0,46 % запас прочности недостаточен, а при содержании углерода более 0,58 резко снижается ударная вязкость.
Указанное содержание хрома в сочетании с повышенным содержанием ванадия создает благоприятные условия для упрочнения металлической матрицы, обеспечивающего
максимум кратковременной прочности стали при повышенной температуре. Причем содержание хрома менее 0,8 % приводит к значительному снижению теплостойкости стали,
а более 1,20 начинает снижать прочность при температурах выше 500 °С. Ванадий в указанных пределах упрочняет металлическую матрицу за счет измельчения зерна.
Введение в сталь бора позволяет существенно повысить выносливость стали после
азотирования, что особенно важно для инструмента, работающего в условиях знакопеременных нагрузок, например прошивок, прошивных игл и др. Существенно, что такое
влияние бора наблюдается только при одновременном присутствии в стали титана и циркония, которые не только измельчают зерно, но и делают зерно менее угловатым, что повышает пластические свойства стали.
В предложенной стали более низкое содержание титана обусловлено особенностями
непрерывной разливки стали в крупных сечениях и при содержании титана и алюминия
более 0,04 % технологически затруднено. При меньшем содержании не наблюдается повышения свойств азотированного слоя.
Химический состав опытных плавок приведен в табл. 1.
Свойства сталей определяли на образцах, вырезанных из непрерывнолитой заготовки
с поверхности и центральной части.
Образцы подвергали следующей термообработке: закалка при 960 °С в масле, отпуск
при 600 °С в течение 2 ч. Азотирование проводили в ряде диссоциированного аммиака
при 520 °С, в течение 24 ч, степень диссоциации аммиака 30 %, с последующим деазотированием в течение 4 ч при степени диссоциации 100 %.
Теплостойкость оценивали по твердости стали после 4 ч выдержки при 640 °С, горячую прочность оценивали по пределу прочности, определенному на стандартных укороченных образцах при 600 °С, предел выносливости (σ-1) определяли на гладких
азотированных образцах на машине МЧИ-6000 при базе N = 104 циклов.
Результаты испытаний приведены в табл. 2.
Анализ результатов испытаний свидетельствует о более высоком комплексе свойств
разработанной стали и особенно важно это для центральных зон заготовки.
Из предлагаемой и известной стали [3] были изготовлены прошивники при прессовании изделий типа "стакан" из алюминиевого сплава Д-16.
Результаты испытаний приведены в табл. 3.
Таблица 1
Химический состав опытных плавок
Плавка
1
2
3
4
5
6**
С
0,46
0,50
0,58
0,56
0,54
0,52
Si
0,40
0,19
0,22
0,39
0,27
0,19
Mn
0,75
0,58
0,45
0,75
0,51
0,45
Содержание элементов, мас. %*
Cr
Mo
Ni
V
Al
Ti
В
Zr
0,91 0,65 1,70 0,09 0,04 0,02 0,01 0,04
0,80 0,35 1,52 0,05 0,01 0,034 0,002 0,03
1,20 0,52 1,30 0,12 0,02 0,04 0,003 0,02
1,00 0,58
1,3
0,19 0,01 0,04 0,002 0,02
0,98 0,49 1,62 0,22 0,032 0,028 0,003 0,029
0,90 0,55 1,32 0,07 0,038 0,07 0,003
-
* Содержание серы и фосфора во всех плавках не более 0,020 мас. %, остальное железо.
** Известный состав.
3
BY 6728 C1
Таблица 2
Свойства опытных сталей*
Плавка
1
2
3
4
5
6**
Теплостойкость
640 °С, HRCэ 4 ч
44
43
45
44
42
42
Предел прочности,
σв, при 600 °С, МПа
910/900
890/880
900/890
910/900
890/870
880/860
Предел выносливости, σ-1, МПа
1170/1080
1180/1080
1260/1120
11220/1110
1190/1070
1160/1060
* В числителе - для поверхности, в знаменателе - для центра непрерывнолитой заготовки 250×300 мм.
** Известный состав.
Таблица 3
Стойкость азотированных прошивников при прессовании сплава Д16, тыс. шт.*
Сталь
Заявленная
6
Количество изготовленных деталей, тыс. шт.
3,7/6,4
3,6/6,1
* - в числителе стойкость неазотированных прошивников, в знаменателе - азотированных.
Анализ результатов показывает, что если до азотирования стойкость инструмента из
предлагаемой стали практически не отличается, то после азотирования стойкость прошивников из предлагаемой стали на 5 % выше, чем из известной [3].
Заявленная сталь проходит промышленное освоение на РУП БМЗ.
Источники информации:
1. Сорокин В.Г., Волосников А.В., Вяткин C.A. Марочник сталей и сплавов. - M.: Машиностроение. 1989. - 640 с.
2. Позняк А.А. и др. Штамповые стали. M.: Металлургия. 1980. 244 с.
3. RU 2040582 C1, 1995.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
168 Кб
Теги
by6728, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа