[go: up one dir, main page]

RU2382112C1 - Shear steel - Google Patents

Shear steel Download PDF

Info

Publication number
RU2382112C1
RU2382112C1 RU2008121448/02A RU2008121448A RU2382112C1 RU 2382112 C1 RU2382112 C1 RU 2382112C1 RU 2008121448/02 A RU2008121448/02 A RU 2008121448/02A RU 2008121448 A RU2008121448 A RU 2008121448A RU 2382112 C1 RU2382112 C1 RU 2382112C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
molybdenum
manganese
content
silicon
Prior art date
Application number
RU2008121448/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008121448A (en
Inventor
Александр Владимирович Рыбкин (RU)
Александр Владимирович Рыбкин
Владимир Александрович Демидов (RU)
Владимир Александрович Демидов
Сергей Анатольевич Решетников (RU)
Сергей Анатольевич Решетников
Валерий Владимирович Рябов (RU)
Валерий Владимирович Рябов
Надежда Ахматовна Майорова (RU)
Надежда Ахматовна Майорова
Original Assignee
ОАО "Златоустовский металлургический завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "Златоустовский металлургический завод" filed Critical ОАО "Златоустовский металлургический завод"
Priority to RU2008121448/02A priority Critical patent/RU2382112C1/en
Publication of RU2008121448A publication Critical patent/RU2008121448A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2382112C1 publication Critical patent/RU2382112C1/en

Links

Landscapes

  • Forging (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: steel contains carbon, manganese, silicon, chrome, molybdenum, vanadium and iron at following ratio, wt %: carbon 0.80 - 0.90, manganese 0.40 - 0.80, silicon 0.40 - 0.80, chrome 16.0 - 17.0, molybdenum 0.40 - 0.60, vanadium 0.10 - 0.15, iron - the rest.
EFFECT: steel allows optimal combination of high hardness, manufacturing flexibility and corrosion stability at essential reduction of cost.
1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству инструментальной коррозионно-стойкой стали, имеющей повышенную твердость и используемой в качестве ножевой стали.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the production of tool corrosion-resistant steel having high hardness and used as knife steel.

В настоящее время для изготовления деталей, работающих на истирание в агрессивных средах, используются нержавеющие стали, имеющие повышенную твердость. К такой стали относится сталь марки 110Х18М [1].Currently, for the manufacture of parts that work on abrasion in aggressive environments, stainless steels are used having increased hardness. Such steel includes steel grade 110X18M [1].

Она имеет следующий химический состав, мас.%:It has the following chemical composition, wt.%:

углеродcarbon 1,1-1,21.1-1.2 марганецmanganese 0,5-1,00.5-1.0 кремнийsilicon 0,53-0,930.53-0.93 хромchromium 16,5-18,016.5-18.0 молибденmolybdenum 0,5-0,80.5-0.8 железоiron остальноеrest

Недостатком известной стали является повышенная хрупкость, которую она получает после термообработки, и низкая технологическая пластичность на переделах.A disadvantage of the known steel is the increased fragility that it receives after heat treatment, and low technological ductility in the process.

Известна сталь марки 50Х14МФ [2], которая имеет следующий химический состав, мас.%:Known steel grade 50X14MF [2], which has the following chemical composition, wt.%:

углеродcarbon 0,48-0,550.48-0.55 марганецmanganese не более 0,60no more than 0.60 кремнийsilicon не более 0,60no more than 0.60 хромchromium 14,0-15,014.0-15.0 молибденmolybdenum 0,45-0,800.45-0.80 ванадийvanadium 0,10-0,150.10-0.15 железоiron остальноеrest

Недостатком известной стали является пониженное содержание углерода и хрома, неопределенное минимальное содержание кремния и марганца и завышенное содержание молибдена, что не обеспечивает достаточный уровень технологических свойств стали и эксплуатационных свойств изготовленных из нее ножей.A disadvantage of the known steel is a low content of carbon and chromium, an indefinite minimum content of silicon and manganese and an overestimated content of molybdenum, which does not provide an adequate level of technological properties of steel and the operational properties of knives made from it.

