Материал а2 что это: Сталь А2: характеристики, российский аналог, свойства

alexxlab | 28.07.1989 | 0 | Разное

Содержание

Нержавеющий крепеж. Сравнение марок А2 и А4.

Нержавеющая сталь (в просторечье «нержавейка) – легированная сталь, устойчивая к коррозии в атмосфере и агрессивных средах, обладающая термостойкими свойствами.

Общий для любой стали состав – сочетание железа и углерода. Нержавеющая сталь должна содержать не менее 10,5% хрома для образования защитной пленки оксида хрома, которая предотвращает дальнейшую поверхностную коррозию и препятствует ее распространению во внутреннюю структуру металла. В зависимости от марки нержавеющей стали, количество хрома может доходить до 24%. Так же, в состав могут быть включены дополнительные легирующие компоненты: молибден, никель, титан, алюминий, медь, азот, фосфор или селен.

Нержавеющие стали могут быть классифицированы по их кристаллической структуре на четыре основных типа: аусенитная, ферритная, мартенситная и дуплексная. Аусенитные нержавеющие стали имеют аусенит в качестве своей первичной кристаллической структуры (гранецентрированная кубическая). Эта кристаллическая структура аусенита достигается достаточным добавлением аусенитных стабилизирующих элементов никеля, марганца и азота. Аусенитные стали не увеличивают твердость при тепловой обработке и не обладают магнитными свойствами.

Марки А2 и А4 — это нержавеющие аустенитные стали, которые отличаются высокой степенью стойкости к коррозии и практически не обладают магнитными свойствами. Обе марки хорошо поддаются свариванию, термической и механической обработке. Именно из них производят нержавеющий крепеж.

Сталь А2 (ближайшие аналоги AISI 304, ГОСТ 08Х18Н10) – слабо магнитная, коррозионностойкая и нетоксичная сталь, не калится. Легко сваривается, при этом отсутствует хрупкость. Начинает магнититься после обработки. Из стали А2 изготавливают крепеж для крепления вентилируемых фасадов, витражей из алюминия, ограждений, насосов и используют судостроении. Диапазон температур от минус 200 С до 425 С.

Сталь А4 (ближайшие аналоги AISI 316, ГОСТ 10Х17Н13М2) содержит на 2 – 3% молибдена больше, чем сталь А2. За счет этого сталь А4 лучше сопротивляется влиянию коррозии и кислот. Данная сталь 100% немагнитная. Чаще всего используется в судостроительной отрасли, а также в приборах, которые перестают правильно работать с магнитным крепежом. Является кислотостойкой, не боится морской соли и хлорки. Диапазон температур от минус 60⁰С до 450⁰С.

Класс прочности нержавеющих сталей А2, А4

Группа	Марка стали	Диаметр, мм	Класс прочности	Прочность на разрыв, Н/мм²	Предельная текучесть, Н/мм2	Удлинение при разрыве, мм
Аустенитная	А2, А4	до М39 включительно	50	500	210	0,6d
Аустенитная	А2, А4	до М24 включительно	70	700	450	0. 4d
Аустенитная	А2, А4	до М24 включительно	80	800	600	0.3d

Химический состав нержавеющих сталей

Марка	Хром	Никель	Молибден	Медь	Фосфор	Селен
А1	от 16% до 19%	от 5% до 10%	0,7%	от 1,75% до 2,25%	0,2%	от 0,15 до 0,35%
А2	от 15% до 20%	от 8% до 19%	–	4%	0,05%	0,03%
А3	от 17% до 19%	от 9% до 12%	–	1%	0,045%	0,03%
А4	от 16% до 18,5%	от 10,5% до 14%	от 2% до 3%	1%	0,045%	0,03%
А5	от 16% до 18,5	от 10,5% до 14%	от 2% до 3%	1%	0,045%	0,03%

Стандарты нержавеющих сталей

DIN	ГОСТ	AISI	EN
А2	12X18H9	304	1. 4301
А3	08X18h20T	321	1.4541
А4	08X17h24M2	316	1.4401
А5	08X17h23M2T	316Ti	1.4571

Преимущества крепежа из нержавеющей стали А4 в статье поставщика метизов ПКМ

Время прочтения статьи: 15 минут

Автор статьи: pkmetiz.ru

При сборке конструкций и оборудования, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности или воздействия агрессивных сред, необходимо использовать крепеж с высокой степенью защищенности от коррозии. Цинковое или антикоррозионное покрытие другого типа не всегда обеспечивает достаточно надежную защиту металла. В этих условиях рекомендуется использовать крепеж из нержавеющей стали А2 и А4.

Разновидности и преимущества нержавеющей стали

Марки А2 и А4 — это нержавеющие аустенитные стали, которые отличаются высокой степенью стойкости к коррозии и практически не обладают магнитными свойствами. Обе марки хорошо поддаются свариванию, термической и механической обработке. Из них изготавливаются прочные и надежные детали с повышенной стойкостью к температурным колебаниям.

Сталь марки А2 имеет российский аналог 08Х18Н10, и аналог по американским стандартам AISI 304. Детали из этого сплава могут эксплуатироваться при температурах от −200 °C до +425 °C. Материал обладает повышенной стойкость к коррозии и агрессивным воздействиям со стороны окружающей среды.

Сталь А4, в отличие от А2, изготавливается с добавлением 2-3 % молибдена. В результате повышается химическая стойкость материала. В частности, этот сплав лучше переносит воздействия хлора, кислот, солей и других агрессивных веществ. Детали из нержавейки этой марки используют для изготовления крепежа, который может подвергаться воздействию соответствующих сред. В том числе они могут контактировать с морской и хлорированной водой, применяться в химической и нефтегазовой промышленности. Российским аналогом нержавеющей стали А4 является марка 10Х17Н13М2. Аналог по американским стандартам — сталь AISI 316.

Благодаря своим качествам аустенитные нержавеющие стали марок А2 и А4 позволяют изготавливать метизы, обладающие следующими функциональными преимуществами:

Высокая стойкость к коррозии и воздействию агрессивных веществ.
Отсутствие потребности в нанесении антикоррозионных покрытий.

