Свойства инструментальной стали: Инструментальные стали: методы улучшения режущих свойств
alexxlab | 06.01.2023 | 0 | Разное
Каковы основные свойства инструментальной стали для горячих работ?
Сталь для горячего инструмента – высоколегированная инструментальная сталь Cr-Mo-V, используемая для неразрезной обработки заготовок из железа и сплавов при высоких температурах. Они применяются при обработке, таких как штампы для горячей штамповки, экструзия, каменная ковка, а также производство труб и изделий из стекла. В последние годы для удовлетворения большой и сложной формы обработанных горячей обработкой деталей существуют более высокие требования к производительности пресс-формы и инструментальной стали. Поэтому многие страны и сталелитейные заводы продолжают разрабатывать стандарты для стали и инструментальной стали.
Из-за различной окружающей среды (применение, температура, давление, атмосфера) горячая рабочая инструментальная стальформа выдерживает различное давление. Чтобы уменьшить потери при плавлении литейных штампов, недостаточно не только улучшить характеристики инструментальной стали, но и улучшить технологию обработки поверхности.
Чтобы продлить срок службы штампа, инструментальную сталь следует выбирать в соответствии с условиями эксплуатации, техническим дизайном и другими аспектами, такими как:
1. Высокая температура
Горячая кузнечная штамповка и литьевая матрица контактируют непосредственно с обработанным материалом при высокой температуре, что приводит к размягчению поверхности матрицы и уменьшению поверхностной прочности матрицы. Кроме того, под действием давления и теплового напряжения поверхность формы подвержена трещинам и связям, что влияет на внешний вид обработанных деталей. Поэтому требование инструментальная сталь заключается в сдерживании размягчения при высоких температурах и поддержании прочности (сопротивления размягчению) стали. Вторичные карбиды в горячих рабочих инструментальных сталях после закалки и закалки играют важную роль в улучшении устойчивости к размягчению сталей. Добавление Mo, W, V и других легирующих элементов оказывает хорошее влияние на улучшение сопротивления размягчению.
Однако чрезмерные легирующие элементы приведут к разделению компонентов и увеличению карбидов, что приведет к снижению вязкости. Таким образом, сталь для горячего инструмента должна обладать как устойчивостью к размягчению, так и вязкостью.
2. Твердость
Трещины пресс-формы возникают в углу пресс-формы, дефекты обработки и горячие трещины, а также другие детали с концентрацией напряжений. Но ударная вязкость стали влияет на трещиностойкость штамповой стали. Значение ударной вязкости по Шарпи и значение вязкости разрушения являются наиболее часто используемыми показателями оценки ударной вязкости. Карбиды Cr, Mo, W и V в инструментальной стали для горячей обработки играют большую роль в улучшении сопротивления разупрочнению и твердости при закалке. Однако избыток карбидов является основной причиной снижения ударной вязкости инструментальных сталей. Следовательно, в соответствии с необходимостью баланса прочности и вязкости состав инструментальной стали для горячей обработки должен быть разумно разработан.
Ni – это элемент, который не образует карбиды, но твердый раствор в матрице инструментальной стали может улучшить его вязкость.
Прочность стали тесно связана со скоростью охлаждения стали. Во время процесса закалки больших форм скорость охлаждения центра ниже, чем скорость охлаждения поверхности, обычная и равномерная закалочная структура в центре часто не получается, что приводит к снижению вязкости. Поэтому упрочняемость стали должна быть улучшена. Cr, Mn, Mo и V являются эффективными элементами для улучшения прокаливаемости. Методы оценки закаливаемости включают непрерывную кривую перехода (CCT) и значение ударной вязкости по Шарпи при медленном охлаждении в режиме охлаждения. Время полуохлаждения – это время, когда температура стали уменьшается от температуры закалки до температуры тушения 1 / 2. Эксплуатация установки времени полуохлаждения может имитировать скорость охлаждения большого центра пресс-формы.
3. Термическое крекинг-сопротивление
При горячей обработке инструментальной стальной формы, особенно литейной формы, для которой требуется заготовка с безупречным внешним видом, часто возникает горячее растрескивание.
