Nástrojová ocel P20 | 1.2311 | 3Cr2Mo
AOBO STEEL – Trusted Global Tool Steel Supplier
P20 tool steel is a widely used type of tool steel, primarily known as a low-carbon mold steel. It is categorized as a plastic mold steel designed for machined cavities. The AISI (American Iron and Steel Institute) designation for P20 is UNS T51620. P20 is most frequently used for plastic dies and molds. It can also be applied to zinc die-casting dies and holder blocks. A key characteristic of P20 tool steel is that it is typically purchased and supplied in a prehardened condition. P20 material is equivalent to China GB 3Cr2Mo, Germany DIN 1.2311, Sweden ASSAB 618, and ISO 35CrMo2.
1. Žádost
- Plastic Molds and Dies. (To learn more about the advantages of P20 in mold applications, please refer to Advantages of using P20 steel in molds)
- Formy pro tlakové lití (pro slitiny s nízkým bodem tání)
- Horké protlačování (konkrétně pro hliník a hořčík)
2. Chemické složení
| uhlík (C) | mangan (Mn) | křemík (Si) | Chrom (Cr) | molybden (Mo) | fosfor (P) | síra (S) |
| 0.28 – 0.40% | 0.60 – 1.00% | 0.20 – 0.80% | 1.40 – 2.00% | 0.30 – 0.55% | ≤ 0,030% | ≤ 0,030% |
3. Ocel P20 Vlastnosti1
- Předkalená tvrdost32 HRC.
- Tvrdost přídavného drátu P20: 40 hodin denně.
- Mez kluzu: 950 MPa po předkalení.
- Modul pružnosti: 210 GPa (30 × 10^6 psi) při pokojové teplotě. Při 260 °C (500 °F) klesá na přibližně 185 GPa (27 × 10^6 psi) a při 540 °C (1000 °F) na přibližně 150 GPa (22 × 10^6 psi).
- Poisson’s Ratio: 0.287.
- Obrobitelnost: Good machinability. It is readily machined in its pre-hardened condition. Machinability can be further improved by adding sulfur to the P20 grade. Machining before final P20 tepelné zpracování nástrojové oceli vede k lepší obrobitelnosti.
- LeštitelnostVynikající leštitelnost. Vyšší tvrdost (např. 40 HRC) může zlepšit kvalitu leštění.
- Rozměrová stabilitaDobrá rozměrová stabilita. Ve srovnání s jakostmi ocelí kalitelných ve vodě má při kalení menší rozměrové změny.
- HouževnatostStřední až vysoká houževnatost. Cementovaný materiál P20 poskytuje dobrou houževnatost. Pokud je potřeba vyšší houževnatost než P20 (např. pro velké formy vystavené silným rázům), doporučujeme lisovací oceli P4 a P6.
- Odolnost proti opotřebeníMá nízkou až střední nosit odolnost za celkového stavu. Odolnost proti opotřebení se zlepšuje cementací.
- Svařitelnost: Střední svařitelnost.
- Další zpracování: Materiál P20 je vhodný také pro fotoleptání (texturování) a elektroerozivní obrábění (EDM).
Máte zájem o P20? Vyplňte prosím níže uvedený formulář a kontaktujte nás!
4. Tepelné zpracování
Ocel P20 se běžně dodává v předkalený stav s tvrdostí 28-40 HRC. It can be directly machined into complex mold cavities and put into use without further high-temperature heat treating. The pre-hardened state helps to avoid deformation and dimensional changes that may occur during subsequent heat treatment.
Přestože se materiál P20 vždy používá přímo v předkaleném stavu, jeho povrchové vlastnosti lze vylepšit dalším tepelným zpracováním (zejména cementací), aby splňovaly specifické požadavky aplikace, jako je například lisování plastů.
4.1 Nauhličování
Pro aplikace v oblasti lisování plastů se materiál P20 často cementuje a poté se po obrobení odlitku formy vytvrzuje. Povrchová tvrdost cementovaných forem P20 po kalení může dosáhnout až 65 HRC, s tvrdostí jádra obvykle kolem 45 HRCHloubku pouzder lze obecně regulovat od 0,030 palce pro menší formy do 0,065 palce pro velké formyRádi bychom vám připomněli, že Odolnost cementovaného materiálu P20 vůči měknutí během popouštění je relativně nízká, podobně jako u obyčejné uhlíkové oceli.
Teplota cementace by měla NE překročit 870 °C (1600 °F)Překročení této teploty nepříznivě ovlivní lešticí výkon. Například cementace při 845 °C (1550 °F) vedla k povrchové tvrdosti 65,6 HRC a hloubce návaru 0,36 mm, zatímco při 900 °C (1650 °F) byla povrchová tvrdost o něco nižší, 62,5 HRC, s hloubkou návaru 0,41 mm.
Cementovaná ocel P20 má dobrou kombinaci odolnosti proti opotřebení, houževnatosti a leštitelnosti.
4.2 Předehřívání
Důrazně doporučujeme předehřátí nástrojové oceli P20 na teplotu 1200 °F (650 °C).