Повышенные прочностные характеристики, устойчивость к износу.
Стойкость к температурным колебаниям и критическим температурам.
Практически полное отсутствие магнитных свойств.
Огнестойкость. Соединение конструкций сохраняется во время пожара, что может иметь ключевое значение для спасения и эвакуации людей.
Соответствие санитарным требованиям. Нержавейка не вступает во взаимодействие с рабочими средами, что позволяет использовать метизы в пищевой, фармацевтической промышленности, медицине.

Крепеж из нержавеющей стали сохраняет свой вид и блеск весь срок эксплуатации. Он не ржавеет, не покрывается налетом. Благодаря этому метизы можно использовать для сборки конструкций, для которых важны эстетические параметры.

Различия сталей А2 и А4

Основным отличием сталей марки А2 и А4 является химический состав. Сталь А4, в отличие от А2, содержит 2-3 % молибдена. За счет этого значительно повышается сопротивляемость металла коррозии и стойкость к воздействию кислот. Также марка А4 обладает более высокими антимагнитными характеристиками.

Механические свойства сталей А2 и А4 приведены в таблице:

Параметр	А2	А4
Удельный вес, кг/м3	7950	7950
	Характеристики при 20 °C
	Твердость по Бриннелю	в отожженом состоянии	125..150	125..150
	Твердость по Роквеллу		70…88	70…85
Предел прочности при растяжении	500…700		520…690
Относительное удлинение	50…65		40…60
Ударная вязкость	KCUL, Дж/см2	160	160
Ударная вязкость	KCUL, Дж/см2	180	180
Характеристики при нагреве
Предел текучести при растяжении, Н/мм2	при 300 °C	115…125	138…140
	при 400 °C	97…98	115…125
	при 500 °C	88…93	95…105

Виды крепежа из нержавейки

Высокая прочность нержавеющей стали в сочетании с другими ее преимуществами, позволяет изготавливать из этих сплавов практически любые виды крепежных элементов. В том числе выпускаются такие виды крепежа:

метрический резьбовой крепеж А4 и А2 — болты, шпильки, гайки, винты, шайбы и т.д.;

вытяжные заклепки;
кассетные заклепки;
резьбовые заклепки;
зажимной крепеж и т.д.

Наиболее распространенными видами крепежных элементов из нержавеющей стали являются резьбовые метизы — болты, гайки, шпильки и т.д. Свойства сплавов позволяю изготавливать детали класса точности А. Это крепеж, рассчитанный на создание наиболее долговечных и прочных соединений. Изготовление резьбовых метизов из нержавейки выполняется на токарных станках с ЧПУ. Благодаря этому обеспечиваются стабильные геометрические параметры для всей партии крепежных деталей. Так, в соответствии с ГОСТ после проведения чистовой обработки метизов не допускается разница диаметров резьбы гайки и болта свыше 0,25-0,3 мм.

Болты, гайки, шпильки и другие крепежные элементы из нержавеющей стали изготавливаются с классом прочности 50, 70 и 80. Это дает высокую механическую надежность выполняемых с их помощью соединений.

Стоимость нержавеющего крепежа существенно выше по сравнению с аналогичными деталями из углеродистой стали, даже с цинковым покрытием. Однако их долговечность и надежность оправдывают повышенные затраты, особенно при монтаже ответственных конструкций и оборудования.

Винт М3х10 с внутренним шестигранником и полусферической головкой из нержавеющей стали А2 DIN 7380

Артикул: 108020711

Характеристики

Основные размеры

Размер резьбы: М3

Шаг резьбы: 0.5 мм

Диаметр: 3 мм

Длина: 10 мм

Диаметр головки: 5.5 мм

Высота головки: 1.65 мм

Общая информация

Вид резьбы: полная

Шлиц (бит): внутренний шестигранник (Inbus)

Размер используемой насадки (ключа): 2

Форма головки: полукруглая

Материал: нержавеющая сталь А2

Покрытие: без покрытия

Производитель: без бренда

Стандарт: DIN 7380, ГОСТ ISO 7380-1-2014, ISO 7380

Другие размеры:

М3х4
М3х5
М3х6
М3х8
М3х12
М3х14
М3х16
М3х20
М3х25
М3х30
М3х35
М3х40
М4х4
М4х5
М4х6
М4х8
М4х10
М4х12
М4х14
М4х16
М4х20
М4х25
М4х30
М4х35
М4х40
М4х45
М4х50
М5х6
М5х8
М5х10
М5х12
М5х14
М5х16
М5х20
М5х25
М5х30
М5х35
М5х40
М5х45
М5х50
М5х60
М6х8
М6х10
М6х12
М6х14
М6х16
М6х20
М6х25
М6х30
М6х35
М6х40
М6х45
М6х50
М6х55
М6х60
М6х70
М6х80
М8х10
М8х12
М8х14
М8х16
М8х20
М8х25
М8х30
М8х35
М8х40
М8х45
М8х50
М8х55
М8х60
М8х70
М8х80
М10х16
М10х20
М10х25
М10х30
М10х35
М10х40
М10х45
М10х50
М10х55
М10х60
М10х70
М10х80
М12х20
М12х25
М12х30
М12х35
М12х40
М12х45
М12х55
М12х60
М12х70

1,94 за штуку (1000 штук в упаковке)

x 1000 шт = 1 940,00

Наличие на складе в Санкт-Петербурге

13. 10.2022: более 20 упаковок

A2 Steel – История и свойства

Спасибо Дэну Пирсону, Стиву Р. Годфри, Брайану Фраю и Тимоти Беккеру за то, что они стали сторонниками Knife Steel Nerds Patreon!

