Stal narzędziowa O1 a D2: jakie są różnice?

Stal narzędziowa O1 kontra D2: Stal narzędziowa O1 I Stal narzędziowa D2 Obie stale narzędziowe do pracy na zimno są powszechnie stosowane, ale posiadają różne właściwości, które czynią je odpowiednimi do różnych zastosowań. Szczegółowe porównanie ujawnia ich mocne i słabe strony.

Stal narzędziowa O1 kontra D2: Skład chemiczny

Element	Stal narzędziowa O1 (%)	Skład stali D2 (%)
Węgiel (C)	0.85 – 1.00	1.40 – 1.60
Chrom (Cr)	0.40 – 0.60	11.00 – 13.00
Mangan (Mn)	1.00 – 1.40	0.10 – 0.60
Wanad (V)	0.15 – 0.30	0.50 – 1.10
Molibden (Mo)	–	0.70 – 1.20
Wolfram (W)	0.40 – 0.60	–
Krzem (Si)	0.10 – 0.50	0.10 – 0.60
Fosfor (P)	≤ 0,03	≤ 0,03
Siarka (S)	≤ 0,03	≤ 0,03

Stal narzędziowa O1 kontra D2: Właściwości mechaniczne

1. TwardośćStal O1 i stal D2 mają podobną twardość roboczą. Typowa Twardość stali O1 wynosi 58–60 HRC. Twardość stali D2 wynosi 58–61 HRC i może osiągnąć 60–62 HRC poprzez obróbkę cieplną, a nawet 63–64 HRC w przypadku produkcji metodą metalurgii proszków (P/M). Ogólnie rzecz biorąc, Stal O1 twardość Rockwella jest nieznacznie niższy niż D2.
2. WytrzymałośćStal O1 ma granicę plastyczności 829 MPa (758 MPa UTS). Jej granica plastyczności przy ściskaniu jest wyższa niż stali D2. Granica plastyczności stali D2 wynosi 411 MPa (350 MPa UTS), a wytrzymałość na rozciąganie (UTS) 758 MPa.
3. WytrzymałośćW porównaniu z O1, stal D2 ma niższą wytrzymałość. Duża zawartość węglików w stali D2 zmniejsza jej wytrzymałość.
4. Ciągliwość/PlastycznośćStal O1 charakteryzuje się wyższą ciągliwością niż stal D2. Stal O1 wykazuje znaczne zwężenie przed pęknięciem, z obliczoną redukcją powierzchni wynoszącą około 19,7%. Stal D2 nie wykazała prawie żadnego zwężenia przed pęknięciem, ze redukcją powierzchni wynoszącą 1,3%.
5. Odporność na zużycie/ścieranie. D2 ma lepsze nosić odporność na zużycie w porównaniu ze stalą O1. Stal O1 charakteryzuje się umiarkowaną odpornością na zużycie, podczas gdy stal D2 charakteryzuje się bardzo wysoką odpornością na zużycie. Wynika to z wysokiej zawartości węgla i chromu w stali D2, która wytwarza dużą ilość węglików bogatych w chrom typu M7C3.
6. Stabilność wymiarowa/zniekształcenieW porównaniu z innymi stalami narzędziowymi, stal D2 charakteryzuje się najlepszą stabilnością wymiarową podczas obróbki cieplnej, chociaż stal O1 wykazuje również minimalne zmiany wymiarów podczas hartowania w oleju. Stal D2 jest hartowana głównie na powietrzu, z rozszerzeniem lub skurczem wynoszącym około 0,0005 cala na cal.
7. Skrawalność/szlifowalnośćStal O1 charakteryzuje się doskonałą skrawalnością, wynoszącą 90 w porównaniu do 100 w przypadku stali węglowej 1%. Stal D2 jest szczególnie słaba pod względem skrawalności, osiągając wynik 45 w porównaniu do 100 w przypadku stali węglowej 1%. Oczywiście stal O1 charakteryzuje się znacznie lepszą skrawalnością.

Obróbka cieplna Porównanie

Funkcja	Obróbka cieplna stali O1	Obróbka cieplna stali D2
Temperatura hartowania/austenityzacji	802–816 °C (1475–1500 °F)	1010–1024 °C (1850–1875 °F)
Medium hartujące	Hartowanie w oleju. Osiąga pełną twardość po zahartowaniu w oleju.	Hartowanie głównie w powietrzu. W przypadku cięższych profili może być konieczne hartowanie w oleju.
Odpuszczanie	Zazwyczaj hartowane w temperaturze 149–232 °C (300–450 °F).	Hartowanie w niskich temperaturach, około 200 °C (392 °F), w celu uzyskania dużej twardości.
Odwęglanie i pękanie	Ulega odwęgleniu podczas obróbki cieplnej i jest podatny na pękanie wskutek szoku termicznego podczas hartowania w oleju.	D2 charakteryzuje się wysoką odpornością na pękanie podczas formowania i obróbki metalu.

Aplikacje

O1 to uniwersalna stal narzędziowa ogólnego zastosowania, często wybierana do produkcji małych narzędzi wymagających dobrej obrabialności oraz zrównoważonej wytrzymałości i twardości. Zastosowanie stali narzędziowej D2 jest preferowany do matryc długoseryjnych i wymaga maksymalnej odporności na zużycie i stabilności wymiarowej.