Účelem předehřevu je připravit molekuly uvnitř součásti pro transformaci a uvolnit napětí způsobené obráběním. Pomáhá také vyrovnávat teplo uvnitř součásti, což umožňuje rozptýlit napětí dříve, než kov při vyšších teplotách příliš změkne.
4.3 Kalení (austenitizace)
Teplota kalení je 830 °C (1525 °F). Doba namáčení je 45–60 minut na palec tloušťky. For parts under 1 inch in thickness, we recommend a minimum soaking time of 45–60 minutes. [For information about austenite, please refer to the explanation of austenite on Wikipedia.]
4.4 Kalení
Material P20 steel is oil quenched. Oil kalení from a relatively low temperature results in less dimensional change compared to water-hardening steels. After quenching, parts should be cooled to a minimum of 66 °C (150 °F) pokud je kaleno na vzduchu, nebo 66–93 °C (150–200 °F) pokud je kaleno kapalinou a poté ihned popuštěno.
4.5 Temperování
Nástrojová ocel P20 obvykle vyžaduje dvojí popouštění. Standardní teplota popouštění je 400 °F (205 °C).
Pro ocel P20, která byla kalena v oleji z 845 °C (1550 °F) a temperované pro 2 hodiny při 205 °C (400 °F), výsledná tvrdost je 36-38 HRC, s pevností v tahu 1310 MPa, mezí kluzu 1172 MPa, prodloužením 13% a zmenšením plochy 51%. Pokud je mikrostruktura po kalení bainitická, může být tvrdost po popouštění o 4 HRC nižší než u standardních popouštěcích diagramů.
4.6 Forging2
P20 should be slowly preheated to 815 °C (1500 °F). The forging temperature is 1065 to 1230°C (1950 to 2250°F). For larger sections or when heavy and rapid reductions are planned, it is advisable to use the higher end of this temperature range. For smaller sections or lighter reductions, the lower end of the range is more suitable. Do NE forge P20 below 815 °C (1500 °F).
After forging, the steel is cooled slowly by cooling it inside the furnace or burying it in heat-insulating media such as lime, mica, or diatomaceous earth.
5. P20 Steel Technical Data Sheet
Experimental Conditions: Carbon: 0.30% Manganese: 0.75% Silicon: 0.50% Chromium: 1.65% Molybdenum: 0.40%
Hardness Reference After Quenching and Tempering
| Teplota temperování | Tvrdost (Rockwell C) |
| Jako uhašený | 51 HRC |
| 205°C / 400°F | 49 HRC |
| 315°C / 600°F | 47 HRC |
| 425°C / 800°F | 44 HRC |
| 540°C / 1000°F | 39 HRC |
| 595°C / 1100°F | 33 HRC |
| 650°C / 1200°F | 26 HRC |
| 675°C / 1250°F | 21 HRC |
Hardness Reference After Carburizing and Tempering
| Teplota temperování | Case Hardness (Rc) | Core Hardness (Rc) |
| 315°C / 600°F | 58 HRC | 47 HRC |
| 354°C / 650°F | 57 HRC | 46 HRC |
| 370°C / 700°F | 56 HRC | 45 HRC |
| 400°C / 750°F | 55 HRC | 44 HRC |
| 425°C / 800°F | 54 HRC | 43 HRC |
| 480°C / 900°F | 52 HRC | 40 HRC |
| Carburizing Time | Average Case Depth |
| 4 Hours | 0.76 mm / 0.030″ |
| 8 Hours | 1.07 mm / 0.042″ |
| 12 Hours | 1.40 mm / 0.055″ |
| 16 Hours | 1.57 mm / 0.062″ |
6. Supply forms and dimensions
The P20 tool steel we supply is available in various shapes, 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.
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. We arrange production based on customer orders.
Delivery time: Electric Arc Furnace (EAF) materials are 30-45 days.
FAQ
P20 tool steel is a versatile, low-alloy tool steel known for its good toughness at moderate strength levels, excellent dimensional stability during heat treatment, and good polishability. It is typically sold in a pre-hardened condition.
Key properties of P20 steel include excellent dimensional stability during heat treatment, good polishability, and good toughness at moderate strength levels. It has a density of 0.284 lb/in³ (7861 kg/m³) and a machinability rating of 60-65% of a 1% carbon steel.
P20 steel is typically supplied with a Brinell hardness (HBW) of approximately 300, which is roughly equivalent to 30 Rockwell C (HRC). It can be tempered to achieve a Rockwell C hardness between 28 and 37. For more information about this question, please read P20 steel hardness.
Yes, P20 steel is typically supplied in a pre-hardened condition with a hardness of approximately 300 HBW. This allows for direct use in mold making without further hardening or heat treatment, cutting down on the running period and improving efficiency.
P20 mold steel is extensively used for plastic injection mold cavities and tooling, and for die casting dies for zinc. It is also ideal for large plastic molds. Other applications include die holders, backers, bolsters, hydroforming tools, and various components in automotive, mechanical engineering, and tool manufacturing (e.g., punches, milling cutters, turning tools).