История

Сталь A2 довольно старая, хотя определить точный год выпуска довольно сложно. Сталь А2 была разработана в начале 20-го века во время взрыва инструментальных сталей, который произошел после открытия быстрорежущей стали, впервые представленной в 1900 году. Вы можете прочитать об этой истории в этой статье: История первой инструментальной стали. При разработке первой быстрорежущей стали был осуществлен переход от марганца к хрому в качестве основного элемента прокаливаемости, а большинство быстрорежущих сталей содержало около 4% Cr. Это высокое содержание хрома было в первую очередь связано с «прокаливаемостью», которая представляет собой степень охлаждения, необходимую для достижения полной твердости. Сталь «закалки в воде» имеет низкую прокаливаемость и должна быть очень быстро закалена от высокой температуры, а сталь «закалки на воздухе» можно оставить на воздухе, и она полностью затвердеет. Подробнее о прокаливаемости можно прочитать в этой статье о закалке. Первая быстрорежущая сталь стала известна как T1, она содержала 4% Cr и 18% W (вольфрам). Самая ранняя запись, которую я нашел о стали-предшественнике типа А2, находится в обзоре инструментальных сталей в 1925 [1], а в сводках инструментальных сталей 1910 [2] и 1915 [3] подобных сталей нет. Следовательно, эти типы сталей, вероятно, возникли где-то между 1915 и 1925 годами. 6 в списке марок современных инструментальных сталей. Сталь была доступна как CYW Choice от Firth-Sterling и Vasco Choice от Vanadium Alloys Steel Company (Vasco). Я ничего не мог найти раньше, поэтому я не уверен, что было первым.

(Примечание: ни одна из вышеуказанных сталей не была известна под этими названиями до более позднего времени)

A2, вероятно, произошла от быстрорежущих сталей, таких как T1, поскольку эти стали обычно содержали ~ 4% Cr. Вольфрам был удален, потому что для этих сталей не требуется «горячая твердость». Быстрорежущие стали используются для операций резки на высокой скорости, которые накапливают тепло, а штамповые стали предназначены для операций штамповки, которые этого не делают. Углерод был увеличен до уровня других простых штамповых сталей, таких как 109.5 или O1, для высокой твердости и износостойкости. Высокое содержание хрома по сравнению с 1095 и О1 означает, что сталь можно закаливать на воздухе для уменьшения деформации и растрескивания штампов.

Где-то между 1925 и 1934 годами [4] была произведена версия этих сталей с добавкой молибдена. Было обнаружено, что молибден значительно улучшает реакцию на закалку на воздухе сталей с высоким содержанием хрома. Другими словами, для улучшения прокаливаемости. Хром в таких больших количествах вносит большой вклад в прокаливаемость, но для очень толстых деталей прокаливаемость все еще недостаточна. Было обнаружено, что добавление молибдена к этим сталям делает возможными даже более крупные детали с полной твердостью. Одним из примеров был D2, который был запатентован в 1928 с добавкой 0,8% Mo, подробнее читайте в моей статье о D2. Однако неясно, знал ли Комсток, изобретатель D2, что молибден способствует закалке на воздухе. В патенте он говорит, что молибден позволяет использовать более низкий углерод для повышения твердости, и что вместо него можно использовать вольфрам, за исключением того, что вольфрам затруднит отжиг стали. Вольфрам не способствует прокаливаемости, поэтому, если он рассматривал его как замену, то молибден, вероятно, не использовался для этой цели. Дело не в том, что в то время молибден был неизвестен как элемент, способствующий прокаливаемости, но еще не было известно, что добавление молибдена в сталь с содержанием Cr более 3% приведет к превосходным свойствам закалки на воздухе.

В 1932 году Джеймс Гилл запатентовал стали для штампов для горячей обработки, которые содержали 5% Cr и 1,5% Mo [5], а молибден был специально добавлен из-за его вклада в закалку на воздухе, что приводило к низкой деформации при термообработке. Эти стали имеют относительно низкое содержание углерода (~ 0,35%), но это открытие, вероятно, стало причиной того, что Mo был добавлен в A2, и, возможно, популярность этих сталей для горячей штамповки привела к увеличению содержания Cr до 5% в A2. Джеймс Гилл был очень влиятельным металлургом, о котором я писал в этой статье.

Самая ранняя запись об A2, которую я нашел, относится к 1939 году в рекламе стали Universal-Cyclops, которая утверждает, что разработала ее, названную сталью Sparta [6]. К 1944 году [7] [8] современная версия A2 продавалась большинством крупных компаний по производству инструментальной стали. Эта версия имела дальнейшее увеличение до Cr (~ 5,0%) и Mo (~ 1,0%), а также небольшое добавление ванадия для контроля размера зерна. Повышенное количество Cr и Mo, вероятно, способствовало повышению прокаливаемости и износостойкости. Дополнительный Cr приведет к образованию большего количества карбидов хрома. Другая причина более высокого содержания Mo, вероятно, связана со вторичной закалкой (высокотемпературным отпуском), которая может обеспечить некоторую горячую твердость для применений, где это требуется. Также высокотемпературный отпуск приводит к превращению остаточного аустенита. Остаточный аустенит иногда нежелателен, потому что если аустенит трансформируется во время работы детали, это может привести к небольшим изменениям размеров.

Использование в ножах

А2 уже много лет используется в ножах из-за его повсеместного использования в качестве инструментальной стали. Я нашел утверждения, что Гарри Морсет начал использовать A2 в 1930-х годах [9][10], но я нашел это несколько сомнительным, потому что A2 был либо совершенно новым, либо несуществующим в то время. Дэвид Шарп и Джон Ларсен помогли мне расследовать это утверждение, предоставив мне информацию из книги о Морсете [11]. Морсет использовал изношенные лезвия рубанка для своих ранних ножей, начиная с 19 века.20 лет до перехода на ламинированную сталь. Заявление о стали A2 исходит из убеждения, что в то время лезвия рубанка обычно изготавливались из стали A2. Однако я считаю, что это случай неправильно идентифицированной стали. Во-первых, до конца 1930-х годов существовали только стали-предшественники типа A2, то есть примерно в тот момент, когда Морсет перестал использовать строгальные ножи. Во-вторых, даже стали-предшественники типа А2 были «почти полностью использованы для инструментов, связанных с формованием металла в горячем состоянии» в 1934 году [4]. Индустрия строгальных ножей, вероятно, будет достаточно крупной, чтобы можно было сделать оговорку к этому утверждению. Стали-предшественники A2 были заменены низкоуглеродистыми сталями для штампов для горячей штамповки, такими как h21 и h23, и конечная сталь A2 использовалась в основном в качестве штамповой стали для холодной штамповки [7]. А2 не был бы назван так до 1950-х годов, поэтому человек, идентифицирующий лезвия рубанка как A2, должен был сделать это намного позже, чем время, когда их фактически изготовил Морсет. Скорее всего, человек, который это сделал, ошибся в отношении обычной стали для ножей рубанка того времени. Поэтому я думаю, что маловероятно, что Морсет действительно использовал A2.

