Stal narzędziowa D2 I Stal nierdzewna 440C są często postrzegane jako wysoko cenione, ale kontrowersyjne gatunki w branży. Wyjątkowa odporność na zużycie i wysoka twardość stali D2 w zastosowaniach do obróbki na zimno wyznaczają standardy, podczas gdy stal 440C pozostaje powszechnym wyborem dla odpornych na korozję sztućców i łożysk. Niniejszy artykuł ma na celu szczegółowe i obiektywne porównanie tych dwóch materiałów, oferując czytelnikom informacje niezbędne do podejmowania świadomych decyzji. Chociaż zarówno stal D2, jak i 440C należą do kategorii stali wysokowęglowych, wykazują one znaczące różnice pod względem odporności na korozję, wytrzymałości i doskonałego utrzymywania ostrości.
W skrócie: Tabela porównawcza D2 i 440C
| Funkcja | Stal narzędziowa D2 | Stal nierdzewna 440C |
| Rodzaj stali | Stal narzędziowa do pracy na zimno o wysokiej zawartości węgla i chromu | Stal nierdzewna martenzytyczna o wysokiej zawartości węgla i chromu |
| Kluczowe elementy stopowe | Węgiel (~1,5%), chrom (~12%), molibden (~0,8%), wanad (~0,9%) | Węgiel (~1,0%), chrom (~17%), molibden (~0,5%) |
| Typowa twardość (HRC) | 58-62 HRC (może osiągnąć 64 HRC po hartowaniu) | 59-60 HRC (może osiągnąć do 64 HRC) |
| Odporność na zużycie | Bardzo wysoka; punkt odniesienia w zakresie odporności na ścieranie | Dobra odporność na ścieranie; nadaje się do zastosowań wymagających odporności na zużycie |
| Wytrzymałość | Niski do umiarkowanego | Niska; słaba wytrzymałość ze względu na wysoką zawartość węgla i twardość |
| Odporność na korozję | Umiarkowana (jak na stal narzędziową); ogólnie gorsza od prawdziwych stali nierdzewnych ze względu na wydzielanie się węglików | Dobra (jak na stal nierdzewną martenzytyczną); szeroko stosowana tam, gdzie odporność na korozję jest priorytetem. Jednak gatunki martenzytyczne charakteryzują się zazwyczaj najniższą odpornością na korozję wśród stali nierdzewnych. |
| Obróbka skrawaniem | Słaba; trudna do obróbki i szlifowania ze względu na wysoką zawartość stopu | Umiarkowany; ogólnie lepszy niż D2 |
Przegląd stali narzędziowej D2
Stal D2 to hartowana na powietrzu, wysokowęglowa i chromowa stal narzędziowa. Charakteryzuje się wysoką odpornością na zużycie i ścieranie.
Kompozycja
| 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% |
Kluczowe właściwości stali D2
- Twardość. Zwykle 57-62 HRC (skala twardości Rockwella).
- Odporność na zużycie. Doskonały.
- Utrzymanie krawędzi. Doskonały, trzyma ostrość dłużej niż 440°C.
- WytrzymałośćDobra, na ogół niższa niż 440C.
- Odporność na korozjęDobra, ale mniej odporna na korozję niż 440C.
- Obróbka skrawaniemTrudne do obróbki maszynowej.
Aplikacje
- Narzędzia skrawające przemysłowe: stemple, matryce, ostrza nożyc, frezy, rozwiertaki.
- Wytrzymałe ostrza noży wymagają dłuższego utrzymywania ostrości.
- Narzędzia formujące: matryce do tłoczenia, narzędzia do wytłaczania i narzędzia kuźnicze.
- Części eksploatacyjne i komponenty maszyn (np. łożyska, śruby wtryskowe, koła zębate, wały).
- Formy plastikowe.
Przegląd stali nierdzewnej 440C
Stal 440C to martenzytyczna stal nierdzewna o wysokiej zawartości węgla i chromu. Charakteryzuje się wysoką twardością, odpornością na zużycie i korozję.
Kompozycja
| Węgiel (C) | Chrom (Cr) | Mangan (Mn) | Krzem (Si) | Molibden (Mo) | Fosfor (P) | Siarka (S) |
| 0,95 – 1,20% | 16,0 – 18,0% | 1,00% maks. | 1,00% maks. | 0,75% maks. | 0,040% maks. | 0,030% maks. |
Kluczowe właściwości stali nierdzewnej 440C
- TwardośćWysoka, typowo 58-60 HRC.
- Odporność na zużycieDobrze, ale nieco gorzej niż D2.
- Utrzymanie krawędziDobrze, ale nieco gorzej niż D2.
- Wytrzymałość. Od przeciętnego do dobrego, ogólnie lepsze niż D2.
- Odporność na korozję: Doskonały.
