A D3 szerszámacél nagy szilárdságú, jó edzhetőségű és kiváló kopásállósággal rendelkezik. Edzés során minimális torzulást mutat. Gyenge ütésállósággal rendelkezik, és hajlamos a rideg törésre. Gyorsan egyenetlen eutektikus keményfémeket képez, gyenge hővezető képességgel és magas hőmérsékleti képlékenységgel rendelkezik.

A D3 acél kiváló kopásállósága népszerűvé teszi hidegsajtoló szerszámok és lyukasztók, hidegvágó szerszámok, fúróperselyek, idomszerek, húzószerszámok, dombornyomó szerszámok, menethengerlő lemezek, mélyhúzó szerszámok és menethengerlő szerszámok gyártásához. Ezek az alkalmazások nagy kopásállóságot igényelnek, és jellemzően alacsonyabb ütési terheléssel járnak.

A D3 szerszámacél egy széles körben használt, magas szén- és krómtartalmú, hidegen alakítható szerszámacél. A D3 az ASTM A681 szabvány szerinti megnevezés. Hasonló minőségek más elterjedt szabványokban is megtalálhatók: Németország/W-Nr. 1.2080, USA/ASTM T30403, Japán/JIS SKD1, Csehország/CSN 19436 és Kína GB. Cr12.

1. Alkalmazások

• Nagy igénybevételnek kitett vágó- és lyukasztószerszámok vékony lemezekhez
• Kivágó és formázó szerszámok
• Formázó tekercsek
• Rajz- és mélyrajzeszközök
• Hasítókések/vágókések és nyírópengék vágáshoz
• Kőfeldolgozó szerszámok
• Kések papírhoz és műanyaghoz
• Nyomópárnák
• Hőre keményedő műanyag öntvény
• Orsók, lefejtő marók, mesterszerszámok, menetmérők, forgó szerszámok, extrudáló szerszámok, bonyolult lyukasztók és dugattyúk.

2. D3 acélösszetétel¹

C	Kr	Mo	V.	Mn	Si	P	S
2,00 – 2,35%	11.00 – 13.50%	≤ 0,40%	≤ 0,35%	≤ 0,60%	≤ 0,60%	≤ 0,03%	≤ 0,03%

Az egyenértékű osztályok összetétele

	Szén (C)	Szilícium (Si)	Mangán (Mn)	Króm (Cr)	Foszfor (P)	Kén (S)
Németország/W-Nr. 1.2080(X210Cr12)	1.90 – 2.20	0.10 – 0.60	0.20 – 0.60	11.0 – 13.0	≤ 0,030	≤ 0,030
Japán JIS SKD1	1.90 – 2.20	0.10 – 0.60	0.20 – 0.60	11.0 – 13.0	≤ 0,030	≤ 0,030
Kína GB Cr12	2.00 – 2.30	≤ 0,40	≤ 0,40	11.50 – 13.00	≤ 0,030	≤ 0,030

3. D3 Szerszámacél tulajdonságai

3.1 Mechanikai tulajdonságok

Ütésállóság	Keménység (ajánlott)	Keménység (kioltás után)	Poisson-arány	Rugalmassági modulus	Szakítószilárdság (UTS)	folyáshatár
28 J/cm²	57–58 HRC	64,5 HRC	0,27–0,30	190–210 GPa (30 × 10^6 psi)	770–2050 MPa	480–1550 MPa

3.2 Fizikai tulajdonságok

Sűrűség	Olvadáspont	Hővezető képesség	Hőtágulási együttható	Elektromos ellenállás
7,7−7,87 × 1000 kg/m³ (0,278−0,284 font/hüvelyk³)	1421−1430 ℃ (2590 °F)	16,6 W/(m*K) 20 ℃-on	10,7−13,3 × 10−6 m/(m*K) (20−700 °C)	54,8 μOhm-cm 21 ℃-on

3.3 A kopásállóság és a szívósság egyensúlya a D3 acélban

A D3 szerszámacél tulajdonságainak értékelésekor az alkalmazásokhoz központi szempont a kivételes kopásállóság, amely azonban a szívósság tekintetében kompromisszummal jár.

Kivételes kopásállóság: Megfelelő hőkezelés után a D3 acél magas szén- és krómtartalma nagy mennyiségű, nagyon kemény ötvözetű keményfémet (főként M7C3 típusút) képez az acél mikroszerkezetében. Ezek a keményfémek a kiváló kopásállóság okai.

