Stal narzędziowa S1: Wysoka wytrzymałość do zastosowań udarowych

Stal narzędziowa S1 jest materiałem odpornym na wstrząsy. Jej główną cechą jest wyjątkowa wytrzymałość, co czyni ją wysoce odporną na obciążenia udarowe. Zrozumienie jej właściwości pomaga określić, czy jest ona odpowiednia dla Twoich potrzeb produkcyjnych.

1. Skład chemiczny i mikrostruktura

Typowy skład chemiczny (masa %) stali S1 mieści się w poniższych zakresach:

• Węgiel (C):40% – 0.55%
• Krzem (Si):15% – 1.20%
• Mangan (Mn):10% – 0.40%
• Chrom (Cr):00% – 1.80%
• Wolfram (W):50% – 3.00%
• Molibden (Mo):do 0,50%
• Wanad (V):15% – 0.30%

Kluczowa jest średnia zawartość węgla. Po odpowiednim utwardzeniu pomaga stworzyć mikrostrukturę (matryca martenzytu niskowęglowego z drobno rozproszonymi węglikami), która zapewnia charakterystyczną dla S1 wysoką wytrzymałość, doskonałą odporność na pękanie, dobrą wytrzymałość i odpowiednią odporność na zużycie, szczególnie w warunkach uderzeniowych.

2. Obróbka cieplna i twardość

S1 to stal narzędziowa hartowana w oleju. Proces obróbki cieplnej jest krytyczny dla uzyskania pożądanych właściwości.

2.1 Austenityzowanie i hartowanie

Stal jest podgrzewana do określonej temperatury austenityzacji (np. 925 °C), a następnie hartowana w oleju w celu uzyskania utwardzenia. Elementy stopowe, takie jak chrom i wolfram, zapewniają dobrą hartowność, lepszą niż gatunki hartowane w wodzie, umożliwiając skuteczne hartowanie nawet w średnich przekrojach.

2.2 Odpuszczanie

Odpuszczanie po hartowaniu jest kluczowe. Ten krok dostosowuje ostateczną twardość i znacznie zwiększa wytrzymałość, osiągając niezbędną równowagę dla wydajności.

2.3 Twardość

Typowy zakres twardości dla S1 po odpowiedniej obróbce cieplnej wynosi 40-60 HRC (Twardość Rockwella C). Dokładna twardość zależy od konkretnych parametrów austenityzacji i odpuszczania.

2.4 Ulgę w stresie

Zalecamy odpuszczanie w celu zminimalizowania naprężeń szczątkowych i zapobieżenia potencjalnym odkształceniom lub pęknięciom w przypadku komponentów poddawanych znaczącej obróbce mechanicznej lub spawaniu.

3. Kluczowe właściwości i wydajność

Cechą wyróżniającą S1 jest doskonała odporność na wstrząsy. Kluczowe aspekty wydajności obejmują:

• Wytrzymałość: Bardzo wysoka, plasująca się w czołówce stali narzędziowych.
• Odporność na zużycie: Ogólnie rzecz biorąc, odporność na zużycie jest niska do średniej w porównaniu do gatunków o wysokiej odporności na zużycie, takich jak stale narzędziowe serii O lub D.
• Wytrzymałość na ściskanie: S1 (wraz z S5) oferuje dobrą kombinację wytrzymałości na ściskanie i odporności na wstrząsy, co może okazać się korzystne w przypadku operacji formowania na zimno w porównaniu do S7.

4. Aplikacje

Ze względu na wysoką wytrzymałość i odporność na uderzenia, stal narzędziowa S1 jest powszechnie stosowana do:

• Dłuta do strugania, Dłuta ręczne
• Przecinaki do rur okrągłe
• Kołki wybijające, kołki wybijające
• Chwytaki
• Trzpienie
• Dziurki
• Zestawy nitów
• Ostrza śrubokrętów
• Ostrza nożycowe
• Znaczki
• Narzędzia śledzenia

Nadaje się również do form małych i średnich, gdzie najważniejsza jest wytrzymałość, a także do niektórych zastosowań związanych z wykrawaniem na gorąco lub ścinaniem, gdzie wymagana jest umiarkowana odporność na ciepło.

Stal S1 może zostać poddana nawęglaniu w celu poprawy odporności na zużycie w określonych zastosowaniach. Ten proces dodaje węgiel do warstwy powierzchniowej, tworząc twardszą powłokę zewnętrzną, zachowując jednocześnie wytrzymały rdzeń.

5. Rozważania i alternatywy

Ważne jest, aby zauważyć, że stal narzędziowa S1 jest obecnie mniej popularna na rynku niż inne gatunki odporne na wstrząsy, takie jak S7. Eksploracja alternatywnych materiałów może być konieczna w zależności od dostępności i konkretnych wymagań aplikacji. Jednak zrozumienie profilu technicznego S1 zapewnia solidny punkt odniesienia do oceny.