RU2535148C2 - Инструментальная сталь для горячего деформирования - Google Patents
Инструментальная сталь для горячего деформирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2535148C2 RU2535148C2 RU2013100389/02A RU2013100389A RU2535148C2 RU 2535148 C2 RU2535148 C2 RU 2535148C2 RU 2013100389/02 A RU2013100389/02 A RU 2013100389/02A RU 2013100389 A RU2013100389 A RU 2013100389A RU 2535148 C2 RU2535148 C2 RU 2535148C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- steel
- boron
- hot deformation
- vanadium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к инструментальным сталям, используемым для изготовления инструментов горячего деформирования цветных металлов и сплавов. Сталь содержит в мас.%: углерод 0,6-0,7, кремний 0,4-0,7, марганец 1,9-2,1, хром 2,8-3,2, ванадий 0,5-0,6, бор 0,001-0,003, титан 0,15-0,3, железо - остальное. Суммарное содержание хрома, марганца, кремния, ванадия, бора и титана составляет 5,35-6,2 мас.%. Повышается ударная вязкость, стойкость к трещинам и износостойкость. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к инструментальным сталям, используемым для горячего деформирования цветных металлов и сплавов.
ПО ГОСТ 5950-2000 известна инструментальная сталь, содержащая углерод 0,32-0,40%, кремний 0,9-1,20%, марганец 0,20-0,50%, хром 4,50-5,50%, ванадий 0,30-0,50%, молибден 1,20-1,50%, никель до 0,35% по мас., при этом сумма карбидообразующих элементов составляет 7,25-9,05%.
Недостатком этой стали является повышенная структурная полосчатость из-за неравномерного распределения карбидов в структуре, приводящая к получению пониженной ударной вязкости.
Наиболее близким техническим решением является инструментальная сталь, содержащая углерод 0,37-0,44%, кремний 0,60-1,0%, марганец 0,20-0,50%, никель до 0,6%, хром 3,20-4,0%, ванадий 0,60-0,90%, молибден 1,20-1,50%, вольфрам 0,8-1,2%, при этом сумма карбидообразующих элементов составляет 7,0-9,20% по мас. ГОСТ 5950-2000.
Эта сталь также склонна к образованию структурной полосчатости и имеет пониженный уровень ударной вязкости.
Задачей изобретения является повышение ударной вязкости, стойкости к трещинам и износостойкости инструментальной стали для горячего деформирования.
Поставленная задача решается путем введения в инструментальную сталь для горячего деформирования титана в количестве 0,15-0,30% и бора в количестве 0,001-0,003% по мас. при суммарном содержании карбидообразующих элементов 5,35-6,20% по мас., и компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
Углерод | 0,6-0,7 |
Хром | 2,80-3,20 |
Марганец | 1,90-2,10 |
Ванадий | 0,50-0,60 |
Кремний | 0,40-0,70 |
Титан | 0,15-0,30 |
Бор | 0,001-0,003 |
Железо | Остальное |
Снижение содержания карбидообразующих элементов в пределах 5,35-6,2 мас.% с дополнительным легированием титаном и бором обеспечивает получение низкой структурной полосчатости, однородной дисперсной структуры стали с карбидным и карбонитридным упрочнением и повышенную ударную вязкость.
Дополнительное легирование стали титаном в количестве 0,15-0,30% способствует образованию устойчивого тугоплавкого карбида титана (TiC) пл. 3140°С и карбонитрида титана (TiCХNУ) пл. 3127°C. Дисперсные частицы указанного карбида и карбонитрида сохраняются в структуре стали при высокотемпературных нагревах (ковка, отжиг, закалка), препятствуют росту аустенитного зерна, что способствует получению дисперсной структуры троостосорбита при комнатной температуре. Сталь с дисперсной структурой троостосорбита и низкой структурной полосчатостью имеет повышенный уровень ударной вязкости и стойкости. Содержание титана в пределах 0,15-0,30 мас.% является оптимальным. Содержание титана менее 0,15% не оказывает существенного сдерживающего влияния на рост аустенитного зерна. Легирование титаном в количестве более 0,30% нецелесообразно, так как приводит к образованию значительного количества грубых включений высокотвердого, хрупкого карбида титана при кристаллизации, что не устраняется термической обработкой и снижает ударную вязкость.