Эти черепаховые трещины в форме используют процесс расширения, роста, что приводит к растрескиванию. Причины возникновения горячих трещин заключаются в том, что поверхность формы размягчается под воздействием тепла обрабатываемой детали, внутреннего окисления существующих трещин, вызванного контактом формы с атмосферой, а также локального расширения и сжатия, вызванного повторным нагревом. и тепловой цикл охлаждения способствуют расширению трещин. Чтобы предотвратить возникновение горячих трещин, следует улучшить жаропрочность (сопротивление размягчению) и ударную вязкость инструментальной стали.
Крепление 4.Melting
Потери при плавлении – это особая форма повреждения литейной формы. Выброшенные алюминий и магний вступают в реакцию с материалом формы для легирования поверхности формы, что приводит к износу формы и термическому соединению. Это явление называется потерей при плавлении. Эффективный метод предотвращения потерь при плавлении состоит в том, чтобы избежать контакта жидкого алюминия с жидким магнием и Fe, основным компонентом материала формы.
Наиболее эффективными методами являются диффузионная обработка, включая азотирование серы и нанесение покрытий (PVD, CVD).
Lkalloy Steel является ведущим экспортером и поставщиком высокопроизводительной стали h23 в пластинах, блоках и плоских / квадратных / круглых стержнях, мы предоставляем AISI h23 инструмент и штамповочную сталь всех размеров в соответствии с вашими требованиями. Проконсультируйтесь с нашей командой по стальным проектам h23.
Все, что вам нужно знать об инструментальной стали h23 丨DEK
Все, что вам нужно знать об инструментальной стали h23 丨DEK перейти к содержанию- Остин
- 18 сентября, 2020
- Категория: Блог
Согласно схеме классификации AISI хромистые инструментальные стали для горячей обработки относятся к сталям группы H. Эта последовательность сталей варьируется от h2 до h29.
Эти стали предназначены для работы в условиях высокого давления, тепла и абразивного износа, возникающих на различных производственных объектах. Такие операции выполняются при экстремальных диапазонах температур, включая резку, штамповку или формовку металлов.
Сбалансированное содержание легирующих элементов и характеристика твердости на воздухе этих сталей могут вызвать минимальную деформацию во время закалки. Большинство сталей состоят из низкоуглеродистой и легированной композиции, поэтому инструменты, изготовленные из этих сталей, легко охлаждаются.
Что такое инструментальная сталь h23?
Хромистая сталь h23 для горячей обработки обычно используется для изготовления инструментов для горячей и холодной обработки. Инструментальная сталь h23 используется чаще, чем любая другая инструментальная сталь, в инструментах из-за ее превосходного сочетания высокой ударной вязкости и сопротивления усталости.
Наиболее широко используемый в пластиковых формах и литье под давлением, его способность выдерживать быстрое охлаждение от высоких рабочих температур также делает его лучшим вариантом для термопластичных штампов.
Доступные варианты:
- Электрошлаковый переплав (ЭШП)
- Вакуумно-дуговой переплав (ВДП)
Сталелитейные заводы обычно следуют процессам плавки высококачественной инструментальной стали, таким как обработка в печи, вакуумная очистка, вакуумная плавка,
порошковое напыление и электрошлаковый переплав для снижения содержания токсичных элементов, таких как кислород, водород и стальные включения.
Химический состав
С точки зрения химического состава, инструментальная сталь h23 включает углерод в диапазоне 0.35-0.45, хром в количестве 4.75-5.50, молибден в количестве 1.10-1.75, марганец в количестве 0.20-0.50, ванадий в количестве 0.80-1.20, кремний в количестве 0.80-1.20, фосфор в качестве 0.030 и Сера как 0.030 при макс. Диапазон температур для различных операций, таких как отжиг, составляет от 1550 до 1650 °F, 1825–1900 °F для закалки, 1000–1200 °F для отпуска и 38–53 °F для Rockwell C.
Физические свойства
Физические свойства инструментальной стали h23 состоят из ее плотности и температуры плавления.
Плотность зарегистрирована как 7.80 г/см3 при 20°C, а температура плавления зарегистрирована как 1427°C.
