Przegląd techniczny stali S7

Przegląd techniczny stali S7: Stal S7 to odporna na wstrząsy stal narzędziowa. Jej kluczowe cechy to wysoka wytrzymałość i hartowanie w powietrzu, co czyni ją dość stabilną podczas obróbki cieplnej. Jest to wszechstronny gatunek często używany do narzędzi i matryc do obróbki na zimno, matryc do formowania tworzyw sztucznych i ostrzy nożyc. Po odpowiedniej obróbce cieplnej można spodziewać się twardości roboczej wynoszącej około 56-58 HRC.

1. Skład chemiczny stali S7

Element	Węgiel (C)	Mangan (Mn)	Krzem (Si)	Chrom (Cr)	Molibden (Mo)
Zawartość (%)	0.45-0.55	0.20-0.80	0.20-1.00	3.00-3.50	1.30-1.80

2. Obróbka cieplna

• Podgrzewanie wstępne: Podgrzej stal S7 do temperatury 1250° F (677° C) i trzymaj przez 10-15 minut, aż zostanie całkowicie nasączona. Zalecamy użycie jednego pieca do wstępnego nagrzewania i drugiego ustawionego na temperaturę austenityzacji, aby przyspieszyć proces i zaoszczędzić energię. W przypadku delikatnych części krok wstępnego nagrzewania byłby korzystny.
• Austenityzowanie (hartowanie): Podgrzać podgrzaną stal S7 do temperatury austenityzacji 1725° F (940° C)73 lub 1600° F (871° C). Moczyć przez jedną godzinę na cal (25 mm) najmniejszego przekroju poprzecznego dla części o grubości powyżej 1″ (25 mm). W przypadku mniejszych części zalecane są określone czasy namaczania, takie jak 30 minut dla 1/8″ (3,175 mm), 40 minut dla 1/4″ (6,350 mm), 45-50 minut dla 1/2″ (12,70 mm) i 50-55 minut dla 3/4″ (19,05 mm)75. Przed ustawieniem czasu cyklu namaczania upewnij się, że część osiąga taką samą temperaturę jak piec.
• Gaszenie: Hartować stal S7 w oleju do 150° F (66° C) lub schłodzić powietrzem. Stale hartowane na powietrzu, takie jak S7, nie mogą osiągnąć pełnej twardości podczas chłodzenia powietrzem, gdy ich określony rozmiar przekroju przekracza 2,5″ (63 mm).
• Odpuszczanie: Odpuszczanie materiału S7 bezpośrednio po hartowaniu. Zazwyczaj stal S7 jest poddawana podwójnemu hartowaniu. Moczenie w temperaturze odpuszczania przez 2 godziny na cal (25 mm) grubości dla każdego hartowania. Chłodzenie S7 na powietrzu do temperatury pokojowej. Normalny zakres odpuszczania dla S7 wynosi 400–450° F (204–232° C). Pierwsze odpuszczanie odbywa się w temperaturze 450° F (230° C), a drugie odpuszczanie w temperaturze 425° F (220° C). Najlepszy zakres roboczy uzyskuje się przez odpuszczanie w temperaturze 450° F (230° C), co prowadzi do twardości 58 Rc.

3. Twardość

Twardość stali S7 zmienia się w zależności od jej stanu i obróbki cieplnej:

Stan/Leczenie	Twardość	Notatki
Stan wyżarzany	~230 HB (maksymalnie)
Hartowane (hartowane na powietrzu)	59–60 HRC
	56–58 HRC	Pełne utwardzenie do przekroju 2,5 cala
	60 HRC	Maksymalna możliwa twardość
Twardość robocza	56–58 HRC	Zalecany zakres normalny
	58 Rc	Uzyskany przez hartowanie w temperaturze 450° F (230° C)
Utwardzanie powierzchniowe	Do 64 Rc	Po wstępnej obróbce cieplnej

4. Zastosowania stali S7

4.1 Wysoka odporność na wstrząsy (wytrzymałość):To jest najważniejsza cecha stali S7. Ze względu na jej zdolność do wytrzymywania nagłych i powtarzających się uderzeń bez pękania, jest ona idealnie przystosowana do:

• Dziurkacze: Służą do tworzenia otworów w materiałach poprzez silne uderzenie.
• Wykrojniki: stosowane do wycinania kształtów z materiałów arkuszowych pod wpływem znacznych obciążeń udarowych.
• Matryce chwytakowe: Elementy maszyn, które muszą mocno trzymać materiały i często są narażone na wstrząsy.
• Matryce do obróbki plastycznej na zimno: Narzędzia służące do kształtowania metalu w temperaturze pokojowej poprzez uderzenie lub wysokie ciśnienie.
• Nożyce: Ostrza przeznaczone do cięcia materiałów poprzez działanie ścinające, które może wiązać się ze znacznymi siłami udarowymi.
• Ostrza nożyc: konkretnie elementy tnące w maszynach tnących.
• Inne zastosowania związane z udarem obejmują zestawy nitów, matryce do wybijania na zimno, przebijaki do łbów na zimno, kołki wybijające, dłuta, matryce formujące i wiertarki do kamienia.

