O1 stal przegląd techniczny

O1 stal techniczna: Stal O1 to uniwersalna stal narzędziowa hartowana w oleju. Jest to stal stopowa manganowa znana z dobrej zdolności do utrzymywania krawędzi i zdolności do osiągania wysokiej twardości po hartowaniu w oleju. W porównaniu ze stalami hartowanymi w wodzie, O1 oferuje lepszą stabilność i równą wytrzymałość po pełnym zahartowaniu, z nieco lepszą odpornością na zużycie. Jest popularnym wyborem ze względu na względną łatwość obróbki cieplnej w niższych temperaturach austenityzacji i dobrą hartowność w umiarkowanych przekrojach. Jest jednak podatna na odwęglenie i pękanie z powodu szoku termicznego podczas hartowania.

1. Skład chemiczny

Element	Węgiel (C)	Mangan (Mn)	Chrom (Cr)	Wolfram (W)	Wanad (V)	Krzem (Si)	Fosfor (P)	Siarka (S)
Zawartość (%)	0.85 – 1.00	1.00 – 1.40	0.40 – 0.60	0.40 – 0.60	0,30 maks.	0.10 – 0.40	0,030 maks.	0,030 maks.

2. Stal narzędziowa O1 Właściwości

Stal narzędziowa O1 to stal hartowana w oleju, znana z dobrej odporności na ścieranie i łatwości hartowania. Na jej twardość znacząco wpływa temperatura odpuszczania po hartowaniu. Podczas gdy oferuje przyzwoitą wytrzymałość, zwłaszcza w porównaniu do innych stali serii O przy wysokiej twardości, jej właściwości rozciągające maleją wraz ze wzrostem temperatury odpuszczania. Wykazuje przewidywalną ekspansję po hartowaniu.

2.1 Twardość stali O1:

Stal O1 osiąga twardość po hartowaniu wynoszącą 64-65 HRC po hartowaniu olejowym od 1475°F (802°C). Hartowanie zmniejsza tę twardość, jak pokazano poniżej:

Temperatura hartowania (°F)	Temperatura odpuszczania (°C)	Twardość (HRC)
Po hartowaniu (od 1475°F)	Po hartowaniu (od 802°C)	64-65
350	177	62-63
400	204	62
500	260	60
600	316	57
700	371	53
800	427	50
900	482	47
1000	538	44
1100	593	39

2.2 Właściwości rozciągające:

Właściwości rozciągające zmieniają się w zależności od temperatury odpuszczania:

Temperatura odpuszczania (°C)	Temperatura hartowania (°F)	Wytrzymałość na rozciąganie (MPa)	Wytrzymałość na rozciąganie (ksi)	Wytrzymałość na rozciąganie (MPa)	Wytrzymałość na rozciąganie (ksi)	Wydłużenie (%)	Redukcja powierzchni (%)
425	800	~1379	~200	~827	~120	17	46
480	900	~1241	~180	~758	~110	20	53
540	1000	~1103	~160	~689	~100	23	58
595	1100	~965	~140	~620	~90	25	61
650	1200	~827	~120	~552	~80	27	65
705	1300	~689	~100	~483	~70	29	68

2.3 Inne właściwości:

Wytrzymałość:Nieco wyższa wytrzymałość niż w przypadku stali O2 i O7 przy wysokich poziomach twardości.

Odporność na zużycie:Zapewnia dobrą odporność na ścieranie.

Stabilność wymiarowa:Oczekiwane rozszerzenie o około 0,0015 cala/cala (0,0015 mm/mm) po hartowaniu w oleju.

3. Stal narzędziowa O1 Zastosowania

3.1 Narzędzia tnące:Stal O1, ze względu na wysoką zawartość węgla, może być hartowana w oleju do wysokiej twardości (ok. 62–63 HRC), dzięki czemu doskonale nadaje się do produkcji różnych narzędzi skrawających. Oznacza to wysoką twardość, co oznacza, że dobrze trzymają ostrość i będą ciąć dłużej. W zależności od fabryki, zastosowania mogą obejmować:

• Gwintowniki i narzynki: Służą do formowania gwintów wewnętrznych i zewnętrznych.
• Rozwiertaki: służą do powiększania i wykańczania istniejących otworów do dokładnych rozmiarów.
• Wiertła: Do wykonywania otworów w różnych materiałach (choć bardziej odpowiednie do zastosowań wymagających mniejszej prędkości niż w przypadku stali szybkotnących).
• Ostrza nożycowe: Służą do cięcia blachy i innych materiałów.
• Dziurkacze: Do wykonywania otworów lub wycinania kształtów w materiałach przy użyciu siły.
• Noże maszynowe: Do różnych operacji cięcia lub rozcinania

3.2 Części odporne na zużycie: Dzięki twardości stali O1 ma ona dobrą odporność na ścieranie i może być stosowana do elementów konstrukcyjnych narażonych na tarcie i zużycie. W Twojej fabryce może to obejmować:

• Wskaźniki: Aby dokładnie mierzyć wytwarzane części, istotne jest zachowanie i zapewnienie poprawności wymiarowej podczas zużycia.
• Walce formujące: W procesach walcowania lub tłoczenia powierzchnie rolek powinny charakteryzować się dużą odpornością na zużycie.
• PROWADNICE I SUWAKI MASZYNY: Są to części, które powinny być używane z zachowaniem tarcia ślizgowego i powinny zachowywać swój kształt i dokładność przez cały okres eksploatacji.
• Narzędzia do obróbki materiałów ściernych: W zależności od konkretnych materiałów, z którymi pracujesz, O1 może być odpowiednie do niektórych zastosowań narzędziowych obejmujących materiały średnio ścierne.

4. Obróbka cieplna stali O1

Poniżej przedstawiono ogólny proces obróbki cieplnej stali O1:

4.1 Załadunek pieca

• Zazwyczaj zaleca się rozpoczynanie pracy od zimnego pieca.
• Umieść część ze stali O1 w środku. Stal O1 można szybko podgrzać. Jeśli piec jest wstępnie podgrzany, część można najpierw umieścić na górze pieca, zmniejszając ryzyko szoku termicznego i pęknięć.

4.2 Podgrzewanie wstępne

• Temperatura podgrzewania wstępnego stali narzędziowej O1 wynosi 1200°F.
• W tej temperaturze należy trzymać przez zaledwie 10-15 minut lub do momentu równomiernego nagrzania części. Stal O1 nie powinna być moczona w tej temperaturze dłużej. Dłuższe moczenie zmieni strukturę molekularną materiału.

4.3 Austenityzowanie

• Ustaw piec na temperaturę austenityzacji lub hartowania. W przypadku stali O1 jest to 1500°F.
• Gdy piec osiągnie tę temperaturę, upewnij się, że część ma ten sam kolor co wnętrze pieca. Dopiero wtedy można rozpocząć procedurę namaczania.
• Czas namaczania stali O1 w jej temperaturze austenityzacji wynosi 5 minut razy każdy cal najmniejszego przekroju poprzecznego, 25 mm, po osiągnięciu przez par temperatury austenityzacji. Należy dokładnie namoczyć par w tej temperaturze, aby umożliwić prawidłowe utworzenie się wystarczającej ilości austenitu.

4.4 Hartowanie

• Hartowanie przekroju od temperatury austenityzacji w odpowiednim oleju hartowniczym.
• Hartować, aż temperatura części osiągnie 125–150 stopni Fahrenheita (52–65 stopni Celsjusza).
• Jeżeli wymagana twardość nie jest niższa, natychmiastowe schłodzenie po osiągnięciu odpowiedniej temperatury austenityzacji i właściwy czas wygrzewania mają kluczowe znaczenie.
• Należy pamiętać, że stal O1 jest narażona na pękanie z powodu szoku termicznego podczas hartowania w oleju. Prawidłowe podgrzewanie może złagodzić to ryzyko.