Наиболее близкой к заявляемой является сталь [3], имеющая следующий состав, мас.%:Closest to the claimed is steel [3], having the following composition, wt.%:

углеродcarbon 0,7-1,10.7-1.1 марганецmanganese не более 1,0no more than 1,0 кремнийsilicon не более 1,0no more than 1,0 хромchromium 16,0-19,016.0-19.0 молибденmolybdenum 1,0-2,51.0-2.5 ванадийvanadium 0,05-0,50.05-0.5 железоiron остальноеrest

Недостатком данной стали является пониженная пластичность на переделах и снижение выхода годного из-за повышенного содержания молибдена, который изменяет состав карбидов и их количество.The disadvantage of this steel is reduced ductility in the redistribution and reduced yield due to the increased content of molybdenum, which changes the composition of carbides and their amount.

Задачей изобретения является разработка инструментальной ножевой стали, имеющей высокий уровень технологической пластичности на переделах с сохранением высокой коррозионной стойкости и твердости после термообработки при уменьшении ее стоимости.The objective of the invention is the development of tool knife steel having a high level of technological plasticity in the process with maintaining high corrosion resistance and hardness after heat treatment while reducing its cost.

Поставленная задача решается за счет того, что сталь содержит углерод, марганец, кремний, хром, молибден, ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved due to the fact that the steel contains carbon, manganese, silicon, chromium, molybdenum, vanadium in the following ratio of components, wt.%:

углеродcarbon 0,80-0,900.80-0.90 марганецmanganese 0,40-0,800.40-0.80 кремнийsilicon 0,40-0,800.40-0.80 хромchromium 16,0-17,016.0-17.0 молибденmolybdenum 0,40-0,600.40-0.60 ванадийvanadium 0,10-0,150.10-0.15 железоiron остальноеrest

Содержание углерода в пределах 0,80-0,90 мас.% обеспечивает высокую твердость ножевой стали. Увеличение содержания углерода в стали более 0,90 мас.% приводит к существенному снижению ее технологической пластичности на переделах из-за ослабления сопротивления зарождению и образованию трещин при ковке. Содержание углерода в стали в количестве менее 0,80 мас.% приводит к снижению эксплуатационных свойств ножевой стали по твердости.The carbon content in the range of 0.80-0.90 wt.% Provides high hardness of knife steel. An increase in the carbon content in steel of more than 0.90 wt.% Leads to a significant decrease in its technological plasticity at the stages due to weakening of the resistance to nucleation and the formation of cracks during forging. The carbon content in steel in an amount of less than 0.80 wt.% Leads to a decrease in the operational properties of knife steel in hardness.

Содержание марганца в пределах 0,40-0,80 мас.% обеспечивает получение высокого качества макро- и микроструктуры стали в литом и деформированном состояниях, повышает технологическую пластичность стали на переделах за счет оптимальной формы сульфидов марганца. При содержании марганца более 0,80 мас.% увеличивается величина зерна, повышается склонность металла к перегреву, что повышает хрупкость ножей после закалки. При содержании марганца менее 0,40 мас.% технологическая пластичность снижается за счет появления в структуре металла сульфидов железа и возникновения явления «красноломкости».The manganese content in the range of 0.40-0.80 wt.% Provides high quality macro- and microstructure of steel in cast and deformed conditions, increases the technological plasticity of steel in the process due to the optimal form of manganese sulfides. When the manganese content is more than 0.80 wt.%, The grain size increases, the tendency of the metal to overheat increases, which increases the fragility of the knives after quenching. When the manganese content is less than 0.40 wt.%, The process plasticity is reduced due to the appearance of iron sulfides in the metal structure and the occurrence of the phenomenon of “red brittleness”.

Пределы содержания кремния в разработанной марке 0,40-0,80 мас.% являются необходимыми и достаточными для получения твердости металла после закалки, обеспечивающей высокие эксплуатационные свойства ножевой стали. Содержание кремния более 0,80% приводит к повышенной хрупкости ножей за счет охрупчивания α-фазы. Содержание кремния менее 0,40% приводит к понижению твердости металла, особенно в области лезвия ножа.The limits of silicon content in the developed grade of 0.40-0.80 wt.% Are necessary and sufficient to obtain the hardness of the metal after hardening, providing high performance properties of knife steel. The silicon content of more than 0.80% leads to increased fragility of the knives due to embrittlement of the α-phase. A silicon content of less than 0.40% leads to a decrease in the hardness of the metal, especially in the area of the knife blade.

