Nástrojová ocel D2 a Nerezová ocel 440C jsou v tomto odvětví často považovány za vysoce vážené, ale zároveň kontroverzní zástupce. Výjimečná odolnost proti opotřebení a vysoká tvrdost oceli D2 při práci za studena stanovují standard, zatímco ocel 440C zůstává běžnou volbou pro korozivzdorné příbory a ložiska. Tento článek si klade za cíl poskytnout podrobné a objektivní srovnání těchto dvou materiálů a nabídnout čtenářům informace potřebné k informovanému rozhodování. Ačkoli oceli D2 i 440C spadají do kategorie vysoce uhlíkových ocelí, vykazují významné rozdíly v odolnosti proti korozi, houževnatosti a vynikající retenci hran.
V kostce: Srovnávací tabulka D2 vs. 440C
| Funkce | Nástrojová ocel D2 | Nerezová ocel 440C |
| Typ oceli | Vysoce uhlíková, vysoce chromová nástrojová ocel pro práci za studena | Vysoce uhlíková, vysoce chromová martenzitická nerezová ocel |
| Klíčové legující prvky | Uhlík (~1,51 TP3T), Chrom (~121 TP3T), Molybden (~0,81 TP3T), Vanad (~0,91 TP3T) | Uhlík (~1,01 TP3T), Chrom (~171 TP3T), Molybden (~0,51 TP3T) |
| Typická tvrdost (HRC) | 58-62 HRC (po kalení může dosáhnout 64 HRC) | 59-60 HRC (může dosáhnout až 64 HRC) |
| Odolnost proti opotřebení | Extrémně vysoká; standard odolnosti proti oděru | Dobrá odolnost proti oděru; vhodné pro aplikace odolné proti opotřebení |
| Houževnatost | Nízká až střední | Nízká; špatná houževnatost kvůli vysokému obsahu uhlíku a tvrdosti |
| Odolnost proti korozi | Střední (pro nástrojovou ocel); obecně horší než u pravých nerezových ocelí kvůli srážení karbidů | Dobrá (pro martenzitickou nerezovou ocel); široce používaná tam, kde je odolnost proti korozi primárním zájmem. Martenzitické jakosti však obecně mají nejnižší odolnost proti korozi mezi nerezovými ocelemi. |
| Obrobitelnost | Špatná; obtížně obrobitelná a brousitelná kvůli vysokému obsahu slitin | Střední; obecně lepší než D2 |
Přehled nástrojové oceli D2
Ocel D2 je nástrojová ocel s vysokým obsahem uhlíku a chromu, která se kali na vzduchu. Má vysokou odolnost proti opotřebení a oděru.
Složení
| uhlík (C) | Chrom (Cr) | molybden (Mo) | Vanad (V) | mangan (Mn) | křemík (Si) | fosfor (P) | síra (S) |
| 1,40 – 1,60% | 11.00 – 13.00% | 0,70 – 1,20% | 0,50 – 1,10% | 0,10 – 0,60% | 0,10 – 0,60% | ≤ 0,030% | ≤ 0,030% |
Klíčové vlastnosti oceli D2
- Tvrdost. Typicky 57–62 HRC (Rockwellova stupnice tvrdosti).
- Odolnost proti opotřebení. Výborně.
- Zachování hran. Vynikající, drží ostří déle než 440 °C.
- Houževnatost. Dobrá, obecně nižší než 440 °C.
- Odolnost proti korozi. Dobrá, ale méně odolná vůči korozi než 440C.
- Obrobitelnost. Obtížně obrobitelné.
Aplikace
- Průmyslové řezné nástroje: razníky, matrice, nůžky, frézy, výstružníky.
- Čepele nožů pro těžké použití vyžadují delší dobu držení ostří.
- Tvářecí nástroje: lisovací nástroje, extruzní nástroje a kovací nástroje.
- Opotřebitelné díly a strojní součásti (např. ložiska, vstřikovací šrouby, ozubená kola, hřídele).
- Plastové formy.
Přehled nerezové oceli 440C
Ocel 440C je martenzitická nerezová ocel s vysokým obsahem uhlíku a chromu. Má vysokou tvrdost, odolnost proti opotřebení a korozi.
Složení
| uhlík (C) | Chrom (Cr) | mangan (Mn) | křemík (Si) | molybden (Mo) | fosfor (P) | síra (S) |
| 0,95 – 1,20% | 16,0 – 18,0% | Maximálně 1,001 TP3T | Maximálně 1,001 TP3T | 0,751 TP3T max | Maximálně 0,040% | 0,0301 TP3T max |
Klíčové vlastnosti nerezové oceli 440C
- Tvrdost. Vysoká, typicky 58-60 HRC.