Механические свойства
Инструментальная сталь h23 с точки зрения ее механических свойств имеет тенденцию демонстрировать поведение, которое меняется в зависимости от термической обработки. Инструментальная сталь h23 имеет уменьшение площади на 50% и модуль упругости на 215 ГПа при 20 °C. Диапазоны предела прочности при растяжении с точки зрения предела текучести и текучести варьируются в пределах 1000-1380 МПа и 1200-1590 МПа соответственно. Значение коэффициента Пуассона фиксируется в пределах 0.27-0.30.
Тепловые свойства
Что касается термических свойств, расширение регистрируется как 10.4 x 10-6/°C, а температура колеблется в пределах 20-100°C. Инструментальная сталь h23 имеет теплопроводность 28.6 Вт/мК при 215 °C.
Преимущества инструментальной стали h23
Инструментальная сталь h23 превосходит стальные сплавы, такие как 4140, с точки зрения лучшей прокаливаемости и связанных с ней механических свойств.
Некоторые общие преимущества включают в себя:
- Обзор высокой термостойкости.
- Отличная термостойкость к ударам.
- Сильная стабильность на шкале.
- Сильная стойкость к цвету.
Общие примеры приложений
Инструментальная сталь h23 находит применение в экструзии и литье пластмасс. Деталь включает в себя штампы, подложки, держатели штампов, вкладыши и штоки, поскольку они представляют собой медные сплавы с высоким содержанием алюминия и магния. В качестве инструмента для моделирования пластмасс он используется при прессовании форм для литья под давлением и трансферных форм с твердостью по шкале Роквелла 50-52. h23 — это выдающаяся штамповая сталь для литья под давлением, которая также успешно используется для направляющих и стержней в инструментальных сборках.
Другие приложения включают в себя:
- Выталкивающие штифты для литья под давлением
- Вставки и штифты для литьевых форм
- Полости для литья под давлением
- Кузнечные и экструзионные штампы
- Полости пластиковых форм
- тленность
- Кольца с усадкой (плашки из цементированного карбида)
- Износостойкие детали
- Гильзы для литья под давлением
- Обрезные штампы
Материалы со свойствами, аналогичными стали h23
Другие обозначения, эквивалентные инструментальным сталям h23, включают:
- AFNOR Z 40 COV 5
- DIN 1.
2344 - УНИ КУ
- ДЖИС СКД61
- SS 2242
- С. Ч. 13
- ASTM A681
- ФЭД QQ-T-570
- SAE J437
- SAE J438
- SAE J467
- УНС Т20813
- AMS 6408
2344Вопросы и Ответы
Заключение
Очень важно применять процессы поверхностной обработки инструментальной стали h23 для улучшения механических свойств, особенно при более высоких температурах. В заключение, хорошая твердость, а также сочетание ударопрочности и стойкости к истиранию делают инструментальную сталь h23 отличным выбором для изготовления инструментов.
Получите точную смету для ваших следующих проектов
Независимо от того, сложный или простой ваш проект, из металла или пластика, вы получите точное предложение в течение 6 часов.
DEK — ваш универсальный партнер по высококачественной продукции. Мы делаем механическую обработку и производство по требованию простыми и быстрыми, от прототипирования до производства конечных деталей.
facebook е Twitter Youtube Linkedin в
Решения
Возможности
Проекты
- Части с ЧПУ
- 3D-печатные детали
- Детали, отлитые под вакуумом
- Детали из листового металла
- Литьевые детали
- Литые детали
компании
Copyright © 2022 Shenzhen DEK Manufacturing Co., Ltd. Все права защищены.
- Персональные данные
English
Подписаться на рассылку новостей
Присоединяйтесь к 58,978 XNUMX подписчикам
Получите эксклюзивный доступ к новым советам, статьям, руководствам, технологиям и многому другому.
Инструментальная сталь h21 | Tech Steel & Materials
Просмотреть номера AMS >
Инструментальная сталь h21
Инструментальная сталь h21 — это стальной сплав на основе хрома из семейства сталей «H» в соответствии с системой классификации AISI. h21 — один из наиболее часто используемых сплавов этой группы благодаря выдающейся ударной вязкости. Другие стали из этой группы, например х23, имеют больше ванадия, что дает лучшую износостойкость и стойкость к отпуску, но худшую ударную вязкость.
Благодаря этим свойствам инструментальная сталь h21 в основном используется в аэрокосмической промышленности, точнее для шасси. Этот сплав также широко используется для изготовления лопастей и валов винтов вертолетов, а также штампов для литья под давлением.