Пределы содержания хрома 16,0-17,0 мас.% обусловлены необходимостью обеспечить высокие коррозионные свойства стали при содержании углерода 0,80-0,90 мас.%. При содержании хрома менее 16,0 мас.% уменьшается коррозионная стойкость стали за счет обеднения мартенсита хромом после закалки при сохранении концентрации хрома в карбидах. При содержании хрома более 17,0 мас.% коррозионная стойкость не возрастает, но происходит удорожание стали и ухудшается ее технологическая пластичность.The limits of chromium content of 16.0-17.0 wt.% Due to the need to ensure high corrosion properties of steel with a carbon content of 0.80-0.90 wt.%. When the chromium content is less than 16.0 wt.%, The corrosion resistance of steel decreases due to the depletion of martensite with chromium after quenching while maintaining the concentration of chromium in carbides. When the chromium content is more than 17.0 wt.%, The corrosion resistance does not increase, but steel is becoming more expensive and its technological ductility is deteriorating.

Сокращение пределов содержания молибдена до 0,40-0,60 мас.% обеспечивает оптимальное сочетание коррозионной стойкости и твердости металла с повышенной пластичностью на переделах в результате образования достаточного количества мелких карбидов, не превышающих 3 микрон, и снижения количества отдельных крупных карбидов (с 35 микрон до 18 микрон). При содержании молибдена менее 0,40 мас.% ухудшается коррозионная стойкость стали за счет снижения концентрации хрома в твердом растворе из-за увеличения количества карбидов хрома и уменьшения карбидов молибдена. При содержании молибдена более 0,60 мас.% образуются большее количество твердых карбидов, обогащенных молибденом, что ведет к снижению пластичности на переделах и снижению выхода годного.The reduction of the molybdenum content limits to 0.40-0.60 wt.% Provides the optimal combination of corrosion resistance and hardness of the metal with increased ductility in the process as a result of the formation of a sufficient number of small carbides not exceeding 3 microns and a decrease in the number of individual large carbides (from 35 microns up to 18 microns). When the molybdenum content is less than 0.40 wt.%, The corrosion resistance of steel deteriorates due to a decrease in the concentration of chromium in the solid solution due to an increase in the amount of chromium carbides and a decrease in molybdenum carbides. When the molybdenum content is more than 0.60 wt.%, A larger amount of solid carbides enriched in molybdenum is formed, which leads to a decrease in ductility in the process and decrease in yield.

Пример конкретного осуществленияCase Study

Химический состав стали исследованных плавок известной и предлагаемой марок приведен в таблице.The chemical composition of the steel of the studied swimming trunks of known and proposed grades is given in the table.

Слитки проковывали на заготовки профилеразмером квадрат 80 мм для исследования твердости в закаленном состоянии и после разупрочнения при отпуске. Температура нагрева под закалку для предлагаемой и известной стали составляет 1050°С. Продолжительность выдержки при закалке в соляных хлор-бариевых ваннах устанавливали из расчета 2,5 мин на 1 мм условной толщины, образцы закаливали в масле.The ingots were forged onto blanks with a profile size of 80 mm square to study hardness in the hardened state and after softening during tempering. The tempering temperature for the proposed and known steel is 1050 ° C. The duration of exposure during quenching in salt chlorine-barium baths was set at the rate of 2.5 min per 1 mm of the nominal thickness, the samples were quenched in oil.

Продолжительность выдержки при отпуске, проводимом в электропечах, устанавливали из расчета 3 мин на 1 мм условной толщины.The exposure time during tempering conducted in electric furnaces was set at the rate of 3 min per 1 mm of nominal thickness.

Испытания коррозионной стойкости полированных и заточенных ножей, изготовленных из стали-прототипа и предлагаемой, проводили «методом погружения в раствор» (согласно ГОСТ 19126-79) медного купороса и серной кислоты. После испытаний отмечена высокая коррозионная стойкость полированной поверхности обеих марок, отсутствие следов меди, однако в области заточки лезвия выявилось значительное превосходство предлагаемой стали.The corrosion resistance tests of polished and sharpened knives made of prototype steel and the proposed one were carried out using the “immersion method” (according to GOST 19126-79) of copper sulfate and sulfuric acid. After testing, the high corrosion resistance of the polished surface of both grades, the absence of traces of copper, were noted, however, in the area of sharpening the blade, a significant superiority of the proposed steel was revealed.

Из приведенных в таблице данных следует, что твердость предлагаемой стали в среднем на 15% выше, чем у прототипа. Кроме того, сталь имеет высокую технологическую пластичность на переделах.From the data given in the table it follows that the hardness of the proposed steel is on average 15% higher than that of the prototype. In addition, steel has a high technological plasticity in the process.