A szívóssággal kapcsolatos alapvető szempontok: A D3 kiváló kopásállósággal rendelkezik, de szívóssága csökkent. Más hidegalakítható szerszámacélokhoz képest, mint például a A2 vagy S7, A D3 jellemzően alacsonyabb szívósságot és ütésállóságot mutat. A D3 acélban található nagy mennyiségű keményfém feszültségkoncentrációs pontként működik, így hajlamosabb a rideg törésre. A D3-ból készült szerszámok szintén hajlamosak a rideg törésre vagy a vágóél lepattogzására ütés közben.

3.4 Méretstabilitás hőkezelés közben

A D3 szerszámacél jó méretstabilitással rendelkezik, és gyakran a hidegalakítható szerszámacélok között az edzés során mutatott nagy méretstabilitás etalonjának tekintik, mivel kisebb méretváltozást mutat, mint sok más olajban edzhető acél. Ez a tulajdonság részben az összetételének, nevezetesen a molibdén (Mo) általános hiányának és az alacsonyabb vanádium (V) tartalomnak tulajdonítható a többi acélhoz képest. D2 szerszámacél, ami szintén hozzájárul az alacsonyabb szükséges edzési hőmérsékletekhez.

3.5 Magas hőmérsékleten történő lágyulással szembeni ellenállás

Megfelelő edzési és megeresztési kezelések után a D3 szerszámacél jó lágyulási ellenállást mutat magas hőmérsékletű munkakörülmények között egy bizonyos tartományon belül, megfelelő keménységet és vágóélt tart fenn különböző alkalmazásokban.

4. Hőkezelés

Az átfogó D3 szerszámacél hőkezelése A protokoll négy fő szakaszból áll: előmelegítés, ausztenitesítés (edzés), edzés és megeresztés. Minden lépés létfontosságú szerepet játszik a kívánt kohászati szerkezet és mechanikai tulajdonságok elérésében.

4.1 Előmelegítés

A D3 acél előmelegítésének célja a deformáció vagy repedés kockázatának csökkentése, valamint a korábbi megmunkálási műveletek okozta maradék feszültségek enyhítése.

Az előmelegítési hőmérséklet 650 és 705 °C (1200 és 1300 °F) között mozog. Az általunk általában használt hőmérséklet 650 °C (1200 °F), amelyen az acélt 10-15 percig tartjuk.

A D3 acél viszonylag alacsony hővezető képességgel rendelkezik, ezért a melegítést lassan kell végezni, hogy elkerüljük a belső és külső felületek közötti egyenetlen melegedést, ami repedéseket okozhat.

4.2 Ausztenitesítés (edzés)

Az ausztenitesítés célja a D3 mikroszerkezet átalakítása ausztenit.

A hőmérséklet 960 °C (1760 °F), valamivel alacsonyabb, mint a D2. Az áztatási időnek kellően hosszúnak kell lennie ahhoz, hogy a mag elérje a célhőmérsékletet. Felhívjuk figyelmét, hogy a túlzott hőmérséklet durva szemcsemérethez, keményfém eldurvuláshoz és megnövekedett maradék ausztenithez vezethet, amelyek mindegyike negatívan befolyásolhatja a szívósságot és a méretstabilitást. A dekarbonizáció megakadályozása érdekében semleges atmoszféra, védőfólia-csomagolás vagy sófürdő használható.

4.3 Kioltás

Ez a lépés az ausztenit kemény martenzitté alakítását jelenti. Sok más D típusú acéllal ellentétben a D3 szerszámacélt jellemzően olajban edzik. Az olajban történő edzés mérsékeltebb hűtési sebességet biztosít, mint a vízzel vagy sós vízzel történő edzés, ami segít minimalizálni a deformáció és a repedés kockázatát. A hűtési hőmérséklet szobahőmérsékletre állítható, vagy 66-93°C (150-200°F) közötti értéket ajánlunk.

A lehűlt D3 acélt azonnal meg kell erősíteni; a késleltetett megeresztés rendkívül rideggé, repedésre és instabilitásra hajlamossá teheti az acélt. Javasoljuk, hogy a lehűlést követő 2 órán belül végezze el a megeresztést.

