SU1079691A1

SU1079691A1 - Die steel

Info

Publication number: SU1079691A1
Application number: SU823474491A
Authority: SU
Inventors: Иван Герасимович Узлов; Александр Иванович Яценко; Владимир Сергеевич Лучкин; Ирина Петровна Федорова; Виктор Андреевич Кожушко; Элла Константиновна Пирогова; Валентина Кирилловна Коваль; Борис Федорович Антипов; Анатолий Васильевич Шумилин; Виктор Анатольевич Сурков; Александр Арсентьевич Яндимиров
Original assignee: Институт черной металлургии
Priority date: 1982-07-23
Filing date: 1982-07-23
Publication date: 1984-03-15

Abstract

ШТАМПОВАЯ СТАЛЬ, содержаща углерод, марганец, кремний,}фом, кальций, железо, отличающа с тем, что, с целью повышени термостойкости, она дополнительно содержит титан и иттрий при следующем соотношении компонентов,мае.%: Углерод0,20-0,30 Марганец0,25-0,60 Кремний0,60-1,20 Хром4,50-5,50 Кальций0,001-0,010 Титан0,01-0,10 Иттрий0,001-0,010 ЖелезоОстальноеSTAMP STEEL, containing carbon, manganese, silicon,} fom, calcium, iron, characterized in that, in order to improve heat resistance, it additionally contains titanium and yttrium in the following ratio of components, may.%: Carbon0.20-0.30 Manganese 0.25-0.60 Silicon 0.60-1.20 Chromium 4.50-5.50 Calcium 0.001-0.010 Titanium 0.01-0.10 Yttrium0.001-0.010 IronEstal Rest

