O1 NÁSTROJOVÁ OCEL | 1.2510 | SKS3

AOBO STEEL – Trusted Global Tool Steel Supplier

Odeslat poptávku

Nástrojová ocel O1 je nízkolegovaná nástrojová ocel pro tváření za studena. Má určitý stupeň prokalitelnosti a odolnosti proti opotřebení s minimální deformací při kalení. Rozložení karbidů je rovnoměrné a částice jsou jemné. Výrobci obvykle používají nástrojovou ocel O1 k výrobě nástrojových nástrojů pro lisování za studena s malými průřezy, složitými tvary a různými měřidly a měřicími nástroji. Ekvivalentní jakosti O1 jsou DIN 1.2510 (Německo), JIS SKS3 (Japan), and GB 9CrWMn (China).

1. Aplikace

• Razicí nástroje a razníkyVysekávací nástroje, Razicí nástroje, Tažné nástroje, Tvářecí nástroje, Všeobecné ražení (raziče a nástroje pro krátké/střední série), Válcovací nástroje pro závity, Nástroje pro řezání za studena
• Řezné a obráběcí nástrojeUniverzální dílenské nástroje (ekonomická volba), Nůžky na nůžky (zejména menší), Závitníky, Výstružníky, Odvalovací frézy, Dělicí pily, Kotoučové frézy, Vrtačky
• Formy a přesné díly: Plastic mold components (inserted cavities, master hubs), Gauges, Master tools
• Všeobecné nástroje a opotřebitelné díly: Cams, Bushings, Guides, Plain sliding bearings, Cam followers, Burnishing tools, Knurling tools, Feed rolls, Roll forming tooling (moderate runs)

2. Složení oceli O1¹

The O1 tool steel equivalent grades’ composition

3. Vlastnosti

• Tvrdost: Tvrdost oceli O1 je 57-64 Rockwell C (HRC) kalením v oleji. S rostoucí teplotou popouštění se tvrdost snižuje. Například po popouštění při 482 °C (900 °F) se tvrdost může snížit na 47 HRC. 
• Pevnost (v tahu a mez kluzu): Nástrojová ocel O1 vykazuje pevnost v tahu 846 MPa a mez kluzu 0,2% 829 MPa s celkovou mezí kluzu 758 MPaPro specifické složení O1 může pevnost v tahu dosáhnout až 1725 MPa (250 ksi) při popouštění na 425 °C a s vyššími teplotami popouštění klesá.
• Tažnost a houževnatost: Ocel typu O1 vykazuje před lomem znatelné zúžení s podstatným zmenšením plochy lomu téměř na 20%. Její lomová plocha obvykle vykazuje kuželovitost ve tvaru misky. I když má obecně střední houževnatost, vykazuje v porovnání s jinými ocelemi typu O v běžném rozsahu pracovní tvrdosti 57 až 64 HRC vynikající rázovou houževnatost. Tažnost se obvykle zlepšuje se zvyšující se teplotou popouštění.
• Modul pružnosti: 211 GPa.
• Rozměrová stabilita: Good dimensional stability during heat treatment. When oil is quenched from the correct hardening temperature, it typically expands by about 0.0015 inches per inch (0.0015 mm/mm). However, factors like part geometry and distortion (bending, bowing, or twisting) can influence the final dimensional changes.
• Obrobitelnost: Velmi dobré obrobitelnost. Pokud je obrobitelnost oceli s obsahem uhlíku 1% stanovena na 100, obrobitelnost oceli O1 je 90.

4. Tepelné zpracování O1

The tepelné zpracování O1 steel generally involves four primary steps: preheating, austenitizing (hardening), quenching, and tempering.

4.1 Předehřívání

Preheating is an essential step for virtually all tool steels, including O1. Metallurgically, it doesn’t directly contribute to the hardening reaction but serves several crucial functions:

1. Snižuje tepelný šok: Umístění studeného nástroje do horké pece může způsobit tepelný šok, který vede k nadměrnému deformování nebo praskání. Předehřev toto riziko minimalizuje.
2. Uvolňuje stres: Pomáhá zmírnit stres vznikající během obrábění nebo tváření.
3. Zvyšuje produktivitu zařízení: Tím, že se nástroj před vysokoteplotní pecí zahřeje na rovnoměrnou teplotu, se zkracuje doba potřebná k austenitizační peci.
4. Reduces Surface Degradation: If the high-heat furnace isn’t neutral, preheating reduces carburization and decarburization.