- Obróbka skrawaniem. Stosunkowo łatwa obróbka skrawaniem.
Aplikacje
- Sztućce i noże: profesjonalne noże szefa kuchni, noże myśliwskie, sztućce kuchenne do codziennego użytku oraz noże wysokiej jakości.
- Narzędzia chirurgiczne: skalpele, narzędzia stomatologiczne i nożyczki medyczne.
- Łożyska i tuleje (kulkowe, wałeczkowe).
- Zawory przemysłowe: zawory regulacyjne, zasuwy, zawory zwrotne.
- Sprzęt morski: okucia łodziowe, elementy złączne, sprzęt podwodny.
D2 vs. 440C Nieruchomość po nieruchomości
- Twardość: Twardość stali D2 wynosi 64 HRC, podczas gdy 440C osiąga maksymalną twardość 60 HRC. Jednak w praktyce wartość twardości właściwej zmienia się w zależności od składu materiału i obróbka cieplna procesu, a także jest związana ze specyficznym zastosowaniem materiału.
- Odporność na zużycie:Obie stale wykazywać się doskonałością nosić odporność wynikająca z tworzenia twardych węglików, wynikających z wysokiej zawartości węgla i chromuStal D2 charakteryzuje się najwyższą odpornością na zużycie spośród wszystkich stali narzędziowych. Odporność na zużycie stali 440C ma kluczowe znaczenie w jej zastosowaniu jako narzędzi skrawających.
- Wytrzymałość:W porównaniu ze stalami narzędziowymi odpornymi na wstrząsy (seria S) ani stal D2 ani 440C nie mają szczególnie wysokiej wytrzymałościS. D2 ma umiarkowaną wytrzymałość, natomiast 440C ma niską wytrzymałość.
- Odporność na korozję: Stal 440C charakteryzuje się doskonałą odpornością na korozję, co jest również jej pierwotnym przeznaczeniem. Stal 440C nadaje się do stosowania w środowiskach korozyjnych. Chociaż stal D2 charakteryzuje się dobrą odpornością na utlenianie i plamienie, jej ogólna odporność na korozję nie dorównuje stali 440C.
- Obróbka skrawaniem i szlifowalność:Oba rodzaje stali są trudne do obróbki skrawaniem i szlifowania w stanie zahartowanym.
- Spawalność: Przy użyciu tradycyjnych metod spawania, stal D2 i 440C jest trudna do spawania ze względu na dużą ilość węglików w ich wewnętrznej strukturze. Istnieją jednak podobno dostępne specjalistyczne metody spawania, których jeszcze nie mieliśmy okazji zbadać.
- Wymagania konserwacyjneStal nierdzewna 440C charakteryzuje się doskonałą odpornością na korozję, dlatego nie wymaga częstego czyszczenia i suszenia, co przekłada się na niskie koszty utrzymania. Stal D2 charakteryzuje się wyższymi kosztami utrzymania i wymaga regularnego oliwienia i suszenia, aby zapobiec rdzewieniu, szczególnie w wilgotnych warunkach.
- Koszt. D2 jest ogólnie bardziej przystępne cenowo niż 440C.
Wybór odpowiedniej stali
- Jeśli głównym celem zastosowania jest wydłużenie żywotności narzędzia w obróbce na zimno i nie występują silne warunki korozyjne, takie jak wykrawanie, formowanie lub tłoczenie w dużych ilościach, to D2 jest materiałem z wyboru. D2 może osiągnąć maksymalną odporność na zużycie po odpowiednim podwójnym odpuszczaniu, co czyni go niezwykle ekonomicznym w przypadku długoterminowej produkcji.
- Jeśli zastosowanie wymaga odporności na korozję, wysokiej twardości i odporności na plamy, np. narzędzia tnące w wilgotnym środowisku lub elementy mechaniczne przeznaczone do kontaktu z żywnością, oczywistym wyborem jest stal 440C. Stal 440C charakteryzuje się odpornością na warunki środowiskowe, jakiej stal D2 nie jest w stanie zapewnić.
- Jeśli wytrzymałość jest priorytetem w warunkach pracy, ani D2 ani 440C nie są dobrym wyborem. Duża ilość węglików w nich zawartych sprawia, że są mniej wytrzymałe.
- Jeśli warunki pracy wymagają wysokiej wytrzymałości, ani D2, ani 440C nie będą dobrym wyborem. Duża zawartość węglików w nich zawartych obniża ich wytrzymałość. Jednocześnie, węgliki te utrudniają ich spawanie. Te dwa materiały nie nadają się do zastosowań wymagających spawania.
Podstawową, najważniejszą cechą stali D2 jest doskonała odporność na zużycie, a nie odporność na korozję. Stal 440C jest wysoce hartowana, odporna na zużycie i korozję.
