Stal narzędziowa D2 vs D3

Wybierając odpowiednią stal narzędziową do swojego projektu, możesz natknąć się na D2 I D3 stale narzędziowe. Obie stale narzędziowe to stale narzędziowe o wysokiej zawartości węgla i chromu, które są szeroko stosowane w przemyśle narzędziowym i matrycowym do narzędzi do obróbki na zimno, takich jak narzędzia skrawające, matryce i stemple. Są one klasyfikowane jako seria D w systemie klasyfikacji AISI i zostały pierwotnie opracowane jako potencjalne zamienniki stali HSS, ale nie były szeroko stosowane w wysokich temperaturach ze względu na brak twardości na gorąco i kruchości podczas obróbki skrawaniem. Niemniej jednak stale narzędziowe D2 i D3 wykazują doskonałą odporność na zużycie w zastosowaniach obróbki na zimno ze względu na dużą objętość węglików spiekanych utworzonych z wysokiej zawartości węgla i chromu. W tym artykule przyjrzymy się bliżej różnicom między tymi dwoma materiałami, aby pomóc Ci wybrać stal narzędziową, która najlepiej odpowiada potrzebom Twojego projektu.

Porównanie składu chemicznego

Zawartość węgla i chromu w stalach D2 i D3 ma kluczowe znaczenie dla ich wydajności. Jak pokazano w poniższej tabeli, stal D2 ma zawartość węgla 1,40–1,60% i zawartość chromu 11,00–13,00%, podczas gdy stal D3 ma wyższą zawartość węgla 2,00–2,35% i podobną zawartość chromu 11,00–13,50%. Ta wysoka zawartość chromu zwiększa ich dobrą odporność na korozję, podczas gdy zawartość węgla zwiększa ich twardość i odporność na zużycie dzięki tworzeniu się węglików. Należy zauważyć, że żadna z nich nie jest stalą nierdzewną.

Typ AISI	Numer UNS	C (%)	Mn(%)	Si (%)	Cr (%)	Ni (%)	Mo (%)	W (%)
D2	T30402	1.40-1.60	0,60 maks.	0,60 maks.	11.00-13.00	0,30 maks.	0.70-1.20	1,10 maks.
D3	T30403	2.00-2.35	0,60 maks.	0,60 maks.	11.00-13.50	0,30 maks.	…	…

Porównanie głównych czynników

Tabela porównuje D2 i D3 pod względem twardości na gorąco, wytrzymałości i odporności na zużycie. Każda wartość jest punktowana w skali od 1 do 10. Z tabeli możemy wywnioskować, że zarówno D2, jak i D3 mają doskonałą odporność na zużycie i umiarkowaną twardość na gorąco, ale są gorsze pod względem wytrzymałości.

Porównanie czynników produkcyjnych

Porównaj D2 i D3 na podstawie ich dostępności, kosztów i obrabialności. Oś pionowa pokazuje ich wyniki dla tego elementu, w skali od 1 do 10.

Stal narzędziowa D2 vs. D3 Porównanie innych parametrów

Właściwości stali D2 i D3 są znacząco modyfikowane przez obróbkę cieplną, w szczególności przez procesy hartowania i odpuszczania, które optymalizują ich twardość i trwałość. Poniższa tabela porównuje różne parametry związane z ich obróbką cieplną i wynikającymi z niej właściwościami.

Czynnik	D2	D3
Zwykła twardość robocza, HRC	58-64	58-64
Głębokość hartowania	D	D
Najdrobniejszy rozmiar ziarna przy pełnej twardości, standard Shepherd	7 1/2	7 1/2
Twardość powierzchni po hartowaniu, HRC	61-64	64-66
Twardość rdzenia (średnica 25 mm lub 1 cal okrągły), HRC	61-64	64-66
Medium hartujące	A	O
Temperatura utwardzania, °C (°F)	980-1025 (1800-1875)	925-980 (1700-1800)
Zmiana wymiarów podczas hartowania	L	L
Bezpieczeństwo podczas hartowania	H	M
Podatność na odwęglanie	H	H
Przybliżona twardość po walcowaniu lub kuciu, HB	550	400
Twardość wyżarzana, HB	217-255	217-255
Temperatura wyżarzania, °C (°F)	870-900 (1600-1650)	870-900 (1600-1650)
Zakres temperowania, °C (°F)	205-540 (400-1000)	205-540 (400-1000)
Temperatura kucia, °C (°F)	1010-1095 (1850-2000)	1010-1095 (1850-2000)

Wytrzymałość na ściskanie stali narzędziowych D2 i D3 po hartowaniu do maksymalnej twardości i odpuszczaniu w podanych temperaturach

Wytrzymałość na ściskanie Stale narzędziowe D2 i D3 zmienia się w zależności od obróbka cieplna, a konkretnie temperatura odpuszczania, jak pokazano w poniższej tabeli.

Stal	Temperatura odpuszczania (°C)	Temperatura hartowania (°F)	Twardość (HRC)	Maksymalna wytrzymałość na ściskanie (MPa)	Wytrzymałość na ściskanie (ksi)
D2	175	350	61.5	3841	557
D2	230	450	59.5	3641	528
D3	175	350	63.5	3634	527
D3	230	450	61.5	3290	477

---

---

Porównanie aplikacji

Stale wysokowęglowe i wysokochromowe typu D dzielą się na dwie grupy według zawartości węgla. Stal D3 oferuje najwyższą odporność na zużycie, ale przy niskiej wytrzymałości, należąc do stali wysokowęglowych (w tym D4 i D7). Stal D2 należy do stali niskowęglowych (w tym D5), która ma stosunkowo wysoką odporność na zużycie i nieco wyższą wytrzymałość niż stale typu D o zawartości węgla 2% lub wyższej. Stal wysokowęglową można wybrać zamiast D2, jeśli przewiduje się dłuższy cykl produkcyjny. Jednak stal wysokowęglowa jest trudniejsza w obróbce. Stal D2 jest czasami używana do przycinania na gorąco odkuwek, ale stale wysokowęglowe i wysokochromowe są używane głównie do narzędzi do obróbki na zimno w przemyśle narzędziowym i matrycowym, takich jak narzędzia tnące do blach, gdzie doskonała odporność na zużycie jest niezbędna.