Я позвонил Рону Лейку и спросил его, когда он начал использовать A2, потому что он известен тем, что использовал его в самом начале. Он сказал мне, что начал использовать его со своими первыми ножами в 1965 году. Он использовал стали A2 и D2 в качестве штамповых сталей в работе по «изготовлению моделей» (прототипов), которую он выполнял по своей профессии. На первой выставке Гильдии производителей ножей в 1971, он сказал, что не нашел других производителей, использующих его в то время, и фактически почти никто не слышал о нем, кроме Боба Лавлесса. Большинство производителей в то время использовали переработанную сталь, и обычно производитель не знал, какую сталь (и) они использовали. Рон также сказал мне, что Джордж Херрон начал использовать A2 в то же время, и он не знает, было ли это связано с влиянием Рона или он начал использовать его самостоятельно.

Папка Рона Лейка начала 1970-х годов. Изображение из [12]

Возможно, что кто-то еще использовал A2 в ножах до Рона Лейка, потому что в то время это была обычная сталь для штампов. Тем не менее, вполне вероятно, что популярность A2 была частично основана на влиянии производителей ножей, таких как Лейк и Херрон. К 1970-м годам другие производители ножей, такие как Вернон Хикс [13] и Билл Дэвис [14], использовали A2. Сегодня эта сталь используется во многих ножах, например, в ножах Bark River Knives.

Микроструктура

Микроструктура стали A2 несколько грубее, чем у простых сталей типа 1095 и O1, но тоньше стали типа D2. D2 содержит большое количество крупных карбидов хрома, что придает ему очень хорошую износостойкость, но несколько слабую ударную вязкость. Поэтому A2 обычно используется в приложениях, где D2 имеет недостаточную ударную вязкость. Ниже вы можете увидеть относительный размер карбида (все в 1000x), где карбиды представляют собой белые частицы.

Микрофотография O1 [15]

Микрофотография A2 [15]

Микрофотография D2 [15]

Испытание на прочность

У меня есть довольно много данных о выносливости, которыми я хочу поделиться на A2. Прежде всего, мы недавно провели серию экспериментов по определению ударной вязкости с различными параметрами термообработки. Спасибо Майклу Дринкуину за термообработку и механическую обработку образцов для этих экспериментов. Неожиданностью наших более ранних экспериментов с 5160 было то, что он был очень чувствителен к параметрам термообработки, в отличие от предыдущих результатов с CruForgeV, AEB-L и Z-Wear. Поэтому мне было интересно посмотреть, как поведет себя А2. Мы использовали температуры аустенизации от 1725-1800°F и температуры отпуска от 300-500°F. Каждый из них выдерживали в течение 20 минут при температуре аустенизации, пластину закаливали, выдерживали в жидком азоте в течение 6 часов, а затем дважды отпускали по два часа каждый раз. Мы протестировали образец Шарпи без надрезов меньшего размера, технические характеристики которого приведены на этой странице.

В отличие от стали 5160, ни в одном случае не наблюдалось значительного снижения ударной вязкости из-за переаустенизации, недостаточного отпуска или охрупчивания от отпускного мартенсита: простая сталь, такая как 5160. Во-первых, даже при температуре аустенизации 1800 ° F все еще присутствуют карбиды хрома, которые поддерживают разумный размер зерен. Карбиды «закрепляют» границы зерен. Если зерна растут, то прочность снижается. 5160 содержит очень мало карбида, поэтому избыточная аустенизация приводит к тому, что карбида больше не остается для закрепления зерен, размер зерна увеличивается, а ударная вязкость снижается. Что касается отпуска, ударная вязкость стали 5160 снижается при температуре отпуска от 400 до 500°F, что известно как «охрупчивание отпускного мартенсита». Это охрупчивание происходит из-за того, что внутри мартенсита образуются большие карбиды, которые ухудшают ударную вязкость. Различные элементы могут задерживать образование этих карбидов, в первую очередь кремний. Однако в достаточно больших количествах хром будет иметь такой же эффект, поэтому A2 не наблюдает этого явления при температуре 500°F. Подробнее об охрупчивании отпущенного мартенсита можно прочитать в этой статье. Поскольку мы не обнаружили каких-либо основных механизмов охрупчивания, существует хорошая корреляция между ударной вязкостью и твердостью. Другими словами, более высокая твердость означает более низкую ударную вязкость:

Мы также выполнили одно условие с предварительной закалкой от 1700°F. Про преквенты можно прочитать в этой статье. Это форма многократной закалки для уменьшения размера зерна в высоколегированных сталях. При испытании на ударную вязкость AEB-L было обнаружено небольшое улучшение ударной вязкости. Однако при тестировании A2 никаких улучшений обнаружено не было. Если это помогло уменьшить размер зерна, это не привело к значительному улучшению ударной вязкости.

Прочность по сравнению с

A2 обладает хорошей ударной вязкостью, поэтому на протяжении многих лет она так широко использовалась в качестве штамповой стали. Она выгодно отличается от сталей с более высокой износостойкостью, таких как D2. Однако существуют низколегированные стали с низкой износостойкостью, такие как 8670 и 5160 с более высокой ударной вязкостью, а также более дорогие стали для порошковой металлургии, которые также обладают превосходной ударной вязкостью: с заявленной ударной вязкостью от Carpenter (Unnotched izod) [16] и Crucible (C-образный надрез по Шарпи) [17]. Вы можете прочитать о различных типах испытаний на ударную вязкость в этой статье.

В таблицах выше 10V и PM A11 одинаковы, а 420CW и S90V одинаковы. CPM-M4 и PM M4, конечно, тоже одинаковые. Ниже приведены данные о прочности ножа Steel Nerds в формате таблицы для лучшего сравнения с приведенными выше таблицами. Z-Wear — это то же самое, что и CPM CruWear, PSF27 — это «спрейформа» D2, 40CP — это порошковая металлургия 440C.

