Cr12 stalowy przegląd techniczny

Cr12 stalowy przegląd techniczny: W Aobo Steel mamy duże doświadczenie w zakresie stali narzędziowych, a Cr12 jest znaczącym materiałem w kategorii obróbki na zimno. Jest to wysokowęglowa, wysokochromowa stal ledeburytyczna, znana przede wszystkim ze swojej wysokiej twardości i doskonałej odporności na zużycie.

1. Skład chemiczny:

Konkretny skład może się nieznacznie różnić, ale zazwyczaj znajdziesz:

• Węgiel (C): 2.00% – 2.30%
• Chrom (Cr): 11,50 % – 13,00%
• Krzem (Si): ≤ 0,40%
• Mangan (Mn): ≤ 0,40%
• Fosfor (P): ≤ 0,030%
• Siarka (S): ≤ 0,030%

Wysoka zawartość węgla znacząco wpływa na twardość, ale powoduje również niższą udarność i tendencję do kruchości w porównaniu do gatunków o niższej zawartości węgla. Wysoka zawartość chromu jest kluczowa, tworząc twarde węgliki (CrFe)7C3.

2. Mikrostruktura i właściwości:

Cr12 krzepnie z siecią węglików eutektycznych, stanowiących około 20% objętości. Te węgliki są twarde i kruche. Podczas gdy kucie i walcowanie na gorąco – procesy, w których mamy ponad 20 lat doświadczenia w Aobo Steel – pomagają rozbić i rozprowadzić te węgliki, często pozostają one rozdzielone, szczególnie w przypadku prętów o większej średnicy. Ta nierównomierność jest podstawową cechą Cr12 i stanowi wyzwanie, które wymaga ostrożnej obróbki. Sama obróbka cieplna na ogół nie jest w stanie całkowicie wyeliminować tej segregacji.

Oprócz twardości i odporności na zużycie, Cr12 charakteryzuje się:

• Stosunkowo słaba odporność na uderzenia.
• Niższa przewodność cieplna.
• Ograniczona plastyczność w wysokich temperaturach.

3. Obróbka cieplna:

Właściwa obróbka cieplna ma kluczowe znaczenie dla uzyskania pożądanych właściwości Cr12.

3.1 Hartowanie

Zwykle obejmuje hartowanie w temperaturze 930–980°C (1706–1796°F) w oleju lub powietrzu. Punkt Ac1 wynosi około 810°C (1490°F), a temperatura Ms około 180°C (356°F). Regulacja temperatury hartowania kontroluje rozpuszczanie stopu i poziomy austenitu szczątkowego, wpływając na wymiary końcowe.

3.2 Hartowanie

Wykonywane po hartowaniu w celu uzyskania docelowej twardości i odprężenia. Typowe zakresy odpuszczania i uzyskana twardość (przybliżona HRC) to:

• 100°C (212°F): ~64 HRC
• 200°C (392°F): ~62 HRC (zalecane w celu odciążenia/stabilizacji, 2-godzinne moczenie)
• 300°C (572°F): ~59 HRC
• 320–350°C (608–662°F): ~57–58 HRC (w celu odprężenia i zmniejszenia twardości, 2-godzinne moczenie)
• 400°C (752°F): ~57 HRC

3.3 Zabiegi rafinacyjne

Aby poprawić wytrzymałość, specjalistyczne zabiegi, takie jak roztwory wysokotemperaturowe (1100–1150°C / 2012–2102°F) z następującymi po nich cyklami hartowania/odpuszczania (podwójne rafinowanie), mogą udoskonalić węgliki i strukturę ziarna. Procesy te mogą znacznie wydłużyć żywotność narzędzi Cr12.

Ważna uwaga: Nierównomierna struktura węglika zwiększa ryzyko pęknięć w trakcie lub po hartowaniu, jeśli nie jest odpowiednio kontrolowana.

4. Zastosowania:

Cr12 najlepiej nadaje się do zastosowań w obróbce na zimno wymagających wysokiej odporności na zużycie, gdzie obciążenie udarowe nie jest duże. Typowe zastosowania obejmują:

• Matryce tłoczące odporne na zużycie (np. do blach ze stali krzemowej).
• Ciągadła (docelowa twardość: 62-64 HRC).
• Matryce do bicia monet.
• Płyty i matryce do walcowania gwintów.
• Matryce i stemple do wytłaczania na zimno (np. do części aluminiowych, docelowa twardość 60-62 HRC).
• Wskaźniki, tuleje wiertnicze.
• Złożone stemple, wkładki do matryc gnących.
• Formy z tworzyw sztucznych o wysokiej odporności na zużycie.

5. Odpowiedniki międzynarodowe:

Cr12 można znaleźć na świecie pod różnymi oznaczeniami:

• Norma ASTM/UNS: D3 / T30403
• ISO:210Cr12
• PL/DIN: X210Cr12 (stal chromowo-niklowa 1,2080)
• JIS/KS: SKD1 / STD1
• GOST:X12
• BS: BD3
• AFNOR: Z200Cr12

6. Zagadnienia dotyczące obsługi i przetwarzania:

• Chłodzenie/wyżarzanie: Wlewki wymagają kontrolowanego chłodzenia i szybkiego wyżarzania po krzepnięciu (przenieść na gorąco lub użyć kontrolowanych szybkości ogrzewania dla zimnych wlewków), aby zapobiec pękaniu i złagodzić naprężenia. Unikaj nadmiernych szybkości ogrzewania/chłodzenia.
• Szlifowanie: Wady powierzchni należy traktować ostrożnie. Jeśli szlifowanie jest konieczne, należy używać miękkich kół i lekkiego nacisku oraz unikać miejscowego przegrzania (niebieszczenia), które może powodować mikropęknięcia, które rozprzestrzeniają się podczas późniejszego nagrzewania.

7. Porównanie z podobnymi klasami:

• Cr12MoV: Zawiera molibden (Mo) i wanad (V) z nieco niższą zawartością węgla. Poprawia to wytrzymałość, obrabialność na gorąco i rozkład węglika w porównaniu do Cr12.
• Cr12Mo1V1 (D2):  Ze względu na wyższą zawartość Mo i V, Cr12Mo1V1 oferuje dalsze ulepszenia w stosunku do Cr12MoV. Często zapewnia znacznie dłuższą żywotność narzędzi w wymagających zastosowaniach, co czyni go częstym wyborem zamiennym.

8. Podsumowanie:

Cr12 to wysokowęglowa, wysokochromowa stal narzędziowa, którą charakteryzuje twardość i odporność na zużycie. Jej głównym ograniczeniem jest niższa wytrzymałość ze względu na wrodzoną eutektyczną sieć węglików. Sukces z Cr12 zależy od starannej obróbki cieplnej i przetwarzania, co czyni ją niezawodnym wyborem do konkretnych zastosowań narzędzi do obróbki na zimno, w których zużycie jest głównym problemem.