4.2 Wszechstronność:Połączenie właściwości stali S7 sprawia, że jest to wszechstronny materiał odpowiedni do różnych zastosowań narzędziowych. Dzięki temu można go stosować w:

• Narzędzia i matryce do obróbki średnio-niskotemperaturowej: Zastosowania wymagające równowagi pomiędzy odpornością na zużycie i wytrzymałością, pracujące w temperaturze pokojowej lub zbliżonej do niej.
• Matryce do formowania tworzyw sztucznych: Narzędzia stosowane w procesie formowania wtryskowego tworzyw sztucznych, w którym liczy się trwałość i odporność na zużycie.
• Matryce do pracy na gorąco: Zastosowania związane z podwyższonymi temperaturami (do 1000° F lub 540° C), w których stal musi zachować twardość i wytrzymałość przy umiarkowanym cieple i naprężeniu.

4.3 Stabilność w obróbce cieplnej:S7 to stal hartowana na powietrzu, co oznacza, że utwardza się po schłodzeniu na powietrzu. W porównaniu do hartowania w wodzie lub oleju zmniejsza ryzyko pęknięć i odkształceń podczas procesu hartowania, dzięki czemu nadaje się do skomplikowanych lub złożonych projektów narzędzi.

4.4 Dobra obrabialność:Jest to korzystne przy produkcji skomplikowanych narzędzi i matryc.

4.5 Umiarkowana odporność na zużycie:Choć odporność na zużycie nie jest tak wysoka jak w przypadku niektórych innych stali narzędziowych (np. O6), to i tak jest lepsza od niektórych powszechnie stosowanych stali konstrukcyjnych, takich jak 4140/4150. Dzięki temu można jej używać w zastosowaniach, w których spodziewane jest pewne zużycie, ale głównym wymogiem jest wysoka wytrzymałość.

5. Porównaj S7 z Stal D2

S7 i D2 to stale narzędziowe powszechnie stosowane w produkcji matryc, ale posiadają różne właściwości, które czynią je odpowiednimi do różnych zastosowań. Oto porównanie obu:

Funkcja	Stal S7	Stal D2
Klasyfikacja	Stal narzędziowa odporna na wstrząsy	Stal narzędziowa do obróbki na zimno o wysokiej zawartości węgla i chromu
Wytrzymałość	Doskonały (najwyższa odporność na wstrząsy)	Umiarkowany (niższy niż S7)
Odporność na zużycie	Dobry (mniej niż D2)	Doskonały (standard odporności na ścieranie)
Metoda hartowania	Utwardzanie na powietrzu	Utwardzanie na powietrzu
Stabilność wymiarowa	Dobry (rozszerzalność 0,001 cala/cala)	Doskonały (ruch 0,0005 cala/cala)
Obróbka skrawaniem	Dobry (Ocena 70)	Uczciwy (Ocena 45)
Podstawowe zastosowanie	Zastosowania odporne na uderzenia, wszechstronne narzędzia	Wysoka odporność na zużycie, długie serie produkcyjne

Zasadniczo S7 wybiera się, gdy wytrzymałość i odporność na wstrząsy są najważniejsze, nawet jeśli oznacza to poświęcenie pewnej odporności na zużycie. D2 wybiera się, gdy wysoka odporność na zużycie i stabilność wymiarowa są krytyczne dla długich serii produkcyjnych, nawet jeśli oznacza to niższą odporność na uderzenia.

6. Często zadawane pytania

6.1 Czy S7 to dobra stal?

S7 to dobra stal, szczególnie gdy zastosowanie wymaga doskonałej odporności na wstrząsy i wytrzymałości w połączeniu z dobrą twardością roboczą i łatwością obróbki cieplnej.

6.2 Czy stal narzędziowa S7 jest krucha?

S7 nie jest uważany za kruchy, ponieważ charakteryzuje się wysoką wytrzymałością i odpornością na wstrząsy.