Nástrojová ocel 5CrW2Si: Technické specifikace a aplikace

Ve společnosti Aobo Steel s našimi rozsáhlými zkušenostmi v oblasti kování nástrojové oceli po dobu více než 20 let chápeme důležitost přesného výběru materiálu. Zde je přímý pohled na nástrojovou ocel 5CrW2Si, všestrannou legovanou nástrojovou ocel známou svou houževnatostí.

1. Nástrojová ocel 5CrW2Si Chemické složení (GB/T 1299-2000)

Pochopení přesné chemie je zásadní. Podle normy GB/T 1299-2000 je složení oceli 5CrW2Si:

• Uhlík (C): 0.45% – 0.55%
• Křemík (Si): 0.50% – 0.80%
• Mangan (Mn): max 0,40%
• Chrom (Cr): 1.00% – 1.30%
• Wolfram (W): 2.00% – 2.50%
• Fosfor (P): max0,030%
• Síra (S): max0,030%

Poznámka: Mezinárodní standardy se mohou mírně lišit. Specifikace požadovaného standardu pro vaši aplikaci je zásadní.

2. Srovnání s mezinárodními standardy

Pro referenci zde uvádíme složení pro srovnatelné třídy podle jiných norem:

• EN ISO 4957:2001 (50WCrV8): C 0,45-0,55%, Cr 1,70-2,20%, W 0,70-1,10%, V 0,15-0,45%
• JIS G4404:2006 (SKS4): C 0,45-0,55%, Cr 0,50-1,00%, W 0,50-1,00%
• ГОСТ 5950-2000 (5ХВ2С / 5XB2C): C 0,45-0,55%, Cr 0,90-1,20%, W 1,80-2,30%, Si 0,80-1,10%, Mn 0,15-0,45%, V 0,15-0,30%

3. Nástrojová ocel 5CrW2Si Klíčové fyzikální vlastnosti

Pochopení těchto vlastností je zásadní pro plánování tepelného zpracování:

3.1 Kritické teploty (přibližné)

• Ac1: 775∘C
• Ac3: 860∘C
• Ar1: 775∘C 
• Paní (Martensit start): 295∘C

3.2 Lineární expanzní koeficienty (přibližné)

• 100−250∘C: 13.15×10−6/∘C
• 250−350∘C: 13.6×10−6/∘C
• 350−600∘C: 13.8×10−6/∘C
• 600−700∘C: 14.2×10−6/∘C

4. Postupy tepelného zpracování nástrojové oceli 5CrW2Si

Správné tepelné zpracování je základem pro dosažení požadovaného výkonu z 5CrW2Si. Naše zkušenosti řídí tyto běžné postupy:

4.1 Přípravné tepelné zpracování (žíhání)

• Obyčejné žíhání: Zahřejte na 800−820∘C, vydržet 3-5 hodin, pec vychladnout (≤30∘C/hod) do 600−650∘Ca poté ochlaďte vzduchem. Cílová tvrdost: $\le 229$ HBW. Mikrostruktura: Zrnitý perlit, drobné karbidy.
• Izotermické žíhání: Zahřejte na 830−840∘C, podržte 2-3 hodiny, pec ochlaďte na 680−700∘C, podržte 3-4 hodiny, pec ochlaďte na 500∘Ca poté ochlaďte vzduchem. Cílová tvrdost: $\le 229$ HBW.
• Vysokoteplotní temperování (po kování): Zahřejte na 710−740∘C, vydržte 3-6 hodin, pec nebo vzduch ochlazujte. Zlepšuje obrobitelnost. Tvrdost: 207-255 HBW. Mikrostruktura: Zrnitý perlit, drobné karbidy.

4.2 Kalení (kalení)

• Teplota kalení: 860−900∘C.
• Kalící médium: Olej (20−40∘C). Chladit, dokud díl nedosáhne teploty oleje.
• Tvrdost po kalení: $\ge 55$ HRC.

4.3 Temperování

Popouštění upravuje tvrdost a zlepšuje houževnatost:

• Úleva/stabilizace stresu: Teplota při 200−250∘C (olej nebo roztavená alkálie). Ochlaďte vzduchem. Tvrdost: 53-58 HRC.
• Snížení tvrdosti / úleva od napětí: Teplota při 430−470∘C (vzduchová pec nebo roztavená alkálie/dusičnany). Ochlaďte vzduchem. Tvrdost: 45-50 HRC.

Tvrdost vs. teplota popouštění (přibližná, po 880 °C kalení oleje):

• 100∘C: ~55 HRC
• 200∘C: ~53,5 HRC
• 300∘C: ~51 HRC
• 400∘C: ~47 HRC
• 500∘C: ~41 HRC
• 600∘C: ~33 HRC

5. Mechanické vlastnosti a charakteristiky

• Houževnatost: Dobrá houževnatost po popouštění, podporovaná wolframovou (W) rafinací zrnitosti.
• Celkové vlastnosti: Vykazuje dobré komplexní mechanické vlastnosti.
• Kalitelnost: Relativně nízký obsah uhlíku znamená, že prokalitelnost není extrémně vysoká, ale tvrdost povrchu lze zvýšit nauhličením.
• Popouštěcí křehkost: Mírné riziko v 300−350∘C rozsah temperování. Temperování kolem 250∘C (54-56 HRC) popř 450∘C (50-52 HRC) nabízí dobré vyvážení tvrdosti a houževnatosti.
• Úvahy: Je citlivý na oduhličení při ohřevu. Kalení deformace vyžaduje pečlivou kontrolu. Odolnost proti opotřebení při otěru a rázová houževnatost jsou nižší než u některých specializovaných Mo-Ni ocelí.

6. Společné aplikace

5CrW2Si je vhodný pro nástroje a matrice čelící nárazu a opotřebení:

• Ruční a pneumatická dláta, pneumatické nářadí, nýtovací nářadí
• Vysekávací matrice za studena, střižné nože (řezání za studena), vysekávací/ořezávací matrice
• Silné děrovačky za studena
• Středně zatížené děrovačky ocelového plechu
• Precizní matrice
• Dřevoobráběcí nástroje
• Frézy pro závitořezné matrice
• Aplikace pro práci za tepla: děrovací/děrovací nástroje, střižné zápustky, zápustky pro kování za tepla, formy pro tlakové lití (tavitelné slitiny)
• Velké/středně těžké kulaté nůžky a dlouhé nůžky

7. Srovnání s podobnými známkami

• vs. 4CrW2Si: Podobný výkon. 5CrW2Si obecně nabízí o něco lepší prokalitelnost a pevnost při vysokých teplotách.
• vs. 6CrW2Si: 5CrW2Si má lepší houževnatost, ale mírně nižší odolnost proti popouštění a opotřebení. 6CrW2Si se často volí, když jsou primárními způsoby selhání opotřebení/kolaps.

8. Ekvivalentní třídy oceli

Pro mezinárodní reference:

• ISO: 50WCrV8
• EN: 50WCrV8
• JIS (Japonsko): SKS4
• ГОСТ (Rusko): 5ХВ2С (5XB2C)
• ASTM/UNS (USA): T41901
• DIN (Německo): 45WCrV7