Teplota předehřevu je 1200 °F (650 °C)Ocel by měla být udržována při této teplotě po dobu 10 až 15 minut, or until it is uniformly heated throughout its cross-section. Please NE Nenechávejte nástrojovou ocel příliš dlouho při této teplotě, protože by to mohlo narušit molekulární strukturu. Na základě našich zkušeností, pokud vkládáte díl do předehřáté pece (až do 650 °C), umístěte jej nejprve do horní části pece, aby se odstraňte jakýkoli chlad, což pomáhá snížit tepelný šok a riziko praskání.

4.2 Austenitizace (tvrzení)

Po předehřátí nastavte teplotu pece na austenitizační teplotu, která je 815 °C (1500 °F). Materiál musíme zahřívat, dokud této teploty plně nedosáhne, což lze ověřit pozorováním shody jeho barvy s pecí. Jakmile je teplota konzistentní, začněte s výpočtem doby namáčení. Namáčení po dobu dalších 5 minut na každý palec nejmenšího průřezu. I když se ocel O1 může nadměrným namáčením poškodit, její tolerance je obecně vyšší ve srovnání s vysoce legovanými ocelemi.

4.3 Kalení²

Ocel typu O1 je klasifikována jako ocel typu O, protože se jedná o ocel, která používá olej jako kalicí médium. Olej jako kalicí médium je pomalejší než voda, ale bezpečnější, snižuje vnitřní pnutí a sklon k praskání a deformaci. Po kalení by měla být ochlazena na 52 až 65 °C. Jakmile je dosaženo tohoto teplotního rozmezí, mělo by se okamžitě provést popouštění.

4.4 Temperování

Po kalení je ocel ve vysoce namáhaném stavu a náchylná k praskání. Popouštění slouží k:

1. Uvolnění vnitřního pnutí: Snižuje vnitřní pnutí vznikající během kalení, které může způsobit křehkost.
2. Increase Toughness: Tempering significantly increases the steel’s toughness.
3. Transform Retained Austenite: It transforms retained austenite from the quenching step into fresh martensite.

Tato ocel obvykle vyžaduje pouze jeden proces popouštění, ale v některých případech mohou být nutné procesy popouštění dva. Dva procesy popouštění mohou zjemnit strukturu zrna a zvýšit houževnatost, což ji činí vhodnou pro díly se složitými detaily nebo pro díly vyžadující vysokou pevnost.

Jednorázová teplota popouštění je 175 °C (350 °F) s dobou namáčení 2 hodiny na palec (25 mm) průřezu.

Pokud se provádí druhé popouštění, teplota by měla být o něco nižší, obvykle 160 °C (325 °F), a součást by se měla mezi těmito dvěma popouštěcími procesy nechat vychladnout na pokojovou teplotu.

O1 Tool Steel Tempering Temperatures and Resulting Hardness

Máte zájem o nástrojovou ocel O1? Vyplňte prosím níže uvedený formulář a kontaktujte nás ještě dnes! Odpovíme vám do 12 hodin!

5. Compare O1 steel with other steel

5.1 A2 Vs. O1 Tool Steel

We provide a direct comparison of the key properties and characteristics of O1 and A2 cold-work tool steels. For more information about this topic, please refer to A2 Vs. O1 tool steel

5.2 O1 Vs. O2 steel

For detailed information about this topic, please refer to O1 Vs. O2 steel

5.3 O1 tool steel Vs. D2

For detailed information about this topic, please refer to O1 tool steel Vs. D2

O1 je obrobitelnější a houževnatější ocel s obecně vyššími tahovými vlastnostmi, ale D2 nabízí po tepelném zpracování výrazně lepší odolnost proti opotřebení a rozměrovou stabilitu díky své kalitelnosti na vzduchu a vyššímu obsahu legujících látek, zejména karbidů chromu.

Nástrojová ocel 5.4 O1 vs. 1095

Zatímco nástrojová ocel O1 i ocel 1095 jsou oceli s vysokým obsahem uhlíku, které jsou schopny dosáhnout vysoké tvrdosti, O1 je legovanější nástrojová ocel určená pro kalení v oleji, která nabízí hlubší kalení, lepší rozměrovou stabilitu a mírně lepší odolnost proti opotřebení. 1095, jakožto hladká uhlíková ocel, se pro dosažení maximální tvrdosti spoléhá na kalení ve vodě, což vede k mělkému kalení a vyššímu riziku deformace a praskání; nabízí však vynikající obrobitelnost.

