Nástrojová ocel S7 vs. legovaná ocel 4140: Správná volba pro vaši aplikaci

Když se díváš na Nástrojová ocel S7 a legovaná ocel 4140, nejdůležitější věc, kterou je třeba hned na začátku vědět, je, že jsou navrženy pro zásadně odlišné úkoly. Pokud vaše aplikace zahrnuje vysoké rázy nebo nárazy, jako je tomu v mnoha nástrojových operacích, je S7 obvykle tou správnou volbou. Pokud potřebujete všestrannou a pevnou ocel pro konstrukční součásti, jako jsou hřídele nebo ozubená kola, je 4140 často vhodnější volbou. Nejlepší volba vždy závisí na specifických požadavcích toho, co vyrábíte, nebo na problému, který řešíte v továrně.

Pojďme si tyto dvě oblíbené oceli rozebrat podrobněji.

Pochopení nástrojové oceli S7

S7 je specializovaná nástrojová ocel odolná proti nárazům. Písmeno „S“ v jejím názvu vypovídá o její hlavní vlastnosti: houževnatosti a schopnosti odolávat nárazům.

Klíčové vlastnosti S7:

• Výjimečná rázová pevnost: Tím je S7 proslulý. Je vyroben tak, aby odolal nárazům. Chemické složení je navrženo pro tuto vysokou houževnatost a obvykle obsahuje uhlík s podílem 0,50–0,601 TP3T, mangan s podílem 0,701 TP3T, křemík s podílem 0,251 TP3T (ačkoli křemík může v některých variantách dosahovat až 1,901 TP3T), chrom s podílem 3,251 TP3T a molybden s podílem 1,401 TP3T.
• Dobrá odolnost proti opotřebení: I když je jeho hlavním úkolem zvládat nárazy, S7 nabízí také slušnou odolnost proti opotřebení, což je klíčové pro mnoho aplikací s nástroji a matricemi.
• Kalení na vzduchu: To je velké plus. S7 je ocel kalitelná na vzduchu, což znamená, že její proces tepelného zpracování je obecně bezpečnější, jednodušší a vede k menší deformaci ve srovnání s ocelemi vyžadujícími kalení v kapalině. Může se plně prokalit v průřezech až do tloušťky přibližně 63,5 mm kalením na vzduchu od teploty kalení 941 °C. Pro více informací klikněte prosím Tepelné zpracování nástrojové oceli S7.
• Typická práce Tvrdost: Obvykle se používá S7 s tvrdostí okolo 56-58 HRC.

Běžné tovární aplikace pro S7:

Vzhledem ke svým vlastnostem je S7 pracantem pro:

• Nástroje a matrice vystavené nárazům, jako například nástroje a matrice pro střední tváření za studena.
• Stříhací nože.
• Formovací nástroje pro plasty (zejména tam, kde je důležitou houževnatostí).
• Středně těžké závitové nástroje pro práci za tepla.
• Součásti jako trny a nástroje pro tváření za studena.

Pokud jde o obrábění, ocel S7 v žíhaném stavu má obrobitelnost přibližně 70, přičemž uhlíková ocel 1% je referenční hodnotou 100.

Seznámení s legovanou ocelí 4140

Nyní se podívejme na ocel 4140. Tato ocel se obvykle neklasifikuje jako „nástrojová ocel“ stejným způsobem jako S7. Místo toho je 4140 všestranná středně uhlíková, chrom-molybdenová (často nazývaná „chrommolybdenová“) legovaná ocel. Číslo „41“ v označení SAE označuje chrom a molybden jako klíčové legující prvky a „40“ označuje průměrný obsah uhlíku přibližně 0,401 TP3T. Typické složení oceli 4140 zahrnuje 0,38–0,431 TP3T uhlíku, 0,75–1,01 TP3T manganu, 0,20–0,351 TP3T křemíku, 0,80–1,11 TP3T chromu a 0,15–0,251 TP3T molybdenu.

Klíčové vlastnosti 4140:

• Dobrá pevnost a houževnatost: 4140 nabízí solidní kombinaci pevnosti a houževnatost, díky čemuž je vhodný pro součásti, které musí odolávat značnému namáhání.
• Odolnost vůči torznímu a vratnému namáhání: Díky tomu je vynikající pro aplikace, jako jsou hřídele.
• Všestranné tepelné zpracování: Ocel 4140 dobře reaguje na různá tepelná zpracování. Obvykle se kalí a popouštějí pro dosažení požadovaných mechanických vlastností. Je také velmi vhodná pro procesy povrchového kalení, jako je nitridace (pro dosažení velmi tvrdého povrchu, kolem 690 HK nebo zhruba 57 HRC) nebo indukční kalení, které může poskytnout tvrdý otěruvzdorný povrch s houževnatým jádrem.
• Svařitelnost a kovátelnost: Lze jej snadno svařovat a kovat, což zvyšuje jeho všestrannost.

Běžné tovární aplikace pro 4140:

Číslo 4140 se hojně používá pro:

• Hnací hřídele.
• Nápravy.
• Ozubená kola.
• Vřetena.
• Další konstrukční součásti a výkovky, u kterých je vyžadována dobrá pevnost, houževnatost a odolnost proti únavě.

Obrobitelnost oceli 4140 silně závisí na její tvrdosti a stavu tepelného zpracování. V žíhaném stavu (kolem 150-200 HB) je poměrně obrobitelná. Po kalení a popouštění na vyšší úrovně tvrdosti, nebo zejména po nitridaci, se však obrábění stává náročnějším.

S7 vs. 4140: Přímé srovnání

Hlavní rozdíl spočívá v jejich zamýšleném účelu: S7 je specializovaná nástrojová ocel pro rázové aplikace, zatímco 4140 je univerzální konstrukční legovaná ocel pro konstrukční použití.

Správné rozhodnutí pro vaši továrnu

Tak jak si vyberete?

Závěrečné myšlenky

Nástrojová ocel S7 i legovaná ocel 4140 jsou vynikající materiály, ale vynikají v jiných oblastech. S7 je vaším specialistou na nástroje odolné vůči nárazům a nabízí bezkonkurenční odolnost proti nárazům. 4140 je vaším všestranným tahounem pro širokou škálu konstrukčních a strojních součástí, které vyžadují dobrou pevnost a houževnatost.

Pochopení specifické funkce, kterou má vaše ocel vykonávat, je prvním a nejdůležitějším krokem při výběru správné jakosti. Pokud si nejste jisti, prodiskutování podrobností vaší aplikace vám může pomoci určit nejlepší materiál, který zajistí výkon a dlouhou životnost vašich dílů.