Ударная вязкость стали A2 по сравнению с другими сталями может быть несколько неожиданной, поскольку можно было бы ожидать, что она будет выше при относительно небольшом количестве карбида (~6-8%). И карбиды относительно мелкие, как показано на микрофотографиях ранее. Однако микрофотографии серийно выпускаемой стали A2 с меньшим увеличением иногда показывают более крупные первичные карбиды порядка 8-15 микрон, которые не были удалены при предварительной обработке. Эти крупные карбиды действуют как точки зарождения трещин, которые могут снизить ударную вязкость. Я не знаю, есть ли доступный коммерческий A2, который обрабатывается таким образом, чтобы избежать этих более крупных карбидов. Известно, что такие стали, как AEB-L и 13C26, подвергаются специальной обработке для удаления этих крупных карбидов для использования в бритвах.

Микрофотография формата A2, показывающая некоторые более крупные первичные карбиды. Изображение из [18].

Редактировать 15.10.2019 : Микрофотографии протестированного нами A2 подтвердили присутствие в микроструктуре более крупных карбидов. Их плотность невелика, но они рассеяны по всей микроструктуре. У меня есть микрофотографии с двумя разными увеличениями ниже, чтобы увидеть их:

Сохранение края

Мне известно об одном тесте CATRA со сталью A2, где его сравнивали со сталями O1, M2 и T15. Тест проводился с ножами для чистки кожи с одинарной фаской. Они были заточены до 14-16°. Тест был заказан Джеффом Пичи [19].

Несмотря на меньшую твердость, чем у O1, он по-прежнему лучше удерживает кромку. Вероятно, это связано с большим количеством более твердых карбидов хрома по сравнению с более мягкими карбидами железа (цементит) в O1. У A2 было немного худшее удержание края, чем у M2, несмотря на то, что он был на 2 Rc ниже, в то время как высокая износостойкость, 5% ванадия T15, имела значительно лучшее удержание края, чем другие. Вы можете прочитать о контролирующих факторах сохранения режущей кромки в этой статье о тестировании CATRA.

Используя этот результат, а также прогностическое уравнение из статьи CATRA, можно оценить удержание режущей кромки стали A2 по сравнению с 440C для сравнения с другими ножевыми сталями по результатам испытаний Bohler-Uddeholm и Crucible. С его 6% карбида хрома при 60 Rc, я оцениваю сохранение кромки в 85% от 440C при 58-59 Rc.

Баланс между удержанием кромки и прочностью

Для сталей, для которых у меня есть и данные CATRA, и данные по ударной вязкости, которыми можно поделиться, я построил график зависимости прочности от удержания кромки, чтобы показать приблизительное положение A2 по сравнению с другими сталями:

Некоторые стали, для которых у меня нет данных CATRA, но, вероятно, превосходят их как по прочности, так и по износостойкости, например, CPM CruWear или 3V. Однако они дороже, потому что это стали порошковой металлургии.

Шлифовка, полировка, заточка и стоимость

Благодаря относительно небольшому объему карбида хрома A2 намного легче шлифовать, полировать и затачивать, чем обычные стали с высокой износостойкостью, используемые во многих ножах. Это также сокращает время и затраты на производство ножей. A2 — очень распространенная сталь, поэтому она относительно недорогая и ее легко достать.

Рекомендуемое применение

A2 находится в немного странном положении, так как он не используется мастерами по ковке лезвий из-за его закалки на воздухе, а также не используется многими производителями съемных ножей, потому что они, как правило, используют порошковую металлургию. инструментальные стали и нержавеющие стали. A2 имеет хорошую ударную вязкость, лучшую, чем у многих сталей с высокой износостойкостью. Он также предлагает большую легкость в шлифовке и полировке для ножевого мастера и простоту заточки для конечного пользователя. Он предлагает небольшую устойчивость к пятнам по сравнению с простыми углеродистыми сталями, но, конечно, не обладает устойчивостью к пятнам в степени нержавеющей стали. У него есть некоторая универсальность, поэтому термообработка до 64 Rc обеспечивает очень хорошую износостойкость и стабильность кромок, а при 60 Rc он обладает хорошей ударной вязкостью. И комбинации этих свойств между ними.

Выводы

A2 является старым резервом в качестве штамповой стали из-за ее хорошей ударной вязкости и износостойкости. Стали-предшественники существуют как минимум с 1925 года, а сама А2 — с начала 1940-х годов. Это была очень популярная сталь для штампов, и она продолжает регулярно использоваться сегодня. A2 используется в ножах по крайней мере с 1960-х годов и до сих пор используется в ножах. Он относительно неприхотлив в термообработке и может выдерживать различные температуры аустенизации и отпуска для достижения различных уровней твердости для различных комбинаций свойств. Несмотря на то, что существуют стали для порошковой металлургии, которые обладают превосходным сочетанием прочности и износостойкости, A2 по-прежнему предлагает преимущества с точки зрения стоимости, шлифуемости и затачиваемости.

[1] Гилл, Дж. П. и М. А. Фрост. «Химический состав инструментальных сталей». Пер. Являюсь. соц. Steel Treat 9 (1926): 75–88.

[2] Беккер, Отто Мэтью. Быстрорежущая сталь: разработка, природа, обработка и использование быстрорежущих сталей, а также некоторые предложения относительно проблем, связанных с их использованием . Книжная компания McGraw-Hill, 1910.

[3] Хиббард, Генри Деминг. Производство и использование легированных сталей . Дж. Уайли и сыновья, инк., 19 лет19.

[4] Гилл, Джеймс П., Инструментальные стали: серия из пяти образовательных лекций по выбору, свойствам и использованию промышленных инструментальных сталей, представленных членам ASM во время 16-го Национального металлургического конгресса и выставки, Нью-Йорк. Йорк, 1-5 октября 1934 г. .

[5] Гилл, Джеймс П. «Стальной сплав». Патент США 1 938 221, выданный 5 декабря 1933 г.

[6] «Стандартная сталь с высокой износостойкостью». Machinery 46 (1939): 137.

[7] Gill, James Presley, et al. Инструментальные стали . Американское общество металлов, 1944 г.

[8] Бреденбек, Ричард. «Новые разработки в области материалов для штампов». Железный век 60 (1944): 60-66.

[9] https://agrussell.com/encyclopedia/a

[10] https://en.wikipedia.org/wiki/Morseth

[11] Билл, Джеймс Р. и Гордон Морсет старший Острая грань совершенства: история ножа Морсет . 2007.