4.4 Edzés

A D3 acél edzett állapotában nagyon kemény, de egyben nagyon törékeny is, és nagy belső feszültségeket hordoz. A megeresztés célja ezen belső feszültségek kiküszöbölése, a szívósság jelentős javítása és a D3 végső keménységének beállítása.

A D3 acél megeresztésének megduplázását vagy akár megháromszorozását javasoljuk. Ez segít finomítani a szemcseszerkezetet, tovább javítja a kopásállóságot és elősegíti a megmaradt ausztenit átalakulását.

D3 szerszámacél keménységi és megeresztési hőmérsékleti táblázata

Edzési hőmérséklet	Rockwell C.
Ahogy eloltották	66
150°C	65
400°F / 205°C	61
500°F / 260°C	58
600°F / 315°C	57
700°F / 370°C	57
800°F / 425°C	56
900°F / 480°C	55
1000°F / 540°C	52

4.5 A D3 szerszámacél hőkezelésének szempontjai

• A D3 acél magas széntartalmú, és edzés után is megtarthat ausztenitet. Ha a D3 alkalmazása nagy méretstabilitást és minimális maradék ausztenitet igényel, akkor a fagypont alatti vagy alacsony hőmérsékletű kezelés alkalmazható a edzés után (általában a végső megeresztés előtt). Ezt a kezelést közvetlenül megeresztési folyamatnak kell követnie.
• A D3 szerszámacél jó méretstabilitással rendelkezik, a várható növekedés jellemzően ±0,0005 hüvelyk/hüvelyk (vagy ±0,05%) körül van. A megfelelő előmelegítés, a szabályozott fűtési és hűtési sebesség, valamint az alapos többszöri megeresztés elengedhetetlen a méretváltozások minimalizálásához.
• A fokozott felületi keménység és kopásállóság érdekében a D3 szerszámacél alkatrészek az elsődleges hőkezelés után felületkezeléseknek, például nitridálásnak vagy termikus diffúziós (TD) eljárásnak vethetők alá.

5. Egyenértékű osztályzatok és összetétel

• DIN (Németország): 1.2080 / X210Cr12
• JIS (Japán): SKD1
• GB (Kína): Cr12

	C	Kr	Si	Mn	P	S
Cr12 (GB/T 1299) (%)	2.00 – 2.30	11.50 – 13.00	≤ 0,40	≤ 0,40	≤ 0,030	≤ 0,030
1,2080 (X210Cr12) (DIN) (%)	1,90 – 2,20	11.00 – 13.00	0,10 – 0,60	0,20 – 0,60	≤ 0,030	≤ 0,030
SKD1 (JIS G4404) (%)	1,90 – 2,20	11.00 – 13.00	0,10 – 0,60	0,20 – 0,60	≤ 0,030	≤ 0,030

6. Szállítási formák és méretek

Ez az acél a legalacsonyabb árú és legkiforrottabb termékünk, amelynek nagy részét Indiában értékesítjük.

Az általunk forgalmazott D3 szerszámacél különféle formákban kapható, beleértve a köracélokat, lemezeket, bádogokat, laposrudakat, négyszögletes rudakat és tömböket. A laposrúd méretei: szélesség 20–600 mm × vastagság 20–400 mm × hosszúság 1000–5500 mm. A köracél méretei 20–400 mm átmérő × 1000–5500 mm hosszúság. A tömb méreteit a laposrúd vágásával kapjuk meg.

Kisebb méretekhez, például 70 mm-nél kisebb átmérőjű köracélokhoz melegen hengerelt eljárást alkalmazunk. 70 mm-nél nagyobb méretekhez kovácsolt termékeket kínálunk.

UT vizsgálat: 1921-84 szept. D/d, E/e. 

Felületkezelés: eredeti fekete, hámozott, megmunkált/esztergált, polírozott, csiszolt vagy mart felületkezelés.

Készlet állapota: Nem tartunk raktáron D3 acélt. A gyártást az ügyfél megrendelései alapján szervezzük.

Szállítási idő: Az elektromos ívkemencés (EAF) anyagok szállítási ideje 30-45 nap. Az ESR anyagok szállítási ideje körülbelül 60 nap.

1. Bringas, JE (szerk.). (2004). Összehasonlító Világacél Szabványok Kézikönyve (3. kiadás, 433. o.). ASTM International. ↩︎

GYIK