4.5 Hartowanie

• ODPUSZCZANIE MUSI BYĆ PRZEPROWADZONE NATYCHMIAST PO OSIĄGNIĘCIU PRZEZ CZĘŚCI TEMPERATURY 125 DO 150° F (52 DO 65° C) po hartowaniu. Jeśli opóźnisz odpuszczanie, zahartowana stal pęknie.
• Najpopularniejszą temperaturą odpuszczania stali narzędziowej O1 jest 350° F (175° C). Dokładna temperatura odpuszczania będzie jednak zależeć od wymaganej końcowej twardości dla danego zastosowania.
• Utrzymywać stal w wybranej temperaturze odpuszczania przez 2 godziny na każdy cal (25 mm) przekroju.
• NIGDY NIE PRZEGRZEWAJ ANI NIE PRZEGRZEWAJ CZĘŚCI.
• Stal O1 zazwyczaj wymaga tylko jednego odpuszczania. Drugie odpuszczanie w niższej temperaturze (np. 325° F lub 160° C) może być wykonane, aby pomóc zapewnić, że wszystko zostanie przekształcone i pomóc zapewnić wytrzymałość w razie potrzeby bez znacznego zmniejszenia twardości. 2 godziny na cal przekroju poprzecznego, jeśli zastosowano drugie odpuszczanie.
• Następnie po odpuszczaniu należy pozwolić stali ostygnąć na powietrzu do temperatury pokojowej.

To prosty, krok po kroku opis sposobu obróbki cieplnej części ze stali O1, która nadaje im pożądaną twardość, odporność na zużycie i wytrzymałość wymaganą do ich zamierzonego zastosowania w Twojej fabryce.

5. Porównaj O1 i Stal D2

• Stal O1 to hartowana w oleju, niskostopowa stal narzędziowa o przyzwoitych właściwościach. Osiąga dobrą twardość (62-63 HRC) i odporność na ścieranie przy wystarczającej wytrzymałości. Wykazuje niewielką zmianę wymiarów podczas hartowania w oleju i ma dobrą stabilność. O1 to wszechstronna stal o średniej obrabialności, co czyni ją dobrą do krótszych serii produkcyjnych.
• AISI D2 to wysokowęglowa, wysokochromowa, hartowana na powietrzu stal narzędziowa, znana z dobrej odporności na zużycie ścierne. Zwykle pracuje w temperaturze około 56-58 HRC, co pozwala na minimalne odkształcenia podczas hartowania na powietrzu i zapewnia dobrą stabilność wymiarową. D2 ma mniejszą wytrzymałość niż O1 i jest trudniejsza w obróbce. Jest powszechnie stosowana w matrycach długoterminowych i w zastosowaniach, w których wymagana jest wysoka odporność na zużycie.
• Ogólnie rzecz biorąc, należy stosować O1, jeśli wymagana jest wytrzymałość i dobra obrabialność w przypadku narzędzi ogólnego przeznaczenia i/lub krótkich serii; należy natomiast stosować D2, jeśli wymagana jest wyższa odporność na zużycie i stabilność wymiarowa przy produkcji wielkoseryjnej.

6. Czy stal O1 nadaje się na noże?

Stal O1 może być używana do produkcji noży i prawdopodobnie zapewni dobrą równowagę twardości, trzymania krawędzi i wytrzymałości do ogólnego użytku. Jednak jej brak odporności na korozję jest znaczącą wadą w porównaniu ze stalą nierdzewną, która jest powszechnie stosowana do produkcji sztućców. W zastosowaniach, w których odporność na korozję jest krytyczna (jak noże kuchenne lub noże zewnętrzne narażone na wilgoć), opcje ze stali nierdzewnej będą bardziej odpowiednie. Dowiedz się więcej o stali O1 stosowanej w nożach.

7. Czy O1 jest lepszy niż 1095?

To, czy O1 jest „lepsze” niż 1095, zależy od konkretnego zastosowania w Twojej fabryce:

• Jeśli Twoja aplikacja wymaga minimalnego odkształcenia podczas hartowania, obejmuje skomplikowane kształty lub wymaga hartowania na wskroś w umiarkowanych sekcjach z dobrą równowagą twardości, wytrzymałości i odporności na zużycie, O1 prawdopodobnie będzie lepszym wyborem ze względu na swoje właściwości hartowania w oleju i dobrą hartowność. Niższe ryzyko pękania podczas obróbki cieplnej jest również znaczącą zaletą.

• Jeśli Twoja aplikacja korzysta z bardzo twardej powierzchni i potencjalnie bardziej wytrzymałego rdzenia, a Ty masz precyzyjną kontrolę nad procesem hartowania w wodzie, aby zminimalizować pękanie i odkształcenia, 1095 może być odpowiedni. Jednak ograniczona hartowność może być ograniczeniem dla większych części wymagających stałej twardości w całym zakresie.