[12] https://metalmuseum.pastperfectonline.com/webobject/9090EEEC-9407-4E17-A98B-299879309566

[13] Дульнозарядное устройство 3-4 (1976): 37.

[14] Tarrant, Bill. «Только для женщин». Field & Stream Декабрь (1977 г.): 119.

[15] Чендлер, Гарри, изд. Руководство для термообработчиков: практика и процедуры для чугуна и стали . ASM international, 1994.

[16] http://www.cartech.com

[17] http://www.crucible.com

[18] Вечко Пиртовшек, Т., И. Перуш, Г. Куглер, Р. Тюрк и М. Терчел. «Горячая штамповка инструментальной стали AISI A2». Металлургия 47, вып. 4 (2008): 307-311.

[19] https://jeffpeachey.com/2009/01/18/results-of-testing-steel-types-for-leather-paring-knives/

Нравится:

Нравится Загрузка…

Инструментальная сталь

A2 – сертифицированный NQA ISO завод по всему миру, поставляющий

стальной стержень a2

Что такое сталь A2?

A2 – наиболее распространенный сорт стального прутка , используемый для изготовления инструментов для обработки металла, дерева и других материалов. Среднеуглеродистая хромистая сталь A2 входит в группу инструментальных сталей для холодной обработки, определяемую Американским институтом чугуна и стали (AISI), которая включает низкоуглеродистую сталь O1, сталь A2 и высокоуглеродистую сталь D2 с высоким содержанием хрома. Инструментальная сталь A2 — это универсальная инструментальная сталь с закалкой на воздухе, которая характеризуется хорошей ударной вязкостью и отличной стабильностью размеров при термообработке. A2 занимает промежуточное положение по износостойкости между закаленной в масле инструментальной сталью O1 и инструментальной сталью D2 с высоким содержанием углерода и хрома. A2 обеспечивает эффективное сочетание прочности и ударной вязкости, производительности инструмента, цены и широкого разнообразия форм продукта.

Для чего используется инструментальная сталь A2?

ПРИМЕНЕНИЕ: Пуансоны и штампы, зажимные кулачки, режущие инструменты для деревообработки, инструменты для литья пластмасс под давлением, установочные штифты, молотки, промышленные ножи и калибр. Стальной стержень A2 доступен в нескольких формах, включая квадратную, круглую и прямоугольную. Этот очень универсальный материал может использоваться для широкого спектра инструментов, требующих износостойкости, таких как промышленные молотки, ножи, продольно-резательные станки, пробойники, держатели инструментов и режущие инструменты для деревообработки.

Для вставок и лезвий сталь A2 устойчива к сколам, поэтому она служит дольше, что часто делает ее более экономичным выбором, чем высокоуглеродистая сталь типа D2. Он часто используется для вырубки и формования резьбовых роликовых штампов, штамповочных штампов, штампов для обрезки, штампов для литьевых форм, оправок, пресс-форм и шпинделей.

Свойства инструментальной стали A2

A2 также является инструментальной сталью с закалкой на воздухе, но содержит менее половины хрома (4,75–5,50%) и немного меньше углерода (0,95–1,05%), чем D2. Обладает высокой износостойкостью и умеренной жесткостью. Как и D2, он невероятно устойчив к деформации при термообработке и умеренно поддается механической обработке и шлифовке.

Популярные диапазоны твердости для A2 составляют от 57 до 62 HRC с диапазоном предела текучести от 185 до 230 тысяч фунтов на квадратный дюйм.

Соответствующая спецификация стали для инструментальной стали A2

Страна	США	немецкий	Япония	Британский
Стандартный	АСТМ А681	ДИН ЕН ИСО 4957	ДЖИС Г4404	БС 4659
Классы	А2/Т30102	1. 2363/X100CrMoV5	СКД12	ВА2

Инструментальная сталь AISI A2 Химический состав и другие аналоги

ASTM A681	С		Мн		Р	С	Си		Кр		В		Пн
А2/Т30102	0,95	1,05	0,40	1,00	0,03	0,03	0,10	0,50	4,75	5,50	0,15	0,50	0,90	1,40
ДИН ИСО 4957	С		Мн		Р	С	Си		Кр		В		Пн
1.2363/X100CrMoV5	0,95	1,05	0,40	0,80	0,03	0,03	0,10	0,40	4,80	5,50	0,15	0,35	0,90	1,20
ДЖИС Г4404	С		Мн		Р	С	Си		Кр		В		Пн
СКД12	0,95	1,05	0,40	0,80	0,03	0,03	0,10	0,40	4,80	5,50	0,15	0,35	0,90	1,20
БС 4659	С		Мн		Р	С	Си		Кр		В		Пн
ВА2	0,95	1,05	0,30	0,70	0,035	0,035	. . .	0,40	4,75	5,25	0,15	0,40	0,90	1.10

Вариант плавки

1 ДСП: Электрошлаковая печь

2 ДСП+ДП+ВД: Рафинированная плавка и вакуумная дегазация Электрошлаковый переплав

5 ВИМ+ПЭШР: Вакуумно-индукционная плавка

Формовка Опция

1 Процесс горячей прокатки

2 Горячая штамповка: гидравлическая; Быстроходно-гидравлический; Масляно-гидравлический; Прецизионная ковка

Вариант термической обработки

1 +A: отжиг (полный/мягкий/сфероидизация)

2 +N: нормализованный

3 +NT: нормализованный и отпущенный (закаленный +QT: закаленный

4 9000 вода/масло)

Опция Suface

1 Черная поверхность

2 Заземление: яркое, но грубое; Не прецизионная

3 Обработка пластин: яркая и точная; Небольшой токарный шрам

4 Очищенный/точеный: яркий и точный; Маленький точечный шрам

5 Полированный: очень яркий и точный размер;

Прочие услуги

1 Резка: мелкие детали

2 Станок с ЧПУ: Изготовление по вашему чертежу

3 Упаковка: без покрытия/нейлон/холст/дерево

, L/T/T /C, O/A (запросить кредит)

5 Транспорт: FOB/CFR/CIF/DDU/DDP (поезд/корабль/воздух)