Дополнительное введение в сталь бора в количестве 0,001-0,003% в качестве модифицирующей добавки измельчает литую структуру, упрочняет границы зерен, тормозит рост столбчатых кристаллов, что увеличивает устойчивость стали к трещинам. Указанный элемент увеличивает также стабильность аустенита. При его содержании менее 0,015 мас.% указанный эффект снижается. При переходе за верхний уровень легирования 0,003 мас.% по границам зерен появляется борсодержащая фаза эвтектического происхождения, что снижает механические свойства стали, в том числе устойчивость к трещинам.
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав инструментальной стали для горячего деформирования отличается от известного и пониженным содержанием карбидообразующих элементов, и дополнительным легированием титаном и бором. То есть заявляемый состав стали соответствует критерию "новизна", так как обладает отличительными признаками.
Дополнительное легирование титаном и бором, пониженное содержание карбидообразующих элементов обеспечивает получение инструментальной стали с низкой структурной полосчатостью и повышенным уровнем ударной вязкости и износостойкости. Предложенное решение соответствует критерию "существенные отличия", так как отличительные признаки не выявлены в других технических решениях.
Примеры осуществления предлагаемого состава стали.
Из известной и предложенной сталей были изготовлены образцы для исследования микроструктуры и определения ударной вязкости. Структурная полосчатость оценивалась по шкале N 5 ГОСТ 801-78, ударная вязкость при комнатной температуре в соответствии с ГОСТ 9454-78. Перед проведением исследований образцы подвергались термической обработке улучшению (закалка с высоким отпуском). Режимы термической обработки: закалка в масле с температурой 1050±50°C с предварительным подогревом образцов при температуре 800±10°C; время выдержки при температурах подогрева и нагрева под закалку в течение 30 минут; отпуск стали производили при температуре 550±5°C, выдержка 2 ч; охлаждение на воздухе. Такая термическая обработка обеспечивает получение высокодисперсной структуры троостосорбита отпуска с дисперсионным твердением.
Сравнительный анализ инструментальных сталей для горячего деформирования указан в таблице. В таблице приведены содержания легирующих элементов в указанной стали, полученные значения балла структурной полосчатости, твердости, стойкости к трещинам и ударной вязкости. Суммарное содержание карбидообразующих элементов определяли суммированием концентраций хрома, марганца, кремния, молибдена, ванадия, титана и бора в известной и предлагаемой сталях.
Приведенные в таблице данные позволяют сделать вывод, что предлагаемая сталь имеет более высокий комплекс механических свойств при пониженной структурной полосчатости, что ведет к повышению износостойкости инструмента для горячего деформирования.
Таблица | |||||||||||||
Инструментальная сталь для горячего деформирования | |||||||||||||
Химический состав, в % по массе | |||||||||||||
С | Cr | Mn | Si | Mo | V | Ti | B | Σ карбидо-образую- щих |
Fe | Структурная полосчатость, балл | Твердость, HRC | Ударная вязкость, KCU, Дж/см2 |
Трещино- стойкость, МПа·м1/2 |
Предлагаемая сталь | |||||||||||||
0,60 | 2,80 | 1,90 | 0,40 | - | 0,5 | 0,15 | 0,001 | 5,751 | остальное | 2 | 54 | 60 | 57,5 |
0,65 | 3,00 | 2,00 | 0,60 | - | 0,55 | 0,20 | 0,002 | 6,352 | остальное | 2 | 56 | 58 | 56 |
0,70 | 3,20 | 2,10 | 0,70 | - | 0,60 | 0,30 | 0,003 | 6,903 | остальное | 2 | 56 | 58 | 56 |
Известная сталь | |||||||||||||
0,40 | 5,50 | 0,50 | 1,20 | 1,50 | 0,50 | - | - | 9,200 | остальное | 3-4 | 52 | 51 | 52,5 |
Claims (1)
- Инструментальная сталь для горячего деформирования, содержащая углерод, хром, марганец, ванадий, кремний и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит титан и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
углерод 0,60-0,70 хром 2,80-3,20 марганец 1,90-2,10 ванадий 0,50-0,60 кремний 0,40-0,70 титан 0,15-0,30 бор 0,001-0,003 железо остальное,
