Twardość stali narzędziowej M2

Stal narzędziowa M2 twardość wyróżnia się w zastosowaniach wymagających szybkiego cięcia i formowania. Stal narzędziowa szybkotnąca M2 to gatunek ogólnego przeznaczenia typu molibdenowego, powszechnie znany ze swoich zrównoważonych właściwości. Twardość, czyli zdolność materiału do opierania się penetracji i ścieraniu, jest głównym czynnikiem decydującym o wydajności w wymagających środowiskach przemysłowych.

Na dole strony znajduje się bezpłatny plik PDF zawierający informacje na temat twardości stali narzędziowej M2.

1. Co definiuje twardość stali narzędziowej M2?

Wrodzona twardość stali narzędziowej M2 jest kluczową cechą. Zazwyczaj stal narzędziowa szybkotnąca M2 może osiągnąć twardość w temperaturze pokojowej wynoszącą 64 HRC (skala twardości Rockwella C). Konkretny obróbka cieplna Proces ten ma znaczący wpływ na końcową twardość.

• Zakres osiągalnej twardości: W zależności od dokładności austenityzowanie I gaszenie metodami, szczególnie z hartowaniem olejowym, M2 może osiągnąć wartości twardości od 60 do 66 HRC.
• Twardość po hartowaniu: Po prawidłowym schłodzeniu na powietrzu z właściwej temperatury hartowania można oczekiwać, że twardość po schłodzeniu będzie wynosić około 65-66 HRC.

2. Kluczowa rola obróbki cieplnej w twardości M2

Osiągnięcie i kontrolowanie efektu końcowego Twardość stali narzędziowej M2 opiera się w dużej mierze na specjalistycznej obróbce cieplnej obejmującej austenityzację, hartowanie i późniejsze odpuszczanie.

Hartowanie jest szczególnie istotne w przypadku M2. Wykonuje się ją po hartowaniu, aby zmniejszyć naprężenia wewnętrzne i zwiększyć wytrzymałość. Co najważniejsze, odpuszczanie rozwija się twardość wtórna, cecha charakterystyczna stali szybkotnących. Zjawisko to jest spowodowane wytrącaniem się drobnych węglików stopowych, na które wpływ ma przede wszystkim rozpuszczony molibden, wolfram i wanad. Węgliki te są niezbędne, aby M2 zachowało wysoką twardość nawet w podwyższonych temperaturach.

Typowa pierwsza temperatura odpuszczania dla M2 to 1050°F (565°C)Uzyskana twardość po hartowaniu mieści się zazwyczaj w granicach 64-65 HRC zakres. Maksymalna twardość jest często osiągana przy temperaturach odpuszczania wynoszących około 540-560°C.

2.1 Wkład mikrostrukturalny w twardość M2

Ogólna twardość, którą mierzysz w przypadku M2, jest synergistyczną kombinacją matrycy martenzytu odpuszczonego i różnych faz węglików twardych osadzonych w jej mikrostrukturze.

• Matryca martenzytyczna: Znaczny udział ma matryca bazowa wykonana z hartowanej stali szybkotnącej, o twardości wynoszącej około 900 HV (twardość Vickersa) lub 790 HK (twardość Knoopa), co odpowiada około 60,5 HRC.
• Węgliki twarde: M2 zawiera również niezwykle twarde węgliki, które znacząco zwiększają odporność na zużycie:
  • MC (węgliki wanadu): Ich twardość wynosi około 2300–3000 HV (lub 2520 HK).
  • M6C (węgliki wolframu i molibdenu): Typowa twardość tych metali wynosi około 1400–1700 HV (lub 1490 HK).

Podczas gdy matryca zapewnia twardość w masie, te nierozpuszczone węgliki są niezbędne dla lepszej odporności stali na ścieranie. Stale z większą zawartością tych twardych węglików mogą nawet zbliżać się do wartości twardości bliższych 70 HRC.

3. Twardość na gorąco stali narzędziowej M2: praca pod ciśnieniem

Do operacji cięcia z dużą prędkością, zachowując twardość w podwyższonych temperaturach – znanych jako twardość na gorąco Lub twardość czerwona – jest niezbędna. Stal narzędziowa M2 wyróżnia się pod tym względem, posiadając dobrą twardość w kolorze czerwonym i wysoką odporność na zmiękczanie termiczne. Podczas gdy twardość naturalnie maleje wraz ze wzrostem temperatury, M2 utrzymuje użyteczną twardość do około 600°C, zapewniając stałą wydajność nawet w wymagających warunkach.

4. Wyważenie twardości i wytrzymałości M2 w celu uzyskania optymalnej wydajności

Podstawową zasadą w metalurgii jest to, że podczas gdy wysoka twardość ogólnie poprawia wytrzymałość i odporność na zużycie, często odbywa się to kosztem wytrzymałości. Ta odwrotna zależność jest krytycznym czynnikiem przy projektowaniu narzędzi. Stal narzędziowa M2 oferuje niezwykle zrównoważona kombinacja odporności na ścieranie i wytrzymałości.

• Względna odporność na ścieranie: Klasa M2 ma ocenę 95 (w porównaniu do klasy D2 wynoszącej 100), co wskazuje na doskonałe właściwości ścierne.
• Wytrzymałość: Posiada średnią wytrzymałość, ocenioną na 20 (podobną do D2, choć niższą od klas takich jak A2 czy S7).

W przypadku konkretnych zastosowań narzędziowych wymagane jest Twardość stali narzędziowej M2 Poziom ten jest często precyzyjnie dostosowywany w celu optymalizacji równowagi pomiędzy odpornością na zużycie i wytrzymałością.

4.1 Dopasowanie twardości do konkretnych zastosowań

Nasze doświadczenie pokazuje, że podejście „jeden rozmiar dla wszystkich” do twardości nie zawsze jest najlepsze. Oto jak Twardość stali narzędziowej M2 jest zazwyczaj dostosowywany do różnych zastosowań:

5. Zwiększanie twardości stali narzędziowej M2 za pomocą obróbki powierzchni

Oprócz tradycyjnej obróbki cieplnej, obróbka powierzchni może dodatkowo zwiększyć odporność stali narzędziowej M2 na zużycie, umożliwiając uzyskanie wyjątkowo wysokiej twardości powierzchni przy jednoczesnym zachowaniu pożądanej twardości rdzenia.

• Azotowanie jonowe: Proces ten pozwala na osiągnięcie bardzo wysokiej twardości powierzchni, zwykle wynoszącej od 1050-1200 WN, podczas gdy rdzeń zachowuje określoną twardość 64-66 HRC.
• Boronowanie: W zastosowaniach wymagających jeszcze większej twardości powierzchni borowanie pozwala osiągnąć wartości przekraczające 1500 WN.

6. Twój partner w zakresie stali narzędziowej M2

Podsumowując, stal narzędziowa szybkotnąca M2 jest niezwykle wszechstronnym gatunkiem, oferującym potężną kombinację twardości (zwykle 64-65 HRC po odpuszczaniu), wyjątkową odporność na zużycie i niezawodną twardość na gorąco. Jej wydajność jest precyzyjnie kontrolowana poprzez staranną obróbkę cieplną, wykorzystując zjawisko wtórnego utwardzania napędzane przez węgliki stopowe. Chociaż posiada średnią wytrzymałość, konkretna twardość robocza jest zawsze dostosowywana do dokładnych wymagań konkretnego zastosowania narzędzi.