ASTM A2 Механические свойства инструментальной стали

Физические свойства

Температура	68°F	375°F	750°F
Температура	(20°С)	(200°С)	(400°С)
Плотность
фунт/дюйм3	0,279	0,277	0,275
кг/м3	7 750	7 700	7 650
Модуль упругости
фунт/кв. дюйм	27,5 х 106	26,9 х 106	24,6 х 106
Н/мм2	190 000	185 000	170 000
Коэффициент теплового расширения
на °F от 68°F	–	6,5 x 10–6	–
на °C от 20°C	–	11,6 х 10–6	–

Механические свойства сталей A2

Свойства	Метрическая система	Имперский
Твердость по Роквеллу С (при закалке на воздухе (63-65 HRC в среднем), 60-62 HRC при 205°C, 59-61 HRC при 260°C, 58-60 HRC при 315°C, 57-59 HRC при 370°C и 425°C и 480°C, 56-58 HRC при 540°C, 50-52 HRC при 595°C, 42-44 HRC при 650°C)	64	64
Модуль объемного сжатия (типичный для сталей)	140 ГПа	20300 тысяч фунтов на квадратный дюйм
Обрабатываемость (на основе углеродистой инструментальной стали)	65%	65%
Модуль сдвига	78,0 ГПа	11300 тысяч фунтов на квадратный дюйм
Коэффициент Пуассона	0,27-0,30	0,27-0,30
Модуль упругости	190-210 ГПа	27557-30457 тысяч фунтов/кв. дюйм

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Плотность: 0,284 фунта/дюйм3 (7861 кг/м3)

Удельный вес: 7,86

Модуль упругости: 30 x 106 фунтов на квадратный дюйм (207 ГПа)
(207 ГПа Вт/м/°K)

Обрабатываемость: 70 % от 1 % углеродистой стали

Критическая температура: Ac1: 1460°F (793°C)

Предварительный нагрев: Нагрев со скоростью не более 400°F в час (222°C в час) до 1150-1250°F (621-677°C) и уравнять. Затем нагрейте до 1300-1400°F (704-760°C).

Аустенитизация (высокий нагрев): Медленно нагревайте после предварительного нагрева. Печь или соль: 1725-1750°F (941-954°C) Выдержите в течение 30 минут для первого дюйма (25,4 мм) толщины плюс 15 минут для каждого дополнительного дюйма (25,4 мм).

Закалка: воздух, газ под давлением или прерывистое масло до 150–125 °F (66–51 °C).

Примечание. Размеры с поперечным сечением более 3 дюймов (76,2 мм) могут не достичь полной твердости при охлаждении на неподвижном воздухе. Обычно необходимо увеличить скорость закалочного охлаждения в пределах от 1400 до 900°F (от 760 до 482°C) с помощью продувки воздухом, сжатым газом или прерывистой закалки маслом. Для закалки в масле закалите до черного цвета, около 900°F (482°C), затем охладить в неподвижном воздухе до 150-125°F (66-51°C).

Отпуск: Отпуск сразу после закалки. Выдержите при температуре 1 час на дюйм (25,4 мм) толщины, минимум 2 часа, затем охладите на воздухе до температуры окружающей среды. Типичный диапазон отпуска составляет от 350 до 500°F (от 177 до 260°C).

Для минимизации внутренних напряжений в поперечных сечениях более 6 дюймов (152,4 мм) и для повышения стабильности инструментов, которые будут подвергаться электроэрозионной обработке после термообработки, настоятельно рекомендуется выдержка от 4 до 6 часов при температуре отпуска.

Температура отпуска °F	Роквелл С
300	62
400	60
500	58
600	56
700	56
800	56
900	56
1000	55
1100	50
1200	43
1300	34

Криогенная обработка: некоторые предпочитают проводить криогенную обработку в качестве дополнения к закалке после аустенитизирующей обработки. Другие предпочитают криогенную обработку после отпуска.

ОТЖИГ

Отжиг должен выполняться после горячей обработки давлением и перед повторной закалкой.

Нагревать со скоростью не более 400°F в час (222°C в час) до 1550°F (843°C) и выдерживать при температуре 1 час на дюйм (25,4 мм) максимальной толщины; минимум 2 часа. Затем медленно охлаждают в печи со скоростью не более 50°F в час (28°C в час) до 1000°F (538°C). Продолжают охлаждение до температуры окружающей среды в печи или на воздухе. Результирующая твердость должна быть максимум 235 HBW.

Азотирование

Азотирование дает твердый диффузный поверхностный слой, который очень устойчив к износу и эрозии, а также повышает коррозионную стойкость. Азотирование стали AISI A2 в газообразном аммиаке при температуре 975°F (525°C) придает стали A2 поверхностную твердость прибл. 1000 ХВ1.

Азотирование температура		Время азотирования	Глубина корпуса, прибл.
°F	°С	часа	в.	мм
980	525	20	0,008	0,2
980	525	30	0,012	0,3
980	525	60	0,016	0,4

Обработка азотированием в течение 2 часов при 1060°F (570°C) обеспечивает твердость поверхности прибл. 900 ХВ1. Глубина слоя с такой твердостью будет составлять 0,0004–0,0008 дюйма (10–20 мкм).

Физические свойства

В следующей таблице показаны физические свойства инструментальных сталей A2.

Свойства	Метрическая система	Имперский
Плотность	7,86 г/см3	0,284 фунта/дюйм3
Температура плавления	1424°С	2595°F

Механические свойства

Механические свойства инструментальных сталей A2 представлены в следующей таблице.

Свойства	Метрическая система	Имперский
Твердость по Роквеллу С (при закалке на воздухе (63-65 HRC в среднем), 60-62 HRC при 205°C, 59-61 HRC при 260°C, 58-60 HRC при 315°C, 57-59 HRC при 370°C и 425°C и 480°C, 56-58 HRC при 540°C, 50-52 HRC при 595°C, 42-44 HRC при 650°C)	64	64
Объемный модуль (типичный для сталей)	140 ГПа	20300 тысяч фунтов на квадратный дюйм
Обрабатываемость (на основе углеродистой инструментальной стали)	65%	65%
Модуль сдвига	78,0 ГПа	11300 тысяч фунтов на квадратный дюйм
Коэффициент Пуассона	0,27-0,30	0,27-0,30
Модуль упругости	190-210 ГПа	27557-30457 тысяч фунтов/кв. дюйм