при этом суммарное содержание хрома, марганца, ванадия, кремния, титана и бора составляет 5,35-6,20 мас.%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013100389/02A RU2535148C2 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Инструментальная сталь для горячего деформирования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013100389/02A RU2535148C2 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Инструментальная сталь для горячего деформирования |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013100389A RU2013100389A (ru) | 2014-07-20 |
RU2535148C2 true RU2535148C2 (ru) | 2014-12-10 |
Family
ID=51214941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013100389/02A RU2535148C2 (ru) | 2013-01-09 | 2013-01-09 | Инструментальная сталь для горячего деформирования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2535148C2 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1077947A1 (ru) * | 1982-04-16 | 1984-03-07 | Предприятие П/Я М-5481 | Штампова сталь |
SU1161578A1 (ru) * | 1983-11-28 | 1985-06-15 | Предприятие П/Я М-5893 | Инструментальна сталь |
EP1471159B1 (en) * | 2002-01-29 | 2009-01-14 | Tanaka Seimitsu Kogyo Co., Ltd. | Bainite type non-refined steel for nitriding and nitrided product |
RU2369659C2 (ru) * | 2004-05-21 | 2009-10-10 | Эндюстель Крёзо | Сталь с высокой механической прочностью и износостойкостью |
US20090311125A1 (en) * | 2007-04-18 | 2009-12-17 | Kei Miyanishi | Hot-working steel excellent in machinability and impact value |
EP2159294A1 (en) * | 2007-06-28 | 2010-03-03 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Steel for mechanical structure excelling in machinability and process for producing the same |
WO2010112319A1 (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-07 | Rovalma, S.A. | Hot work tool steel with outstanding toughness and thermal conductivity |
-
2013
- 2013-01-09 RU RU2013100389/02A patent/RU2535148C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1077947A1 (ru) * | 1982-04-16 | 1984-03-07 | Предприятие П/Я М-5481 | Штампова сталь |
SU1161578A1 (ru) * | 1983-11-28 | 1985-06-15 | Предприятие П/Я М-5893 | Инструментальна сталь |
EP1471159B1 (en) * | 2002-01-29 | 2009-01-14 | Tanaka Seimitsu Kogyo Co., Ltd. | Bainite type non-refined steel for nitriding and nitrided product |
RU2369659C2 (ru) * | 2004-05-21 | 2009-10-10 | Эндюстель Крёзо | Сталь с высокой механической прочностью и износостойкостью |
US20090311125A1 (en) * | 2007-04-18 | 2009-12-17 | Kei Miyanishi | Hot-working steel excellent in machinability and impact value |
EP2159294A1 (en) * | 2007-06-28 | 2010-03-03 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Steel for mechanical structure excelling in machinability and process for producing the same |
WO2010112319A1 (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-07 | Rovalma, S.A. | Hot work tool steel with outstanding toughness and thermal conductivity |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013100389A (ru) | 2014-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6366326B2 (ja) | 高靱性熱間工具鋼およびその製造方法 | |
RU2674540C2 (ru) | Нержавеющая сталь и корпус режущего инструмента, изготовленный из нержавеющей стали | |
JP6529234B2 (ja) | 高い靭性と軟化抵抗性を有する高速度工具鋼 | |
CN109477180A (zh) | 高频淬火用钢 | |
KR101654684B1 (ko) | 저온 충격인성이 우수한 고강도 무어링 체인강 및 그 제조방법 | |
TWI592502B (zh) | Cold-working tool materials and cold-working tools | |
JP2017066460A (ja) | 時効硬化性鋼 | |
JP5217191B2 (ja) | 加工性に優れた耐磨耗鋼板およびその製造方法 | |
TWI577807B (zh) | 熱加工工具及其製造方法 | |
RU2430186C2 (ru) | Теплостойкая сталь | |
RU2535148C2 (ru) | Инструментальная сталь для горячего деформирования | |
JP2012201909A (ja) | 熱間工具鋼 | |
JP5141313B2 (ja) | 黒皮外周旋削性とねじり強度に優れた鋼材 | |
JP2015140449A (ja) | 高温での結晶粒度特性に優れた肌焼鋼 | |
KR20090069608A (ko) | 냉간 공구강 및 그 제조방법 | |
JP2015134945A (ja) | 浸炭用鋼 | |
RU2348735C2 (ru) | Сталь колесная | |
JP6195727B2 (ja) | 鋳鉄鋳物とその製造方法 | |
JP6979927B2 (ja) | 冷間加工工具鋼 | |
JP6635100B2 (ja) | 肌焼鋼 | |
TW202033788A (zh) | 低磷、含鋯之微合金的抗斷裂鋼合金 | |
RU2479664C1 (ru) | Штамповый сплав | |
JP2013213256A (ja) | 高強度マトリックスハイス | |
RU2611250C1 (ru) | Инструментальная сталь | |
JP5217486B2 (ja) | 黒皮外周旋削性とねじり強度に優れた鋼材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190110 |