Инструментальная сталь h21 также используется для изготовления горячей оснастки благодаря своей превосходной стойкости к растрескиванию, включая растрескивание от термической усталости, крупное растрескивание и тепловой удар при водяном охлаждении.
К ним относятся горячие пуансоны, штампы для литья под давлением, кузнечные штампы, лезвия для горячих ножниц, штампы для горячих захватов и инструменты для экструзии. Как и большинство сталей с высокой ударной вязкостью и низким содержанием углерода, Сталь Н21 может применяться для производства сталей для горячей обработки методом водяного охлаждения.
Инструментальная сталь h21 имеет минимальную деформацию при глубокой и воздушной закалке благодаря сбалансированному составу сплава. h21 также можно закаливать методом воздушной закалки.
Tech Steel & Materials предлагает инструментальную сталь h21 в четырех спецификациях подтипа и нескольких формах/формах:
- AMS 6437 (плита, лист и полоса)
- AMS 6485 (Пруток и поковка)
- AMS 6487 (Пруток и поковка)
- AMS 6488 (Пруток и поковка)
Химический состав инструментальной стали h21
| Элемент | Мин. (%) |
Макс. (%) |
| Углерод, С | 0,38 | 0,43 |
| Марганец, Mn | 0,20 | 0,40 |
| Кремний, Si | 0,80 | 1,00 |
| Сера, S | – | 0,015 |
| Фосфор, Р | – | 0,015 |
| Хром, Cr | 4,75 | 5,25 |
| Молибден, Mo | 1,20 | 1,40 |
| Ванадий, В | 0,40 | 0,60 |
| Никель, Ni | – | 0,25 |
| Медь, Cu | – | 0,35 |
| Железо, Fe | – | *Баланс |
*Не только к упомянутому элементу, но и к тому, который преобладает над другими элементами, которые используются только в минимальных количествах.
Инструкции по изготовлению и работе
Инструментальная сталь h21 легко формуется с использованием обычных методов механической обработки и ковки.
Для ковки предпочтительна температура 2050°F (1121°C), при этом 1650°F (899°C) является самой низкой рекомендуемой температурой. h21 также может подвергаться наклепу и сварке обычными методами для сталей этой группы. При этом обрабатываемость стали h21 составляет 75% по сравнению со сталями группы «W».
Механические и физические свойства инструментальной стали h21
| Свойство | Имперский | Метрическая система |
| Плотность | 0,282 фунта/дюйм³ | 7,81 г/куб.см |
| Точка плавления | 2600°F | 1427°С |
| Прочность на растяжение | 260 тысяч фунтов/кв. дюйм | 1792 МПа |
| Прочность на растяжение, предел текучести | 215 тысяч фунтов на квадратный дюйм | 1482 МПа |
| Удлинение в 4D | 8 % | 8 % |
| Уменьшение площади | 30 % | 30 % |
| Твердость, Rockwell C Воздушное охлаждение от 1800°F (982°C) в течение 45 минут) |
52,5 | 52,5 |
| Твердость, Rockwell C Воздушное охлаждение от 1850°F (1010°C) в течение 45 минут) |
56 | 56 |
| Твердость по Роквеллу C Воздушное охлаждение от 1900°F (1038°C) в течение 45 минут) |
57 | 57 |
| ударный по Шарпи V-образный паз; воздушное охлаждение от 1850°F (1010°C) и последующий отпуск при 535°C |
10,0 фут-фунт | 13,6 Дж |
| ударный по Шарпи V-образный паз; с воздушным охлаждением от 1850°F (1010°C) и затем отпуском при 1200°F (650°C) |
20,0 фут-фунт | 27,1 Дж |
| ударный по Шарпи V-образный паз; воздушное охлаждение от 1850°F (1010°C) и последующий отпуск при 700°F (370°C) |
25,0 фут-фунт | 33,9 Дж |
| Паек Пуассона | 0,27 – 0,30 | 0,27 – 0,30 |
| Обрабатываемость (относительная оценка для 1% углеродистой стали) | 75-80 % | 75-80 % |
Свойства поперечного растяжения
| Свойство | Имперский | Метрическая система |
| Прочность на растяжение | 260 тысяч фунтов/кв. дюйм |
1792 МПа |
| Прочность на растяжение, предел текучести (смещение 0,2 %) | 215 тысяч фунтов на квадратный дюйм | 1482 МПа |
| Индивидуальное значение | 6 % | 6 % |
| Среднее значение | 15 % | 15 % |
Тепловые свойства инструментальной стали h21
| Свойство | Имперский | Метрическая система |
| Тепловое расширение (в диапазоне температур 68-112°F / 20-100°C) |
6,63 мкдюйм/дюйм°F | 11,9 x 10-6/ºC |
| Теплопроводность (при 212° F / 100° C) | 292,9 дюймов/час·фут².°F | 42,2 Вт/мК |
Термическая обработка инструментальной стали h21
Инструментальная сталь h21 может подвергаться термообработке по различным схемам, придающим различные свойства.