РАЗМЕР Н. Д. В ДЮЙМАХ	СРЕДН. ТОЛЩИНА СТЕНКИ В ДЮЙМАХ	ПРИБЛ. ВТ. НА ФУТ. В фунтах.
3/4 х 1 1/2	.125	.588
1 х 1 1/2	.125	.662
1 х 2	.125	.810
1 1/2 x 2	.125	.957
1 1/2 x 2 1/2	.125	1.103
1 3/4 x 2 1/4	.125	1.103
1 3/4 x 3	.125	1.323
1 3/4 x 3 1/2	.125	1,470
1 3/4 x 4	.125	1,617
1 3/4 x 4 1/2	.125	1,764
1 3/4 x 5	.125	1,911
1 3/4 x 6	.125	2,250
2 х 3	.125	1,397
2 х 4	. 125	1,690
2 х 5	.125	1,985
2 х 6	.125	2,279
2 х 6	.250	4.410
2 х 8	.125	2,925

Сравнение инструментальной стали

Подходит ли сталь A2 для ножей? [Полное руководство по стали]

Если вы заинтересованы в изготовлении ножей, есть большая вероятность, что вы уже слышали о стали для закалки на воздухе или о семействе стали A (A2, A3, A4, A6, A7, A8, A9)., и A10), точнее A2 Stee, это одна из самых распространенных сталей, используемых для изготовления острых инструментов, таких как ножи.

Ну, если вы ищете больше информации об этом, я решил сделать обзор стали A2, , где я ответил на некоторые распространенные вопросы (например, что это такое? каков его химический состав? каков его твердость?насколько это твердо?хорошо или нет?и другие вопросы) Итак, давайте углубимся. Что такое сталь А2?

A2 представляет собой инструментальную сталь среднего класса с воздушной закалкой, она известна своей хорошей ударной вязкостью (она прочнее стали D2 или M2 Steel ), а ее износостойкость находится между O1 Steel и D2 , он используется для пуансонов и штампов, зажимных кулачков, режущих инструментов для деревообработки, инструментов для литья пластмасс под давлением, штифтов, молотков, промышленных ножей и калибров.

Состав стали A2

1,05% от Углерод : Повышает твердость и износостойкость/коррозионную стойкость, но большое количество снижает прочность.

5,5% от Хром : Для прочности на растяжение и удержания кромки, а также для повышения коррозионной стойкости и износостойкости.

1,4% от Молибден : Повышение обрабатываемости и прочности.

0,30% Никель : Повышает прочность.

1% от Марганец : Повышает твердость и хрупкость.

0,5% Кремний : Повышает прочность.

0,25% Медь: Предотвращает окисление поверхности.

0,30% из Фосфор : Увеличивает прочность.

0,30% из Сера : Повышает обрабатываемость.

0,25% от Ванадий : Повышает износостойкость и прокаливаемость.

Химический состав стали A2 представляет собой смесь высокого углерода и хрома, обеспечивающую прочность и коррозионную стойкость.

Ржавеет ли сталь A2?

Да, в составе стали A2 всего 5,5% хрома, что дает ему хорошую защиту от ржавчины, но не полностью невосприимчивую. О нем нужно заботиться (если это нож А2, то смазывать его маслом и чистить после использования будет вполне нормально).

Является ли сталь A2 нержавеющей?

Нет, это не так. Сталь считается нержавеющей, она должна содержать минимум 11% хрома , сталь A2 имеет только 5,5% .

Твердость стали A2 (твердость по Роквеллу)

A2 предлагает диапазон твердости 57-62 HRC .

Если вы хотите узнать больше о значении терминов «твердость по Роквеллу» или «HRC» , прочитайте этот пост в блоге, в нем есть полезная информация, которая может вам понадобиться.

Свойства стали A2

В соответствии с химическим составом и HRC стали, сталь A2 имеет следующие характеристики:

A2 Сохранение кромки: A2 имеет более низкий уровень хрома (5,5%), этого достаточно для хорошего удержания/удержания края.

Коррозионная стойкость A2: Сталь A2, содержащая 5,5% хрома, обладает хорошей коррозионной стойкостью, не лучшей по сравнению с другими углеродистыми сталями.

A2 Износостойкость: A2 обладает высокой твердостью, что делает его отличной износостойкостью.

A2 Острота: Даже будучи твердой/вязкой сталью, A2 легко затачивается/шлифуется из-за небольшого количества карбида хрома в нем.

A2 Прочность: Сталь A2 обладает хорошей ударной вязкостью, которая находится в балансе с износостойкостью, но она не самая лучшая по сравнению с другими сплавами с более низкой износостойкостью и более высокой ударной вязкостью (правило простое: чем тверже сталь, тем понизить его прочность) .

Чему соответствует сталь A2?

A2 предлагает сочетание прочности и износостойкости, аналогичное инструментальной стали M2, , обе они имеют хорошее удержание кромки, отличную износостойкость, хорошую ударную вязкость (M2 лучше по ударной вязкости) и достойную коррозию. сопротивление, мы можем говорить о D2 как о близком эквиваленте A2, D2 имеет те же свойства, но предлагает лучшую коррозионную стойкость и более низкую ударную вязкость по сравнению с A2.

Подходит ли сталь A2 для ножей?

Знаменитый вопрос, я думаю, что ответ очевиден, В общем, да, это хорошая сталь для ножей, предлагает сбалансированные свойства между износостойкостью, ударной вязкостью и износостойкостью, так что это будет отличная сталь. для охотничьих ножей, походов и кемпинга, особенно его легко затачивать, и не забываем о его доступной цене.

Сталь A2 VS

В этом разделе мы собираемся сравнить нашу сталь с другими сталями, и для этого я использую четыре критерия; Сохранение края, коррозионная стойкость, легкость резкости, и Прочность , и я использую шкалу или примечание от 1 до 10. коррозионная стойкость по сравнению со сталью A2.

Заключение

Если вы мастер ножей или хотите сделать нож из стали A2, я очень рекомендую это, это будет отличный опыт, и сталь не дорогая, вы можете использовать нож для всех мероприятий на свежем воздухе, которым нужна прочность и ударопрочность, сталь A2 будет вашим помощником, чтобы позаботиться об этом, и как только вы получите свой нож и испытаете его, не забудьте поделиться своим опытом с нами в комментариях ниже!.

TOP HEADLINES