6. Limitation of O1 tool steel

• Low Resistance to Softening at Elevated Temperatures. O1 tool steel is categorized as a cold-work steel, meaning its applications are limited to low temperatures, typically room temperature. It possesses a low resistance to softening when exposed to elevated temperatures. If used in hot-work applications, it is prone to annealing or cracking due to thermal shock loading.
• Limited Carbide Content for Wear Resistance. O1 is a low-alloy tool steel with a low alloy content and almost no carbides in its microstructure. Unlike high-carbon, high-chromium steels (D-grades) that rely on coarse carbides for superior wear resistance, O1’s wear resistance primarily depends on its hardness, which is derived from its high-carbon martensitic matrix. This makes it less suitable for applications requiring extremely high abrasive wear resistance compared to steels like D2 or D3.
• Susceptibility to Cracking During Quenching. O1 is susceptible to cracking from thermal shock during oil quenching, especially in parts with sharp corners or intricate designs, such as those with holes close to the edge. While oil quenching is considered safer and results in less distortion than water quenching, rapid heating to forging temperatures also makes O1 steels somewhat sensitive to cracking.
• Dekarbonizace. O1 tool steel is prone to decarburization during heat treatment. To prevent this, it should be annealed and/or hardened in a controlled neutral atmosphere, vacuum, or neutral-salt furnace. While it is generally considered highly resistant to decarburization compared to some other steel types, precautions are still necessary.
• Hardenability and Section Size Limitations. While O1 has sufficient hardenability for small to moderate sections to achieve full hardness when oil quenched, its hardenability may not be enough for very large tools and dies.
• Dimensional Changes During Heat Treatment. When O1 steel is oil quenched at the correct quenching temperature, its dimensions may expand by approximately 0.0015 inches/inch (0.0015 mm/mm).
• Retained Austenite Issues. Overheating during austenitizing can lead to an increased amount of retained austenite in quenched O1 parts, which can compromise dimensional stability and contribute to cracking.

7. Surface Treatment

• Boriding (Boronizing). After quenching, O1 steel undergoes boronizing treatment at a temperature of 850-950°C. This process forms an extremely hard, wear-resistant layer of iron borides (FeB and Fe2B) with a hardness value between 1450 and 5000 HV. Boronized O1 steel has three times the wear resistance of untreated steel.
• Physical Vapor Deposition (PVD) Coatings. The PVD process for O1 steel is carried out at relatively low temperatures (200–500°C) to minimize tempering effects on the core. Thin films of hard materials such as titanium nitride (TiN) or titanium carbide (TiC) are deposited onto the surface of O1 tool steel. PVD coatings exhibit extremely high hardness (2000 HV for TiN and 3500 HV for TiC) and chemical inertness, reducing pitting wear and preventing chip adhesion to the tool.
• Hard Chromium Plating. This is a commonly used electroplating process for tool steel. O1 steel can be electroplated with a chromium layer up to 25 µm thick.
• Nitridace. A thermochemical diffusion process that introduces nitrogen into the tool surface, creating a hard layer (0.013 to 0.05 mm thick). It’s typically applied after finishing grinding at temperatures between 400°C and 550°C.

8. Supply forms and dimensions

The O1 tool steel we supply is available in various forms, including round bars, sheet plates, slabs, flat bars, square bars, and blocks. The dimensions of the flat bar range from: width 20–600 mm × thickness 20–400 mm × length 1,000–5,500 mm. The dimensions of the round bar range from a diameter of 20–400 mm × a length of 1,000–5,500 mm. The block dimensions are obtained by cutting the flat bar.

For smaller sizes, such as round bars with a diameter less than 70 mm, we use the hot-rolled process. For sizes greater than 70 mm, we offer forged products.

UT testing: Sep 1921-84 D/d, E/e. 

Surface Treatment: original black, peeled, machined/turned, polished, grounded, or milled surface finishes.

Inventory Status: We do not maintain a stock of O1 tool steel. We arrange production based on customer orders.

Delivery time: Electric Arc Furnace (EAF) materials are 30-45 days. ESR materials are approximately 60 days.

1. Davis, J. R. (Ed.). (1998). Metals handbook desk edition (2nd ed., p. 815). ASM International. ↩︎
2. Bryson, W. E. (2007). Tepelné zpracování, výběr a použití nástrojových ocelí (p. 91). Hanser Publications. ↩︎

Nejčastější dotazy