Инструментальная сталь

(51) С НС 38/44 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНтР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет (ВУ)(72) Автор Федулов Владимир Николаевич (ВУ)(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет (ВУ)Инструментальная сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий и железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Изобретение относится к области металлургии, в частности к инструментальным сталям, используемым для изготовления технологической оснастки горячего формообразования изделий.Данная сталь имеет недостаточную теплостойкость при температуре 620 С и выще.Наиболее близкой к предполагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является сталь 45 ХН 2 МФА 2 состава, мас. углерод 0,42-0,50,кремний 0,17-0,37, марганец 0,5-0,8, хром 0,8-1,1, никель 1,3-1,8, молибден 0,2-0,3, ванадий О,1-О,18, железо - остальное.Названная сталь обладает более высокой теплостойкостью при температуре нагрева 620 С и выще за счет введения в состав ванадия.Задачей, рещаемой предполагаемым изобретением, является повыщение теплостойкости при температуре 620 С, что необходимо для пресс-форм литья под давлением алюминиевых сплавов и щтампов горячей обработки металлов.РВШСНИС задачи ДОСТИГЗСТСЯ ТСМ, ЧТО ИНСТРУМНТЗЛЬНЗЯ сталь, содержащая УГЛВРОД,КРВМНИЙ, МЭРГЗНСЦ, ХрОМ, НИКВЛЬ, МОЛИбДСН, ванадий И ЖСЛСЗО, отличающаяся ТСМ, ЧТО она СОДСрЖИТ КОМПОНСНТЫ В СЛСДУЪОЩСМ СООТНОШСНИИ, мас. 2Таким образом, проводится фактическое легирование стали кремнием. По сравнению с прототипом легирование кремнием в указанном количестве и повышение содержания молибдена способствует значительному повышению прокаливаемости стали, также еще более значительному повышению теплостойкости при нагреве до 62 ОС и выше, так как это свойство в сталях с карбидным упрочнением определяется главным образом свойствами перлитной основы. Повышение теплостойкости вызвано тем, что в новой стали можно повысить температуру нагрева при закалке в масло до 96 О-1 ОООС вместо 85086 ОС для прототипа и получить более легированный троостит (перлит) закалки, что при последующем отпуске (56 О-58 ОС) за счет вторичного твердения обеспечивает значительное повышение твердости перлита отпуска (основы).Одновременно высокая износостойкость при повышенных температурах обеспечивается сохранением в структуре первичных карбидов в необходимом количестве и нужных размеров. Суммарный эффект определяется проведением нужного легирования стали и повышением температуры нагрева под закалку.В общем случае закалка с температуры 1 ОООС (выдержка 1-3 ч в зависимости от сечения изделия) в масло и отпуск при температуре 57 О-58 ОС (в течение 2-5 ч в зависимости от сечения изделия) обеспечивает твердость стали на формообразующих частях оснастки в пределах 49-52 НКСЗ, ударную вязкость - О,5 О-О,75 МДж/м 2, а твердость после дополнительного нагрева при 62 ОС в течение 4 ч (теплостойкость) - 42-44 НКСЭ, что значительно превосходит и аналог, и прототип (табл. 1 и 2).В табл. 1 приведены примеры конкретного получения по известной технологии заявляемой стали по химическому составу (Не Не 3-7), а также химические составы аналога и прототипа (Не 1, Не 2). В табл. 2 приведены необходимые примеры определения механических свойств всех исследуемых сталей (твердость и ударная вязкость) и теплостойкость после нагрева при 62 ОС в течение 4 ч, прошедших до испытаний термическое упрочнение по указанным режимам.Таблица 1 Химический состав сталей мас.Таблица 2 Механические свойства сталей заготовок 2 0 0 2 5 0 ммМгле п/п твердость НЕС УДаРНаЯЙЬ (КСЩ ТЬ ОЧП 1. 40-43 0,50-0,59 34-35 2. 43-45 0,39-0,51 36-37 3. 51-52 0,52-0,61 43-44 4. 50-51 0,56-0,70 42-43 5 . 49-50 0,60-0,75 42-42,5 б. 50-51 0,48-0,56 42-43 7. 48-49 0,55-0,60 39-40ДЛЯ НОВОЙ стали характерно ЗНЗЧИТСЛЬНОС ПОВЫШВНИС ТВВРДОСТИ ПрИ сохранении ударной ВЯЗКОСТИ ПО сравнению С аналогом И ПрОТОТИПОМ ПрИ НВСРЗВНИМОМ ПРСИМУЩССТВС В ТПЛОСТОЙКОСТИ. Рабочие ЧаСТИ формообразующего инструмента, ИЗГОТОВЛСННЫС ИЗ НОВОЙ стали, ОбССПСЧИЛИ ПО сравнению С ПрОТОТИПОМ ПОВЫШСНИС СТОЙКОСТИ В работе В 2. раза как ДЛЯ штампов ГОрЯЧСЙ обработки, так И ДЛЯ прессформ ЛИТЬЯ ПОД ДЗВЛВНИСМ алюмиНИСВЫХ сплавов.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.