- Odolnost proti opotřebení. Dobré, ale o něco horší než D2.
- Zachování hran. Dobré, ale o něco horší než D2.
- Houževnatost. Dostatečné až dobré, obecně lepší než D2.
- Odolnost proti korozi: Vynikající.
- Obrobitelnost. Relativně snadná obrobitelnost.
Aplikace
- Příbory a nože: profesionální kuchařské nože, lovecké nože, běžné kuchyňské příbory a vysoce výkonné nože.
- Chirurgické nástroje: skalpely, zubní nástroje a lékařské nůžky.
- Ložiska a pouzdra (kuličková ložiska, válečková ložiska).
- Průmyslové armatury: regulační ventily, šoupátka, zpětné ventily.
- Námořní kování: lodní kování, spojovací materiál, podvodní vybavení.
D2 vs. 440C nemovitost po nemovitosti
- Tvrdost: Tvrdost oceli D2 je 64 HRC, zatímco 440C dosahuje maximální hodnoty tvrdosti 60 HRC. V praxi se však specifická hodnota tvrdosti liší v závislosti na složení materiálu a tepelné zpracování proces a také souvisí se specifickým použitím materiálu.
- Odolnost proti opotřebeníObě oceli vykazují vynikající nosit odolnost díky tvorbě tvrdých karbidů v důsledku vysokého obsahu uhlíku a chromu. Ocel D2 má nejlepší odolnost proti opotřebení ze všech nástrojových ocelí. Odolnost oceli 440C proti opotřebení je klíčová pro její použití jako řezných nástrojů.
- HouževnatostVe srovnání s nástrojovými ocelemi odolnými proti nárazu (řada S) nemají ani D2, ani 440C nijak zvlášť vysokou houževnatost.sD2 má střední houževnatost, zatímco 440C má nízkou houževnatost.
- Odolnost proti korozi440C má vynikající odolnost proti korozi, což je také jeho původní konstrukční účel. 440C je vhodná pro použití v korozivním prostředí. Přestože má D2 dobrou odolnost proti oxidaci a skvrnám, její celková odolnost proti korozi se nemůže srovnávat s odolností 440C.
- Obrobitelnost a brousitelnostOba typy oceli se v kaleném stavu obtížně obrábějí a brousí.
- SvařitelnostOceli D2 a 440C se při použití tradičních svařovacích metod obtížně svařují kvůli velkému množství karbidů v jejich vnitřní struktuře. Údajně však existují specializované svařovací metody, které jsme dosud neměli možnost prozkoumat.
- Požadavky na údržbu. Nerezová ocel 440C má vynikající odolnost proti korozi, takže nevyžaduje časté čištění a sušení, což má za následek nízké náklady na údržbu. Ocel D2 má vyšší náklady na údržbu a vyžaduje pravidelné olejování a sušení, aby se zabránilo korozi, zejména ve vlhkém prostředí.
- Náklady. D2 je obecně dostupnější než 440C.
Výběr správné oceli
- Pokud je primárním účelem aplikace prodloužit životnost nástroje při tváření za studena a neexistují silné korozivní podmínky, jako je velkoobjemové stříhání, tváření nebo ražení, pak je D2 materiálem volby. D2 může dosáhnout maximální odolnosti proti opotřebení po vhodném dvojitém popouštění, což je extrémně ekonomické pro dlouhodobou výrobu.
- Pokud aplikace vyžaduje odolnost proti korozi, vysokou tvrdost a odolnost proti skvrnám, například u řezných nástrojů ve vlhkém prostředí nebo mechanických součástí potravinářské kvality, pak je 440C jasnou volbou. 440C má odolnost proti vlivům prostředí, které se D2 nemůže rovnat.
- Pokud je houževnatost v pracovních podmínkách vysokou prioritou, nejsou ani D2, ani 440C dobrou volbou. Velké množství karbidů uvnitř je činí méně houževnatými.
- Pokud pracovní podmínky vyžadují vysokou houževnatost, není D2 ani 440C dobrou volbou. Velké množství karbidů uvnitř snižuje jejich houževnatost. Tyto karbidy také ztěžují jejich svařování. Tyto dva materiály nejsou vhodné pro aplikace vyžadující svařování.
V zásadě je nejvýraznější vlastností oceli D2 její vynikající odolnost proti opotřebení, nikoli odolnost proti korozi. Ocel 440C je vysoce kalená, vysoce odolná proti opotřebení a korozi.
