Nástrojová ocel S1: Vysoká houževnatost pro rázové aplikace

Nástrojová ocel S1 je materiál odolný proti nárazům. Jeho primární charakteristikou je mimořádná houževnatost, díky čemuž je vysoce odolná vůči rázovému zatížení. Pochopení jeho vlastností pomáhá určit, zda správně vyhovuje vašim výrobním potřebám.

1. Chemické složení a mikrostruktura

Typické chemické složení (hmotnost %) pro ocel S1 spadá do těchto rozmezí:

• Uhlík (C):40% – 0.55%
• Křemík (Si):15% – 1.20%
• Mangan (Mn):10% – 0.40%
• Chrom (Cr):00% – 1.80%
• Wolfram (W):50% – 3.00%
• Molybden (Mo):až 0,501 TP3T
• Vanad (V):15% – 0.30%

Klíčový je střední obsah uhlíku. Při správném vytvrzení pomáhá vytvářet mikrostrukturu (nízkouhlíková martenzitová matrice s jemně rozptýlenými karbidy), která dodává S1 charakteristickou vysokou houževnatost, vynikající odolnost proti lomu, dobrou pevnost a přiměřenou odolnost proti opotřebení, zejména při rázových podmínkách.

2. Tepelné zpracování a tvrdost

S1 je nástrojová ocel kalitelná v oleji. Proces tepelného zpracování je rozhodující pro dosažení požadovaných vlastností.

2.1 Austenitizace a kalení

Ocel se zahřeje na specifickou austenitizační teplotu (např. 925 °C) a poté se kalí v oleji, aby se dosáhlo vytvrzení. Legující prvky, jako je chrom a wolfram, poskytují dobrou prokalitelnost, lepší než druhy kalitelné vodou, což umožňuje efektivní kalení i ve středních úsecích.

2.2 Temperování

Rozhodující je temperování po vytvrzení. Tento krok upravuje konečnou tvrdost a výrazně zvyšuje houževnatost, čímž se dosáhne potřebné rovnováhy pro výkon.

2.3 Tvrdost

Typický rozsah tvrdosti pro S1 po správném tepelném zpracování je 40-60 HRC (Tvrdost Rockwell C). Přesná tvrdost závisí na konkrétních použitých parametrech austenitizace a popouštění.

2.4 Úleva od stresu

Doporučujeme temperování s odlehčením od pnutí pro součásti, které procházejí významným obráběním nebo svařováním, aby se minimalizovalo zbytkové napětí a zabránilo se potenciálnímu zkreslení nebo prasknutí.

3. Klíčové vlastnosti a výkon

Charakteristickým rysem S1 je jeho vynikající odolnost proti nárazům. Mezi klíčové aspekty výkonu patří:

• Houževnatost: Velmi vysoká, řadící se mezi nejvyšší v nástrojových ocelích.
• Odolnost proti opotřebení: Obecně nízké až střední třídy ve srovnání s třídami s vysokým opotřebením, jako jsou nástrojové oceli řady O nebo D.
• Síla komprese: S1 (spolu s S5) nabízí dobrou kombinaci pevnosti v tlaku a odolnosti proti rázům, což může být výhodné při operacích tváření za studena ve srovnání s S7.

4. Aplikace

Díky své vysoké houževnatosti a odolnosti proti nárazu se nástrojová ocel S1 běžně používá pro:

• Sekáčová dláta, Ruční dláta
• Kruhové řezačky trubek
• Unášecí kolíky, vyrážecí kolíky
• Chapadla
• Trny
• Údery
• Sady nýtů
• Čepele šroubováku
• Stříhací čepele
• Známky
• Nástroje pro sledování

Je také vhodný pro malé až středně velké formy, kde je primárním požadavkem houževnatost, a pro některé aplikace pro děrování za tepla nebo stříhání vyžadující střední tepelnou odolnost.

Ocel S1 může podstoupit nauhličování, aby se zlepšila odolnost proti opotřebení pro specifické aplikace. Tento proces přidává uhlík do povrchové vrstvy, čímž vzniká tvrdší vnější pouzdro při zachování houževnatého jádra.

5. Úvahy a alternativy

Je důležité poznamenat, že nástrojová ocel S1 je dnes na trhu méně běžná než jiné třídy odolné proti nárazům, jako je S7. V závislosti na dostupnosti a požadavcích vaší konkrétní aplikace může být nutné prozkoumat alternativní materiály. Pochopení technického profilu S1 však poskytuje solidní měřítko pro hodnocení.