Description

О ABOUT

:о:about

99

;о Изобретение относитс к металлу гии, в частности к стал м дл инст мента гор чего деформировани , например , формовочных и выгибных шта пов в колесопрокатном производдт е Известные штамповые стали 4Х5МФ 4Х5В2ФС обладают относительно невы разгаростойкостьго Ш . Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигае мому эффекту вл етс штампован сталь 2Т состава, вес.%; Углерод 0,1-0,3 Кремний 0,6-1,8 Марганец 0,4-2 Хром3-6 Ванадий 0,08-0,3 Церий0,002-0,02 По крайней мере один элемент из группы, содержащей кальций и алюминий 0,005-0,1 Недостатками известной стали в ютс относительно низкие и нестаби ные теплостойкость и разгаростойкость , что отрицательно сказываетс на служебной стойкости инструмента гор чего деформировани и объ сн етс ее крупнозернистостью и повышенной загр зненностью границ зере Цель изобретени - повышение те мостойкости стали. Поставленна цель достигаетс тем, что сталь, содержаща углерод марганец, кремний, хром, кальций, железо, дополнительно содержит титан и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0,20-0,30 Углерод 0,25-0,60 Марганец 0,60-1,20 Кремний 4„5-5,5 0,001-0,010 Кальций 0,01-0,10 0,001-0,010 Иттрий Железо Остальное Указанные пределы концентрации углерода обеспечивают получение вы соких значений критических точек, что способствует повышению сопротивл емости стали термической уста лости. Повышение нижнего предела концентрации углерода св зано с не обходимостью обеспечени достаточн высоких прочностных свойств. Более низкие верхний предел по кремнию, нижний и верхний пределы по марганцу обеспечивают сохранени высокой термостойкости при.большей веро тности получени заданного со тава сплава, Замена 0,40-0,50% ванади титаном в пределах 0,01-0,10% обеспечивает повышение термостойкости на 10-15% вследствие нитридного упрочнени стали и оптимизации формы неметгшлических включений и удешевл ет сталь за счет экономии легирующих элементов. Кальций в указанных пределах окан зывает рафинирукщее вли ние, вызыва очищение границ зерен от вредных примесей и тем самым повыша термостойкость инструмента гор чего деформировани . Иттрий в пределах 0,001-0,01% оказывает дополнительное рафинирующее вли ние, вызыва глобул ризацию неметаллических включений и уменьшение их количества, повышение ударной в зкости, уменьшение анизотропии свойств,уменьшение ликвидации газов, очищение границ зерен. Дл определени термостойкости и механических характеристик выплавл ют 6 составов предлагаемой и известной сталей, содержание компонентов в которых приведено в табл. 1. Стали выплавл ют в индукционной печи с основной футеровкой в атмосфере воздуха. Отливка имеет вид цилиндра высотой 220 мм и диаметром 8,5 мм и заливаетс в сухую песчаноглинистую форму. Образцы дл испытаний вырезают вдоль оси отливки после ее отжига в течение 5 ч при 860-880 С Оценка термостойкости сталей производитс по известной методике на одноосно напр женных трубчатых образцах , подвергающихс действию повторно-переменныхнапр жений за счет циклических изменений температуры от 20 до 850с. Термостойкость оценивают по количеству циклов нагрев - охлаждение до усталостного разрушени сталей Результаты оценки термостойкости и механических свойств предлагаемой И известной сталей в литом состо нии после отжига приведены в табл. 2. Как видно из, приведенных данных, термостойкость предлагаемой стали на 60-65% выше, чем у известной. Аналогичные результаты получаютс дл предлагаемой и известной сталей после обработки их на твердость 32-37 ilRC (закалка 950с, отпуск О С). Результаты испытаний приведены в табл. 3. При изготовлении формовочных штампов из предлагаемой стали годовой экономический эффект составл ет 233370 руб.The invention relates to metal, in particular, to steels for the hot deformation tool, for example, molding and flexure bars in a wheel rolling industry. The known die steels 4X5MF 4X5B2FS have relatively low resistance. Closest to the proposed technical essence and the achieved effect is stamped steel 2T composition, wt.%; Carbon 0.1-0.3 Silicon 0.6-1.8 Manganese 0.4-2 Chromium 3-6 Vanadium 0.08-0.3 Cerium0.002-0.02 At least one element from the group containing calcium and aluminum 0.005-0.1 The disadvantages of the known steel are relatively low and unstable heat resistance and heat resistance, which adversely affects the service life of the hot deformation tool and is explained by its coarseness and increased grain contamination. The aim of the invention is to increase the steel steel resistance . This goal is achieved by the fact that steel containing carbon manganese, silicon, chromium, calcium, iron, additionally contains titanium and yttrium in the following ratio of components, wt.%: 0.20-0.30 Carbon 0.25-0.60 Manganese 0,60-1,20 Silicon 4 „5-5,5 0,001-0,010 Calcium 0,01-0,10 0,001-0,010 Yttrium Iron Else The indicated limits of carbon concentration provide for obtaining high values of critical points, which contributes to an increase in the resistance of steel thermal fatigue. An increase in the lower limit of carbon concentration is associated with the need to ensure sufficiently high strength properties. The lower upper limit on silicon, the lower and upper limits on manganese ensure that high heat resistance is maintained, with a greater likelihood of obtaining a given alloy, the replacement of 0.40-0.50% vanadium titanium in the range of 0.01-0.10% provides an increase in heat resistance by 10–15% due to the nitride hardening of steel and the optimization of the shape of non-gem-free inclusions and reduce the cost of steel due to the saving of alloying elements. Calcium within the specified limits exposes a refining effect, causing the grain boundaries to be cleared of harmful impurities and thereby increasing the heat resistance of the hot deformation tool. Yttrium in the range of 0.001-0.01% has an additional refining effect, causing globularization of non-metallic inclusions and a decrease in their number, an increase in toughness, a decrease in the anisotropy of properties, a decrease in the elimination of gases, and the purification of grain boundaries. To determine the heat resistance and mechanical characteristics, 6 compositions of the proposed and known steels are melted, the content of components in which is given in table. 1. The steels are melted in an induction furnace with a base lining in an atmosphere of air. The casting has the shape of a cylinder with a height of 220 mm and a diameter of 8.5 mm and poured into a dry sand-clay form. Test specimens are cut along the axis of the casting after it is annealed for 5 hours at 860-880 ° C. The evaluation of the heat resistance of steels is carried out according to a known method on uniaxially stressed tubular specimens subjected to repeated variable stresses due to cyclic temperature changes from 20 to 850s. Heat resistance is estimated by the number of heating - cooling cycles to fatigue failure of steel. The results of the evaluation of the heat resistance and mechanical properties of the proposed AND known steels in the cast state after annealing are given in Table. 2. As can be seen from the above data, the heat resistance of the proposed steel is 60-65% higher than that of the known. Similar results are obtained for the proposed and known steels after processing them for hardness of 32-37 ilRC (quenching 950s, tempering OH). The test results are shown in Table. 3. In the manufacture of molding dies from the proposed steel, the annual economic effect is 233370 rubles.

ТаблицаTable

Предлагаема стгшьOffered

0,100,150,403,00,100,150,403,0

0,200,250,604,450,200,250,604,45

0,270,350,814,80,270,350,814,8

0,300,601,205,50,300,601,205,5

0,450,731,406,20.450,731,406.2

Известна стальKnown steel

0,30 0,8 1,185,8 0,020.30 0.8 1.185.8 0.02

0,0100,010

Предлагаема стальWe offer steel

1 2 3 41 2 3 4

5five

Известна сталь 36,5 13,2Known steel 36.5 13.2

65,265.2

0,300.30

0,100.10

Известна сталь Known steel

ост.stop

80 124 122 11980 124 122 119

7878

3,13.1

7676

Предлагаема стальWe offer steel

9.710,1 9.710,1

112112

I 9,3 9,8 I 9.3 9.8

109 8,0 9,2 109 8.0 9.2

106 Известна сталь106 Steel is known

3.85,13.85,1

9898

ТаблицаЗTable3

136136

-141-141

128128

9797

Claims

(57J STAMP STEEL containing carbon, manganese, silicon, chromium, calcium, iron, characterized in that, in order to increase the heat resistance, it additionally contains titanium and yttrium with the following components, wt.%: 0.20-0.30 0, 25-0.60 0.60-1.20 4.50-5.50 0.001-0.010 0.01-0.10 0.001-0.010 Else