Термическая обработка этого сплава обычно состоит из отжига, закалки/аустенитизации, закалки на воздухе и в масле, а также одинарного или двойного отпуска при температурах 840°F (450°C)9.30°F (500°C), 1020°F (550°C), 1110°F (600°C) и 1200°F (650°C).
Согласно некоторым независимым исследованиям, оптимальная термическая обработка для достижения сочетания твердости, ударной вязкости, предела текучести, предела прочности и пластичности включает закалку в масле и двойной отпуск при 1020° F (550° C). Более высокая твердость может быть достигнута путем закалки в масле и двойного отпуска при 1110° F (600° C), но это также может привести к снижению прочности свинца и очень низкой пластичности. Также с повышением твердости инструментальной стали h21 снижается ударная вязкость.
Выберите номер AMS:
Свойства инструментальной стали – West Yorkshire Steel
Марки инструментальной стали поставляются в широком ассортименте, который обычно принадлежит к определенной группе или типу, обеспечивающему различные характеристики.
Для большинства свойств инструментальной стали требуются марки, подходящие для термообработки для достижения высокой твердости. Инструментальные стали часто используются для обработки других материалов. Популярные типы инструментальной стали включают холодную обработку, горячую обработку, пластиковую форму и ударопрочность, которые используются для широкого спектра применений. Выбор стали для конкретного применения зависит от того, какие свойства инструментальной стали подходят лучше всего, такие как требуемая твердость, ударопрочность, прочность и ударная вязкость. Другие соображения включают рабочую температуру, стойкость к истиранию и рабочую среду.
Холодная обработка
Марки инструментальной стали для холодной обработки представляют собой высокоуглеродистые стали сквозной закалки, подвергающиеся термообработке до высокой твердости. Марки инструментальной стали для холодной обработки сочетают характеристики износа и ударной вязкости, которые подходят для относительно тяжелых операций штамповки и резки при комнатной температуре.
Горячая обработка
Марки инструментальной стали для горячей обработки имеют относительно низкое содержание углерода с дополнительными сплавами. Свойства инструментальной стали для горячей обработки обеспечивают устойчивость к эрозии, высокотемпературной коррозии и окислению, а также стабильность размеров во время термической обработки. Спецификации для горячей работы обеспечивают прочность и твердость при длительном воздействии повышенных температур.
Эти марки обладают хорошей обрабатываемостью в отожженном состоянии поставки. Популярные марки стали для инструментов для горячей обработки включают британские стандарты h23, h21, h31, марки Werkstoff 1.2344, 1.2343 и 1.2581.
Пластмассовая форма
Пластмассовая пресс-форма Марки инструментальной стали обладают высокой износостойкостью, хорошей полируемостью и травильностью при достаточной коррозионной стойкости. Разнообразие марок предлагает различные свойства, такие как предварительно закаленные инструментальные стали, которые также могут быть закалены пламенем или нитридированы. Типы литейной стали со сквозной закалкой обеспечивают хорошую стойкость к истиранию при длительных производственных циклах. Мартенситные нержавеющие литейные стали обладают хорошей коррозионной стойкостью. Популярные инструментальные стали для пластиковых форм включают британские стандарты, P20, EN30B и 420, марки Werkstoff 1.2311, 1.2312, 1.2767 и 1.2083.
Ударопрочный
Ударопрочная инструментальная сталь обеспечивает хорошую устойчивость к ударам при низких или высоких температурах.