NÁSTROJOVÁ OCEL H13 | 1.2344 | skd61

4. Tepelné zpracování

Ocel H13 tepelné zpracování Proces je vícestupňový postup určený k vývoji požadované mikrostruktury a mechanických vlastností. Každý krok hraje zásadní roli v konečném výkonu nástroje.

4.1 Předehřev: Nezbytný první krok pro ocel H13

Před hlavní fází kalení je předehřátí oceli H13 zásadní. Doporučujeme teplotu předehřátí přibližně 815 °C (1500 °F). Tento krok slouží dvěma hlavním účelům:

• Zajištění rovnoměrného rozložení teploty v celém dílu, jakmile se blíží vyšší austenitizační teplotě.

• Minimalizace tepelného šoku, který může být škodlivý pro integritu oceli.

4.2 Austenitizace (kalení): Dosažení optimální mikrostruktury

Austenitizační je jádrem procesu kalení, při kterém se ocel H13 zahřívá, aby se její mikrostruktura přeměnila na austenit. Pro efektivní tepelné zpracování oceli H13:

• Doporučená teplota austenitizace: Cílový rozsah mezi 1020 °C a 1065 °C (přibližně 1875 °F až 1950 °F).

• Doba prodlevy: Ocel se udržuje na austenitizační teplotě přibližně 1 hodinu na každých 25 mm (1 palec) tloušťky materiálu. Je zásadní dodržovat správnou austenitizační teplotu a dobu prodlevy. Příliš nízké (např. 890 °C) nebo příliš vysoké (např. 1150 °C) teploty, případně nedostatečné prohřívání, mohou negativně ovlivnit důležité vlastnosti, jako je houževnatost. Tvrdost oceli H13 po kalení je přímo ovlivněna jak austenitizačními podmínkami, tak i následnou rychlostí ochlazování.

4.3 Kalení: Význam chlazení vzduchem při tepelném zpracování oceli H13

H13 je speciálně navržena jako ocel kalitelná na vzduchu. Proto se kalení z teploty austenitizace je specifikovaná metoda. Tento řízený proces ochlazování nabízí zřetelné výhody:

• Dosahuje kalení i u větších průřezů.

• Výsledkem jsou minimální zbytková napětí ve srovnání s agresivnějšími metodami kalení v kapalině, což je výhodné pro rozměrovou stabilitu a životnost.

4.3 Popouštění: Dosažení maximálního výkonu a trvanlivosti oceli H13

Temperování je pravděpodobně nejkritičtější fází v cyklu tepelného zpracování oceli H13, zejména proto, že H13 je ocel s sekundárním kalením. To znamená, že své optimální vlastnosti, zejména tvrdost a pevnost, dosahuje při zvýšených provozních teplotách, když je popouštěna při teplotách nad svým vrcholem sekundárního kalení, který obvykle nastává kolem 510 °C (950 °F).

Mezi klíčové aspekty popouštění oceli H13 patří:

• Sekundární kalení: Dosahuje se ho vysrážením jemných, dispergovaných karbidů slitiny (primárně V8C7, spolu s typy M2C, M6C a M7C3). Tyto karbidy MC bohaté na vanad jsou hlavními faktory pevnosti oceli.

• Výhody vysokoteplotního popouštění (nad ~510 °C / 950 °F):

  • Poskytuje značné odlehčení od napětí po vytvrzení.

  • Stabilizuje mikrostrukturu a mechanické vlastnosti pro spolehlivý výkon při zvýšených provozních teplotách.

  • Umožňuje předehřívání součástí pro následné operace, jako je svařování nebo tepelné zpracování, při teplotách až o 55 °C (100 °F) nižších, než byla předchozí teplota popouštění, bez významného ovlivnění tvrdosti.

• Doporučený postup: Pro dosažení optimálních výsledků by měla být ocel H13 po kalení (např. po kalení při 1020 °C) podrobena dvěma popouštěcím úpravám při vysoké teplotě.

• Dosažení tvrdosti: Konečná tvrdost je určena zvolenou teplotou popouštění. Například popouštění při přibližně 610 °C může vést k tvrdosti kolem 45 HRC.

• Pozor: Popouštění při nižších teplotách (např. 250 °C) je třeba se vyhnout, protože může vést ke snížení houževnatosti a zhoršit odolnost oceli vůči dalšímu popouštění.

• Vícestupňové popouštění: V některých případech může použití vícestupňového popouštění nabídnout další výhody oproti jednomu popouštěcímu cyklu.

• Změny rozměrů: Uvědomte si, že teplota popouštění ovlivní konečné rozměry ocelové součásti H13.

Dokonce i bainitické mikrostruktury, které se mohou tvořit při pomalejším ochlazování větších profilů H13, vykazují po vhodném popouštění významné sekundární zpevnění a díky tomuto vysrážení karbidů dosahují úrovně tvrdosti srovnatelné s popouštěným martenzitem.

4.4 Kritické aspekty úspěšného tepelného zpracování oceli H13

Kromě primárních fází je pro zajištění nejlepších výsledků tepelného zpracování oceli H13 třeba věnovat pečlivou pozornost několika faktorům:

• Oduhličení povrchu: Během vysokoteplotních procesů tepelného zpracování oceli H13 existuje riziko oduhličení povrchu, pokud není atmosféra v peci dostatečně řízena. To může vést k měkké povrchové vrstvě se sníženou odolností proti opotřebení a únavovou pevností.

• Příprava povrchu: Pro zvýšení odolnosti proti tepelnému praskání, zejména v náročných aplikacích s horkými pracemi, zvažte techniky přípravy povrchu, jako je leštění nebo mechanické obrušování hotového nástroje.

• Speciální homogenizační žíhání (poznámka: Nejedná se o standardní normalizaci): Standardní normalizace se obecně pro ocel H13 nedoporučuje. Pro zlepšení mikrostrukturální homogenity však lze použít specifický tepelný cyklus. To zahrnuje:

  1. Předehřátí na přibližně 790 °C (1450 °F).

  2. Pomalý, rovnoměrný ohřev na austenitizační teplotu v rozsahu 1040 °C až 1065 °C (1900 °F až 1950 °F).

  3. Nechte vydržet přibližně 1 hodinu na každých 25 mm (1 palec) tloušťky.

  4. Chlazení vzduchem. Je nezbytné, aby po tomto specifickém homogenizačním ošetření bezprostředně následovalo úplné sféroidizační žíhání, jakmile se ocel přiblíží pokojové teplotě nebo jí dosáhne. Jedná se o specializovaný postup a s sebou nese riziko praskání, zejména pokud atmosféra pece nezabrání oduhličení povrchu.

4.5 Tepelné zpracování oceli H13: Souhrn doporučených parametrů

Pro rychlou orientaci jsou níže shrnuty typické parametry pro tepelné zpracování oceli H13. Upozorňujeme, že se jedná o obecné pokyny a přesné parametry mohou vyžadovat úpravu na základě geometrie konkrétní součásti, vybavení a požadovaných konečných vlastností.

Pečlivou kontrolou každé fáze procesu tepelného zpracování oceli H13 mohou výrobci konzistentně vyrábět nástroje s vysokou pevností, houževnatostí a odolností proti tepelné únavě, které jsou vyžadovány pro náročná horká pracovní prostředí.