Průvodce tepelného zpracování nástrojové oceli D2

Toto je ocel, kterou my (Aobo Steel) dodáváme nejvíce a máme rozsáhlé zkušenosti s nástrojovou ocelí D2 tepelné zpracováníTato příručka popisuje klíčové kroky pro zpracování oceli D2. Pečlivým dodržováním těchto postupů dosáhnete požadované tvrdosti, odolnosti proti opotřebení a houževnatosti. V dolní části článku si můžete stáhnout PDF s příručkou pro tepelné zpracování oceli D2.

1. Příprava a předehřátí

Před zahájením tepelné úpravy je důležitá správná příprava.

1.1 Minimalizace oduhličení

Aby se zabránilo ztrátám uhlíku z povrchu oceli během ohřevu (oduhličení), doporučujeme zabalit materiál do nerezové fólie. Pro všeobecné tepelné zpracování do 1093 °C (2000 °F) je vhodná fólie typu 321 (tloušťka 0,05 mm / 0,002 palce). Pokud se používají vyšší austenitizační teploty, zvažte fólii typu 309.

1.2 Předehřívání

Předehřívání je kritický krok, který nepřenáší teplo rychle. To pomáhá předcházet tepelnému šoku a možnému praskání.

• Doporučený předehřev: Ocel zahřejte na přibližně 649 °C (1 200 °F).
• Doba držení: Udržujte tuto teplotu po dobu 10-15 minut.

Rovnoměrné vytápění je zásadní pro zabránění nahromadění stresu.

2. Austenitizace

Austenitizační transformuje strukturu oceli a rozpouští karbidy, což je životně důležité pro dosažení konečných vlastností.

• Teplota: Předehřátou ocel zahřejte na austenitizační teplotu, obvykle 1010 °C (1850 °F).
• Doba namáčení: Udržujte ocel na této teplotě, abyste zajistili, že jádro dosáhne cílové teploty a projde nezbytnou transformací. Běžným vodítkem je 1 hodina na 25 mm (1 palec) nejtlustší části.
• Atmosféra: Je nezbytné ohřívat D2 v řízené atmosféře, jako je vakuová pec nebo neutrální solná lázeň, nebo použít metodu zábalu z nerezové oceli, aby se zabránilo povrchové dekarbonizaci.

Přesná regulace teploty v této fázi je zásadní.

3. Kalení

D2 je ocel kalitelná na vzduchu. Nepotřebujeme kalení v kapalině, což zjednodušuje proces a pomáhá minimalizovat deformaci.

• Metoda: Po vyjmutí z pece ocel ochlaďte na vzduchu.
• Gól: Rychlost ochlazování musí být dostatečně vysoká, aby se vytvořila tvrdá martenzitická struktura, ale musí být dostatečně řízená, aby se zabránilo prasklinám při kalení.
• Výsledek: Struktura po kalení bude převážně martenzit, ale bude také obsahovat část zbytkového austenitu, který může dosahovat až 20%. Zadržený austenit může být později problémem pro rozměrovou stabilitu.

4. Popouštění

Po kalení je materiál velmi tvrdý, ale také křehký, s vnitřním pnutím. Temperování uvolňuje tento stres a zvyšuje houževnatost.

• Proces: Zahřejte kalenou ocel na určitou teplotu pod její kritický bod, udržujte ji na této teplotě a poté ji ochlaďte, obvykle na vzduchu.
• Dvojité temperování: Důrazně doporučujeme dvojí popouštění. To zajišťuje lepší odlehčení pnutí, zlepšuje houževnatost a pomáhá transformovat část zbytkového austenitu pro lepší stabilitu.
  • Typický cyklus:
    1. První temperování: Zahřejte na přibližně 515 °C (960 °F). Držte 2 hodiny na 25 mm (1 palec) tloušťky. Ochlaďte na přibližně 65 °C (150 °F).
    2. Druhá teplota: Ohřejte na mírně nižší teplotu, přibližně 480 °C (900 °F). Držte stejnou dobu (2 hodiny na 25 mm / 1 palec).
• Tvrdost vs. houževnatost: Teplota popouštění určuje konečnou bilanci.
  • Nižší teploty (např. 200 °C / 390 °F) mají za následek vyšší tvrdost (přibližně 60 HRC).
  • Vyšší popouštěcí teploty zvyšují houževnatost, ale mírně snižují tvrdost. Zvolte teplotu na základě specifických potřeb vaší aplikace.

5. Odlehčení pnutí (po kalení)

Pokud tento materiál projde důkladným broušením, EDM, nebo svařování po kalení a popouštění, důrazně doporučujeme dodatečné odlehčení pnutí.

• Teplota: Díl pomalu a rovnoměrně zahřejte na teplotu přibližně 14 °C až 28 °C (25 °F až 50 °F) níže konečná teplota temperování.
• Doba držení: Namočte po přiměřenou dobu (např. 1-2 hodiny na palec tloušťky).
• Chlazení: Pomalu ochlaďte, nejlépe v peci.

6. Řešení potenciálních problémů

I při pečlivém zpracování mohou nastat určité problémy.

6.1 Zkreslení

Ocel D2 má v porovnání s jinými nástrojovými ocelemi relativně dobrou rozměrovou stabilitu během tepelného zpracování, s očekávanou změnou okolo 0,0005 palce/palec. Faktory, jako je složitá geometrie součásti nebo nerovnoměrný ohřev a chlazení, však stále mohou způsobit deformaci nebo kroucení. Zajistěte rovnoměrný ohřev a chlazení vzduchem, abyste tento problém minimalizovali. Během chlazení mezi přibližně 565 °C (1 050 °F) a 205 °C (400 °F) může být možné omezené narovnání.

6.2 Kalení trhlin

K praskání během kalení může dojít, pokud je chlazení příliš rychlé nebo nerovnoměrné, nebo pokud má ocel vnitřní vady. Správné předehřívání a řízené chlazení vzduchem jsou nejlepší způsoby, jak tomu zabránit.

7. Závěr

Úspěšné tepelné zpracování Nástrojová ocel D2Vyžaduje pečlivou pozornost věnovanou přípravě, teplotě, času a rychlosti ochlazování v každé fázi: předehřev, austenitizace, kalení na vzduchu a dvojité popouštění. Dodržování zavedených postupů a zohlednění specifických požadavků aplikace nám zajistí optimální rovnováhu vlastností. Máte-li dotazy ohledně tepelného zpracování D2, neváhejte nás kontaktovat.

Klikněte na tlačítko níže pro stažení PDF s pokyny k tepelnému zpracování oceli D2.