При оценке результатов испытаний образцов на горячее скручивание при температуре 1150°С, соответствующей температуре нагрева слитков под ковку, технологическая пластичность предлагаемой стали на 7-10% выше, чем у прототипа. Себестоимость новой стали ниже марки-прототипа на 2-3%.When evaluating the test results of samples for hot twisting at a temperature of 1150 ° C, corresponding to the temperature of the ingots for forging, the technological plasticity of the proposed steel is 7-10% higher than that of the prototype. The cost of new steel is lower than the prototype by 2-3%.

ТаблицаTable Технологические и эксплуатационные свойства сталиTechnological and operational properties of steel Вариант хим. состава сталиOption chem. steel composition Содержание хим. элементов, мас.%Chemical content elements, wt.% Твердость, HRCHardness HRC Число оборотов до разрушения образца при 1150°С, шт.The number of revolutions before the destruction of the sample at 1150 ° C, pcs. Коррозионная стойкость в области заточки лезвия ножаCorrosion resistance in the area of knife sharpening СFROM МnMn SiSi СrCr МоMo VV ПрототипPrototype 0,900.90 0,500.50 0,500.50 17,017.0 1,601,60 0,130.13 5353 12,012.0 Пониженная (отдельные участки, покрытые медью)Reduced (individual areas covered with copper) ИзобретениеInvention 0,800.80 0,400.40 0,400.40 16,016,0 0,400.40 0,100.10 5757 13,013.0 Удовлетворительная (допустимое помутнение поверхности)Satisfactory (acceptable surface clouding) 0,850.85 0,600.60 0,650.65 16,516.5 0,500.50 0,130.13 5959 13,213,2 Высокая (отсутствие следов меди)High (no trace of copper) 0,900.90 0,800.80 0,800.80 17,017.0 0,600.60 0,150.15 6161 12,812.8 Высокая (отсутствие следов меди)High (no trace of copper)

Источники информацииInformation sources

1. ТУ 14-1-3045-80 «Прутки из коррозионно-стойкой стали марки 110Х18М-ШД двойного переплава (электрошлакового - вакуумного дугового)», Златоустовский металлургический завод, ВПО «Союзспецсталь», ВПО «Союзподшипник», ВНИПП, УкрНИИспецсталь.1. TU 14-1-3045-80 “Rods from corrosion-resistant steel of grade 110X18M-ШД of double remelting (electroslag - vacuum arc)”, Zlatoust Metallurgical Plant, VPO Soyuzspetsstal, VPO Soyuzpodshipnik, VNIPP, UkrNIispetsstal.

2. ТУ 14-1-3909-85 «Прокат круглый со специальной отделкой поверхности из стали марки 50Х14МФ (ЗИ 128), 50Х14МФ-ИД (ЗИ 128-ИД), Златоустовский металлургический завод, ВПО «Союзспецсталь», ВПО «Союзмединструмент», ЦНИИЧМ и др.2. TU 14-1-3909-85 "Rolled round with special surface finish from steel grade 50X14MF (ZI 128), 50X14MF-ID (ZI 128-ID), Zlatoust Metallurgical Plant, VPO" Soyuzspetsstal ", VPO" Soyuzmedinstrument ", TSNIICHM and others.

3. JP 2000-273587 А, С22С 38/24, 03.10.2000.3. JP 2000-273587 A, C22C 38/24, 03.10.2000.

Claims (1)

Ножевая сталь, содержащая углерод, марганец, кремний, хром, молибден, ванадий и железо, отличающаяся тем, что она содержит указанные элементы при следующем соотношении, мас.%:
углерод 0,80-0,90 марганец 0,40-0,80 кремний 0,40-0,80 хром 16,0-17,0 молибден 0,40-0,60 ванадий 0,10-0,15 железо остальное
Knife steel containing carbon, manganese, silicon, chromium, molybdenum, vanadium and iron, characterized in that it contains these elements in the following ratio, wt.%:
carbon 0.80-0.90 manganese 0.40-0.80 silicon 0.40-0.80 chromium 16.0-17.0 molybdenum 0.40-0.60 vanadium 0.10-0.15 iron rest
RU2008121448/02A 2008-05-27 2008-05-27 Shear steel RU2382112C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008121448/02A RU2382112C1 (en) 2008-05-27 2008-05-27 Shear steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008121448/02A RU2382112C1 (en) 2008-05-27 2008-05-27 Shear steel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008121448A RU2008121448A (en) 2009-12-10
RU2382112C1 true RU2382112C1 (en) 2010-02-20

