Vlastnosti nástrojové oceli 4Cr13

Na Aobo Steel, s našimi rozsáhlými zkušenostmi ve speciálních ocelích často pracujeme s materiály, jako je nástrojová ocel 4Cr13. Tato třída, někdy označovaná jako 40Cr13, je martenzitická nerezová ocel známá pro svou schopnost dosáhnout vysoké tvrdosti tepelným zpracováním. Patří do rodiny chromových nerezových ocelí, kde je chrom klíčovým prvkem zajišťujícím odolnost proti korozi.

Pochopení vlastností 4Cr13 je klíčové pro výběr správného materiálu pro vaši aplikaci.

1. Chemické složení nástrojové oceli 4Cr13

Typické chemické složení nástrojové oceli 4Cr13 je obecně v těchto rozmezích, i když mohou existovat drobné odchylky na základě konkrétní normy:

• Uhlík (C): 0.36% – 0.45%
• Křemík (Si): ≤ 1,00%
• Mangan (Mn): ≤ 1,00%
• Chrom (Cr): 12.00% – 14.00%
• Fosfor (P): Nízké úrovně
• Síra (S): Nízké úrovně

Významný obsah uhlíku umožňuje této oceli účinně kalit tepelným zpracováním, zatímco obsah chrómu přispívá k jejím nerezovým vlastnostem.

2. Klíčové vlastnosti nástrojové oceli 4Cr13

2.1 Kalitelnost a pevnost

4Cr13 nabízí dobré kalitelnost. Prostřednictvím vhodných procesů kalení a popouštění může dosáhnout významné úrovně tvrdosti a pevnosti. Například:

• Kalením od 1050-1100°C (typicky v oleji) následovaným nízkoteplotním popouštěním (200-300°C) se dosahuje vysoké tvrdosti (často kolem 50 HRC nebo vyšší, v závislosti na specifikách).
• Vyšší teplota popouštění (650-750°C) poskytuje lepší rovnováhu mezi pevností, tažností a houževnatostí, i když při mírně nižší tvrdosti.

2.2 Odolnost proti korozi

Jako martenzitická nerezová ocel poskytuje nástrojová ocel 4Cr13 dobrou odolnost vůči atmosférické korozi, sladké vodě a některým mírným chemickým prostředím, včetně slabých organických kyselin a zředěné kyseliny dusičné při pokojové teplotě. Jeho odolnost proti korozi je však obecně nižší než u austenitických jakostí, jako je 304, kvůli nižšímu obsahu chrómu. Pro potvrzení vhodnosti vždy vyhodnoťte konkrétní provozní prostředí.

2.3 Odolnost proti opotřebení

Schopnost dosáhnout vysoké tvrdosti po tepelném zpracování dává 4Cr13 dobrou odolnost proti opotřebení, takže je vhodný pro součásti čelící povrchovému otěru a tření.

2.4 Obrobitelnost

V žíhaném (změkčeném) stavu lze 4Cr13 obrábět standardními metodami. Se zvyšující se tvrdostí po tepelném zpracování však výrazně klesá obrobitelnost. To je třeba vzít v úvahu při plánování výroby.

2.5 Svařitelnost

Svařování 4Cr13 je obecně náročné kvůli vysokému obsahu uhlíku a tendenci tvrdnout, což zvyšuje riziko praskání. Pokud je nutné svařování, je vyžadováno specifické předehřívání, přídavné materiály a tepelné zpracování po svařování.

3. Tepelné zpracování nástrojové oceli 4Cr13

Správné tepelné zpracování je nezbytné pro dosažení požadovaných vlastností 4Cr13:

1. Žíhání: Ohřev na 750-800°C s následným pomalým chlazením v peci změkčuje ocel (typicky 170-200 HB) pro snadnější obrábění.
2. Kalení: Vytvrzení se dosáhne zahřátím na 1050-1100°C a následným rychlým ochlazením materiálu. Kalení olejem se běžně používá u větších sekcí, aby se minimalizovalo zkreslení; pro menší díly může stačit vzduchové chlazení.
3. Temperování: Provádí se po kalení pro snížení vnitřního pnutí a úpravu konečné tvrdosti a houževnatosti.
   
   • Nízké teploty (200-300 °C): Maximalizujte tvrdost a odolnost proti opotřebení.
   • Vysoké teploty (650-750 °C): Zvyšte houževnatost a tažnost při mírném snížení tvrdosti.
   • Vyhněte se temperační zóně: Obecně je třeba se vyvarovat popouštění mezi 400-600°C, protože to může způsobit popouštěcí křehnutí u některých chromových ocelí.

4. Typické aplikace pro nástrojovou ocel 4Cr13

Vzhledem ke svým vlastnostem se ocel 4Cr13 používá v různých aplikacích, včetně:

• Řezné nástroje a nože: Pro aplikace vyžadující střední retenci hran a odolnost proti korozi, provoz při teplotách pod 300 °C.
• Součásti opotřebení: Díly, jako jsou vodítka, pouzdra a kolíky, jsou náchylné k oděru.
• Součásti ventilů: Sedla nebo kotouče pro prostředí s nižším tlakem a teplotou (pod 400 °C), které vyžadují určitou odolnost proti korozi.
• Upevňovací prvky a hřídele: Šrouby, šrouby, hřídele čerpadel a součásti turbín vyžadující vyšší pevnost než standardní oceli a střední odolnost proti korozi.
• Plastové formy: Běžná volba pro formy, kde je potřeba odolnost vůči korozivním plastům.

5. Výběr oceli 4Cr13 pro vaše potřeby

Při zvažování 4Cr13 vyhodnoťte následující:

1. Prostředí služby: Analyzujte provozní teploty, zátěžové zatížení a potenciální korozivní látky.
2. Požadované vlastnosti: Definujte potřebnou tvrdost, pevnost, houževnatost a odolnost proti opotřebení pro aplikaci, která bude řídit tepelné zpracování.
3. Výrobní: Posuďte potřeby obrobitelnosti a svařitelnosti na základě vašich výrobních procesů.
4. Alternativy: Porovnejte 4Cr13 s jinými třídami, pokud jsou požadavky náročné (např. austenitická nerez pro vynikající odolnost proti korozi, jiné nástrojové oceli pro maximální odolnost proti opotřebení).

Aobo Steel – Váš zdroj pro 4Cr13

Aobo Steel má více než 20 let zkušeností s kováním a dodáváním nástrojových a legovaných ocelí, jako je 4Cr13. Rozumíme technickým požadavkům a dokážeme poskytnout vysoce kvalitní materiál zpracovaný podle vašich požadavků.

Kontaktujte nás a prodiskutujte své specifické požadavky na použití oceli 4Cr13 nebo prozkoumejte další vhodné třídy z naší rozsáhlé řady. Jsme tu, abychom vám pomohli najít optimální materiálové řešení.