Wstęp
Stal narzędziowa D2 Stal D2 to wysokowęglowa, wysokochromowa stal narzędziowa do obróbki na zimno, powszechnie ceniona za doskonałą odporność na zużycie i stabilność wymiarową. Stanowi ona standard, względem którego często ocenia się odporność na ścieranie innych stali narzędziowych. Stal D2 jest stosowana głównie w narzędziach do długotrwałej obróbki na zimno, takich jak wykrawanie, formowanie na zimno, ciągnienie, laminowanie i matryce do walcowania gwintów, a także w różnego rodzaju stemplach, rolkach i nożach nożyc/nożyc tnących/rozcinających, wykorzystując jej doskonałą odporność na zużycie i stabilność wymiarową. Dlaczego skład chemiczny stali D2 jest kluczowy? Skład stali D2 bezpośrednio wpływa na jej właściwości fizyczne i mechaniczne.
Skład stali D21
| Węgiel (C) | Chrom (Cr) | Molibden (Mo) | Wanad (V) | Mangan (Mn) | Krzem (Si) | Fosfor (P) | Siarka (S) |
| 1,40 – 1,60 | 11:00 – 13:00 | 0,70 – 1,20 | 0,50 – 1,10 | 0,10 – 0,60 | 0,10 – 0,60 | ≤ 0.030 | ≤ 0.030 |
Elementy stopowe i ich role w stali D2
- Węgiel (C)Jest głównym pierwiastkiem hartującym w stali D2, umożliwiającym jej tworzenie martenzytu podczas obróbki cieplnej. Zwiększenie zawartości węgla poprawia twardość i odporność na zużycie, ale może pogorszyć wytrzymałość i ciągliwość. W stali D2 węgiel i inne stopy tworzą węgliki spiekane o wysokiej twardości i odporności na zużycie. Jednak wysoka zawartość węgla powoduje również słabą spawalność stali D2.
- Chrom (Cr)Wysoka zawartość węgla i chromu w stali D2 powoduje powstawanie dużej ilości węglików wzbogaconych chromem o wysokiej odporności na zużycie, takich jak Cr7C3 lub Cr23C6, które charakteryzują się wyższą twardością niż zwykły cementyt. Poprawia to również hartowność, odporność na korozję, odporność na utlenianie, polerowalność i właściwości wysokotemperaturowe.
- Molibden (Mo)Jest silnym węglikotwórcą, tworząc twarde i stabilne węgliki, takie jak Mo₂C, oraz węgliki podwójne, takie jak Fe₄Mo₂C i Fe₂₁MoC₆. Poprawia hartowność, odporność na zużycie i wytrzymałość stali w podwyższonych temperaturach (twardość czerwona). Molibden wspomaga również obróbkę skrawaniem i poprawia właściwości mechaniczne stali chromowych oraz utwardzanie powierzchniowe stali niklowo-molibdenowych.
- Wanad (V)Jest to niezwykle silny węglik, tworzący bardzo stabilne i twarde węgliki (VC) oraz węglikoazotki (węglikoazotek wanadu). Węgliki te przyczyniają się do zwiększonej odporności na zużycie i wytrzymałości, jednocześnie uszlachetniając strukturę ziarna i zwiększając wytrzymałość w wysokich temperaturach.
- Mangan (Mn). Przyczynia się do twardości w głąb i jest również stałym środkiem wzmacniającym roztwór. Działa jako odtleniacz i poprawia hartowność.
- Krzem (Si)Występuje w mniejszych ilościach niż mangan i przyczynia się do ogólnej wytrzymałości i twardości.
- Fosfor (P) i siarka (S)Mają one niekorzystny wpływ na właściwości stali D2, a ich zawartość powinna być kontrolowana do poziomu poniżej 0,030%. W szczególności siarka może powodować poważną segregację i „czerwoną kruchość”.
Wpływ składu na właściwości stali D2
- Wysoka twardość i odporność na zużycieWysoka zawartość węgla, chromu, molibdenu i wanadu przyczynia się do powstawania licznych, dużych, bogatych w chrom węglików stopowych w mikrostrukturze stali. Węgliki te są głównymi czynnikami decydującymi o wyjątkowej odporności stali D2 na zużycie ścierne i adhezyjne, pozwalając jej zachować ostrą krawędź przez długi czas.
- Umiarkowana odporność na korozjęZawartość chromu 12% nadaje stali D2 pewien stopień odporności na korozję, ale nie jest to jej najważniejsza właściwość, gdyż jej odporność na korozję jest znacznie gorsza od odporności prawdziwej stali nierdzewnej.