For pre-hardened P20 steel (1.2311), the die life can reach 500,000 “mode times” (shots). Some vendors guarantee 100,000 shots, and P20 molds are known to run for thousands of parts.
Yes, P20 steel is known for its good polishability. It is capable of achieving a good polished finish, which is crucial for mold applications.
Yes, P20 tool steels are capable of being nitrided or carburized. Case hardening or nitriding is an option to achieve maximum surface hardness for applications such as compression molding plastic dies.
P20 tool steels are typically used for low-temperature applications, including injection molds. However, in the field of die-casting molds, P20’s excellent thermal conductivity and thermal expansion coefficient allow it to resist the impact of high pressure and high temperature in mold manufacturing, ensuring precision and quality.
P20 steel offers excellent dimensional stability during heat treatment and good polishability, making it ideal for mold applications. In contrast, 4140 steel is renowned for its strength and impact resistance. While 4140 steel is generally used for high-stress parts like shafts and gears, it can sometimes replace P20 steel plate in certain mold industry applications.
P20 is generally considered better than S50C for mold steel. For prototyping molds needing only thousands of pieces, S50C is acceptable, but for more than 10,000 pieces, P20 is preferable. P20 offers better machinability and mirror grinding performance and is more frequently recommended for plastic molds compared to S50C, which has low cold deformation plasticity and poor welding performance.
Yes, P20 steel is generally more expensive than 4140 steel. This is attributed to its specialized applications and chemical composition.
Yes, 4140 steel can be used for some mold applications, particularly those that require high strength and resistance to wear and tear. However, P20 is more commonly selected for molds due to its superior dimensional stability under heat treatment.
Besides the standard AISI P20, it is known by international equivalents such as DIN 1.2311 and GB/T 3Cr2Mo. There are also variants like P20+Ni (1.2738), which has added nickel for consistent hardness in larger sections and is easy to polish, and P20+S (1.2312), which has higher sulfur for improved machinability but is less suitable for polishing.
In the USA, P20 steel generally adheres to the ASTM A681 standard. In Europe, it’s recognized by the DIN EN ISO 4957 standard (e.g., 1.2311 and 1.2312), and in China, the equivalent grade is 3Cr2Mo under the GB/T 1299 standard.
P20 steel has a machinability rating of 60-65% when compared to a 1% carbon steel. It is noted for its excellent cutting performance and overall good machinability.
Yes, P20 tool steel has good weldability.
When looking for materials similar to P20, you’ll primarily find a range of P20-modified steels, such as DIN 1.2738, 1.2311, 1.2312, and various branded versions, that build upon its properties, as well as other tool steels and stainless steels such as H13(H13 vs P20 steel), P21, A2, D2a 420, that serve similar purposes in mold making but offer different balances of properties such as wear resistance, toughness, or corrosion resistance.
Yes, P20 steel is weldable, particularly for repair and fabrication, though specific precautions and techniques are recommended to ensure good results. For more information about this question, please read Is P20 steel weldable?
No, they are not similar in their fundamental design, typical processing, and intended applications. For more information about this question, please read Ocel P20 vs 4140.
P20 steel is not high-carbon steel. Its carbon content generally falls within the range of medium-carbon steels.
Odlehčení pnutí u oceli P20 se obvykle doporučuje při teplotách mezi 705 a 730 °C (1300 a 1350 °F).
- ASM International. (2000). Příručka ASM, svazek 8: Mechanické testování a hodnocení. ASM International. ↩︎
- Roberts, G., Krauss, G., & Kennedy, R. (1998). Nástrojové oceli: 5. vydání. ASM International. ↩︎
Hledáte vysoce výkonnou nástrojovou ocel P20?
Spolupracujte se společností Aobo Steel, vašimi důvěryhodnými odborníky s více než 20 lety zkušeností v kování vysoce kvalitních nástrojových ocelí. Nabízíme špičková řešení P20, přesně přizpůsobená vašim výrobním potřebám a zvyšujícím vaši provozní efektivitu.
Ať už potřebujete standardní P20 nebo zakázkovou specifikaci, naši specialisté jsou připraveni vám pomoci s výběrem materiálu a poskytnout vám konkurenceschopnou a nezávaznou cenovou nabídku.
Jste připraveni začít? Vyplňte níže uvedený formulář a spojte se s námi!
Prozkoumejte naše další produkty
D2/1.2379/SKD11
D3/1.2080/SKD1
D6/1,2436/SKD2
A2/1.23663/SKD12
O1/1.2510/SKS3
O2/1,2842
S1/1,2550
S7/1,2355
DC53
H13/1.2344/SKD61
H11/1.2343/SKD6
H21/1,2581/SKD7
L6/1.2714/SKT4
M2/1.3343/SKH51
M35/1.3243/SKH55
M42/1.3247/SKH59
P20/1,2311
P20+Ni/1,2738
420/1.2083/2Cr13
422 z nerezové oceli
Ložisková ocel 52100
Nerezová ocel 440C
4140/42CrMo4/SCM440
4340/34CrNiMo6/1,6582
4130
5140/42Cr4/SCR440
SCM415