Family

ID=41488961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008121448/02A RU2382112C1 (en) 2008-05-27 2008-05-27 Shear steel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2382112C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2102519C1 (en) * 1995-08-15 1998-01-20 Акционерное общество "Брянский машиностроительный завод" Tool steel
JP2000273587A (en) * 1999-03-23 2000-10-03 Aichi Steel Works Ltd Stainless steel for cutting tool, excellent in corrosion resistance, durability of cutting quality, and workability
SK544190A3 (en) * 1989-11-07 2001-03-12 Thyssen Stahl Ag Knife for meat mincing and mixing machines
RU2279494C2 (en) * 2001-04-18 2006-07-10 Юзинор High-strength tool steel, method for forming parts of such steel, ready parts
CN101037758A (en) * 2007-04-28 2007-09-19 王泽红 Steel special for cutter
RU2322531C2 (en) * 2002-06-13 2008-04-20 Уддехольм Тулинг Актиеболаг Steel and tools for cold metalworking

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SK544190A3 (en) * 1989-11-07 2001-03-12 Thyssen Stahl Ag Knife for meat mincing and mixing machines
RU2102519C1 (en) * 1995-08-15 1998-01-20 Акционерное общество "Брянский машиностроительный завод" Tool steel
JP2000273587A (en) * 1999-03-23 2000-10-03 Aichi Steel Works Ltd Stainless steel for cutting tool, excellent in corrosion resistance, durability of cutting quality, and workability
RU2279494C2 (en) * 2001-04-18 2006-07-10 Юзинор High-strength tool steel, method for forming parts of such steel, ready parts
RU2322531C2 (en) * 2002-06-13 2008-04-20 Уддехольм Тулинг Актиеболаг Steel and tools for cold metalworking
CN101037758A (en) * 2007-04-28 2007-09-19 王泽红 Steel special for cutter

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008121448A (en) 2009-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6088252B2 (en) Bolt and bolt manufacturing method
EP3176278B1 (en) Carbonitrided bearing member
RU2397270C2 (en) Spring steel, procedure for fabrication of spring out of this steel ans spring out of this steel
EP2937434B1 (en) Steel wire rod for high-strength spring with excellent hydrogen embrittlement resistance and manufacturing process therefor and high-strength spring
JP6784960B2 (en) Martensitic stainless steel member
JP7642785B2 (en) Martensitic stainless steel sheet with excellent corrosion resistance, its manufacturing method, and martensitic stainless steel cutlery product
EP3088550A1 (en) Carburized-steel-component production method, and carburized steel component
EP3112491A1 (en) Rolled material for high strength spring, and wire for high strength spring
WO2010140696A1 (en) Steel sheet for brake disc, and brake disc
US20180066344A1 (en) Wire rod for use in bolts that has excellent acid pickling properties and resistance to delayed fracture after quenching and tempering, and bolt
EP3202937A1 (en) Steel for bolts, and bolt
JP2011153364A (en) Crankshaft and method for producing the same
EP3315626A1 (en) Bolt
JP6207408B2 (en) Stainless steel with excellent machinability, hardness, wear resistance and corrosion resistance
CN105849297A (en) Rolled material for high-strength spring and high-strength spring wire using it
JP6693206B2 (en) Crankshaft, manufacturing method thereof, and crankshaft steel
EP3467133B1 (en) Case-hardened steel and manufacturing method therefor as well as gear component manufacturing method
JP5370813B2 (en) Martensitic stainless steel
JP5233307B2 (en) High-strength steel and metal bolts with excellent corrosion resistance and cold forgeability that prevent hydrogen from entering the environment
CN106460128A (en) Duplex stainless steel
RU2382112C1 (en) Shear steel
JP5489497B2 (en) Method for producing boron steel sheet with excellent hardenability
JP2013127104A (en) Steel material superior in spalling resistance for rolling roll for galvanized steel sheet, and rolling roll for galvanized steel sheet
RU2271402C1 (en) High-strength corrosion-resistant steel
EP3141627B1 (en) Steel-sheet for soft-nitriding treatment, method of manufacturing same and soft-nitrided steel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140528

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20160520

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20160530

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20170116