Przewodnik po obróbce cieplnej stali narzędziowej D3

Stal narzędziowa D3 obróbka cieplna jest kluczowa dla uzyskania optymalnych właściwości i obejmuje szereg etapów: podgrzewanie wstępne, austenityzacja, gaszenie, I ruszenieProces ten ma na celu przekształcenie mikrostruktury stali w utwardzoną i odpuszczoną strukturę martenzytyczną z węglikami, które zapewniają pożądane właściwości narzędzia skrawającego.

Czym jest stal narzędziowa D3? Stal narzędziowa D3 to wysokowęglowa, wysokochromowa stal narzędziowa do pracy na zimno, charakteryzująca się wysoką odpornością na zużycie, wysoką wytrzymałością na ściskanie i możliwością głębokiego hartowania. Skład stali narzędziowej D3¹ jest C2,00 – 2,35%, Cr11,00 – 13,50%, Mo≤ 0,40%, V≤ 0,35%, Mn≤ 0,60%, Si≤ 0,60%, P≤ 0,03%, S≤ 0,03%.

Odpowiedniki dla stali narzędziowej AISI D3:

1. Niemcy (nr DIN/Werkstoff): 1.2080, X210Cr12, X200Cr12
2. Japonia (JIS): SKD1
3. Chiny (Wielka Brytania): Cr12

Poniżej przedstawiono etapy obróbki cieplnej stali narzędziowej D3.

Podgrzewanie wstępne

Podgrzewanie wstępne jest niezbędną operacją dla praktycznie wszystkich stali narzędziowych, w tym stali D3. Chociaż nie odgrywa ono żadnej roli w reakcji hartowania z metalurgicznego punktu widzenia, spełnia trzy ważne funkcje: redukuje szok termiczny, zwiększa wydajność urządzeń oraz ogranicza nawęglanie i odwęglanie. Temperatura podgrzewania wstępnego wynosi 650°C (1200°F).².

Austenityzowanie (hartowanie)

Austenityzowanie to drugi etap obróbki cieplnej. Stale narzędziowe wykorzystują proces austenityzacji, polegający na rozpuszczaniu różnych złożonych węglików stopowych. W przypadku stali D3 optymalna temperatura hartowania wynosi zazwyczaj około 960°C (1760°F) lub w zakresie 980–1025°C (1796–1877°F).

Gaszenie

Po austenityzacji stal jest hartowana w celu przekształcenia austenit w martenzyt. Martenzyt to pożądana twarda i krucha struktura, która stanowi podstawę skrawalności stali. Stal D3 nie zawiera molibdenu, dlatego jest hartowana w oleju. W porównaniu z hartowaniem w powietrzu, hartowanie w oleju niesie ze sobą większe ryzyko odkształceń i pęknięć. Dlatego należy kontrolować szybkość chłodzenia, aby zapobiec tworzeniu się niepożądanych faz, takich jak perlit czy bainit.

Po hartowaniu stal jest poddawana dużym naprężeniom i podatna na pękanie. Przed przystąpieniem do odpuszczania konieczne jest schłodzenie elementu do temperatury około 65°C (150°F).

Odpuszczanie

Odpuszczanie to ostatni, krytyczny etap obróbki cieplnej wykonywany po hartowaniu. Jego głównym celem jest zwiększenie wytrzymałości stali, zmniejszenie naprężeń wewnętrznych i nadanie jej twardości wtórnej. W przypadku stali D3 i innych stali wysokowęglowych i wysokochromowych, zdecydowanie zaleca się dwu- lub trzykrotne odpuszczanie. Stal D3 jest zazwyczaj odpuszczana w niskiej temperaturze około 200°C (390°F). W tej temperaturze odpuszczania stal D3 osiąga twardość 60 HRC. Im wyższa temperatura odpuszczania, tym niższa twardość końcowa. Konkretna temperatura zależy od wymaganej twardości docelowej.

Podsumowując, prawidłowa obróbka cieplna stali narzędziowej D3 wymaga precyzyjnej kontroli temperatury i czasu podczas nagrzewania wstępnego, austenityzacji, hartowania, a zwłaszcza wielokrotnych cykli odpuszczania. Zrozumienie i staranne zarządzanie tymi etapami ma kluczowe znaczenie dla uzyskania pożądanej, twardej, odpornej na zużycie i stabilnej wymiarowo mikrostruktury, przy jednoczesnym zminimalizowaniu ryzyka pęknięć i odkształceń.

Jeśli chcesz kupić pręt okrągły lub płaskownik D3/1.2080/Cr12, skontaktuj się z nami. Oferujemy pełną gamę rozmiarów w magazynie – szybka wysyłka i niezawodna jakość.

1. Bringas, JE (red.). (2004). Podręcznik porównawczych światowych norm stali (3. wydanie, str. 433). ASTM International. ↩︎
2. Bryson, WE (2007). Obróbka cieplna, dobór i zastosowanie stali narzędziowych (s. 184). Publikacje Hansera. ↩︎