- Słaba obrabialność i spawalnośćWysoka zawartość węgla i chromu nadaje stali D2 doskonałą twardość i odporność na zużycie, lecz jednocześnie utrudnia jej obróbkę mechaniczną i spawanie.
- Stabilność wymiarowaStal D2 można hartować na powietrzu, minimalizując ryzyko odkształceń. Jest to związane z zawartością molibdenu (Mo) w jej składzie.
Równoważne gatunki stali D2
- USA: AISI D2, ASTM A681, UNS T30402
- Niemcy: DIN 1.2379, X153CrMoV12, X155CrVMo12-1
- Japonia: JIS SKD11
- Wielka Brytania: BD2
- Francja: Z160CDV12
- Rosja: Rozdział 12D1
- Hiszpania: F5211
- Chiny: Wielka Brytania Cr12Mo1V1(Niektóre źródła podają Cr12MoV)
- UE: EN X153CrMoV12
Wniosek
Stal D2 to bardzo dojrzała stal, obecna na rynku od dziesięcioleci. Stal D2 oferowana przez naszą firmę może być precyzyjnie dostrojona pod kątem zawartości molibdenu (Mo) i wanadu (V), aby spełniać standardy rynkowe różnych krajów. Jeśli Czytelnicy są zainteresowani stalą D2, prosimy o kontakt.
- Roberts, G., Krauss, G. i Kennedy, R. (1998). Stale narzędziowe: 5. edycja (str. 203). ASM International. ↩︎
Często zadawane pytania
Stal narzędziowa D2 nie jest uważana za typową stal nierdzewną, mimo że zawiera wysoki procent chromu (około 11,50% do 12,05%), co jest wartością zbliżoną do minimum wymaganego do oznaczenia stali nierdzewnej.
Stal narzędziowa D2 osiąga swoją wyjątkową twardość dzięki wysokiej zawartości węgla i chromu, w połączeniu ze specjalnymi procesami obróbki cieplnej. Podczas obróbki cieplnej jej mikrostruktura przekształca się w twardy martenzyt, tworząc dużą objętość niezwykle twardych węglików stopowych. Węgliki te, głównie typu M7C3 bogatego w chrom, działają jako wysoce odporne na zużycie cząstki osadzone w twardej osnowie martenzytycznej, znacząco zwiększając ogólną twardość stali, zazwyczaj od 54 do 65 HRC.
Stal narzędziowa D2 jest trudna w obróbce skrawaniem, głównie ze względu na wysoką twardość i obecność dużej ilości twardych, nierozpuszczonych węglików w mikrostrukturze. Węgliki te działają jak twarde przeszkody podczas obróbki, powodując znaczne zużycie ścierne narzędzi skrawających. Wysoka zawartość węgla i chromu, które przyczyniają się do odporności na zużycie, również zmniejsza jej skrawalność.
Węgliki są niezbędne dla wydajności stali narzędziowej D2, zapewniając jej wyjątkowo wysoką odporność na zużycie i ścieranie. Stal D2 zawiera „ogromne ilości węglików”, głównie bogatych w chrom typów M7C3, które powstają podczas krzepnięcia i obróbki cieplnej z powodu wysokiej zawartości węgla i chromu. Te twarde, stabilne cząstki węglików działają jak mikroskopijne „zęby piły” w osnowie stali, zapobiegając usuwaniu materiału w warunkach ściernych. Chociaż znacznie zwiększają odporność na zużycie, duża zawartość węglików może również zmniejszyć wytrzymałość stali.
Stal narzędziowa D2 jest generalnie droższa niż zwykłe stale węglowe lub niskostopowe ze względu na wyższą zawartość dodatków stopowych. Jednak w klasie wysokowydajnych stali narzędziowych do pracy na zimno, stal D2 jest często uważana za oferującą dobrą równowagę między właściwościami a ceną. Jej opłacalność jest zwiększona dzięki doskonałej odporności na zużycie, co przekłada się na dłuższą żywotność narzędzia pomimo wyższej początkowej ceny materiału.
Potrzebujesz stali narzędziowej D2 o wysokiej wydajności?
Skorzystaj z ponad 20-letniego doświadczenia Aobo Steel w kuciu. Dostarczamy najwyższej jakości stal narzędziową D2, gwarantującą wyjątkową trwałość, odporność na zużycie i precyzję w przypadku wszystkich wymagających zastosowań. Współpracuj z nami, aby uzyskać jakość, której możesz zaufać.
Gotowy, aby podnieść swój projekt? Po prostu wypełnij poniższy formularz, aby skontaktować się z naszymi specjalistami od stali D2 i otrzymać spersonalizowaną wycenę!
