Prezentare tehnică 9CrWMn Steel

1. Prezentare generală și caracteristici cheie

Prezentare tehnică 9CrWMn Steel: 9CrWMn este un oțel fiabil pentru unelte de lucru la rece, slab aliat, utilizat pe scară largă pentru fabricarea diverselor scule și matrițe. Avantajul său principal constă în modificarea sa dimensională minimă în timpul procesului de călire – este adesea denumit oțel „micro-deformat”. Această stabilitate excepțională îl face o alegere excelentă pentru fabricarea de componente complexe, de înaltă precizie, unde menținerea toleranțelor strânse după tratamentul termic este absolut critică.

Acest grad oferă un echilibru puternic de proprietăți esențiale:

• Întărire bună: Obține o duritate constantă, chiar și în secțiuni mai groase, atunci când este stins corespunzător.
• Rezistență ridicată la uzură: Oferă o durabilitate excelentă împotriva abraziunii, prelungind durata de viață a sculei.
• Duritate de încredere: Oferă suficientă rezistență la rupere atunci când este tratat termic corect.

Elementele de aliere specifice sunt cruciale pentru performanța sa:

• Crom (Cr): Îmbunătățește întărirea și crește semnificativ rezistența la uzură.
• Tungsten (W): Contribuie în continuare la rezistența la uzură, ajută la rafinarea structurii cerealelor (îmbunătățind duritatea) și reduce sensibilitatea la supraîncălzire în timpul tratamentului termic.
• Mangan (Mn): De asemenea, joacă un rol esențial în îmbunătățirea calității oțelului.

2. Compoziție chimică din oțel 9CrWMn

Compoziția chimică standard pentru 9CrWMn, conform GB/T 1299 este:

• Carbon (C): 0.85 – 0.95%
• Siliciu (Si): ≤ 0,40%
• Mangan (Mn): 0.90 – 1.20%
• Crom (Cr): 0.50 – 0.80%
• Tungsten (W): 0.50 – 0.80%
• Fosfor (P): ≤ 0,030%
• sulf (S): ≤ 0,030%

Notă: Există echivalente internaționale precum AISI O1, DIN 1.2510 și JIS SKS3, dar pot exista mici variații în intervalele de compoziție. Consultați întotdeauna standardul specific dacă este necesară conformitatea exactă.

3. Note echivalente

9CrWMn este un grad bine stabilit, recunoscut la nivel global. Echivalentele comune includ:

• SUA (AISI/ASTM): O1 (UNS T31501)
• Germania (DIN): 1,2510 (cunoscut și ca 100MnCrW4)
• Japonia (JIS): SKS3
• Rusia (GOST): 9ХВГ (sau 9XC)
• ISO: 95MnWCr1
• Marea Britanie (BS): BO1
• Suedia (SS / ASSAB / Uddeholm): 2140 / DF-3 / Arne
• Franța (NF): 90MnWCrV5

Această gamă largă de echivalente evidențiază utilizarea sa stabilită în industriile din întreaga lume.

4. Proprietățile oțelului 9CrWMn

4.1 Întărire

9CrWMn are o întărire bună, permițându-i să se întărească eficient prin secțiunea transversală prin călirea cu ulei, în special pentru secțiuni de până la 40-50 mm grosime. Acest lucru se realizează prin influența combinată a manganului, cromului și wolframului.

4.2 Rezistența la uzură

Așteptați-vă la o rezistență ridicată la uzură după întărire și o revenire adecvată la temperatură joasă. Conținutul ridicat de carbon, împreună cu formarea de crom dur și carburi de tungsten în matricea martensitică, oferă o durabilitate excelentă împotriva uzurii abrazive.

4.3 Duritate

Când căldura este tratată corect - de obicei stinsă la aproximativ 800°C și urmată de revenire la temperatură joasă - 9CrWMn prezintă un echilibru fiabil de duritate pentru aplicațiile de lucru la rece. Cu toate acestea, fiți precaut când temperați în jur de 300°C, deoarece acest interval de temperatură poate duce la o rezistență redusă la impact.

4.4 Prelucrabilitate

Prelucrabilitatea este considerată adecvată pentru un oțel de scule cu acest nivel de duritate. Efectuarea unei recoaceri cu sferoidizare adecvată înainte de prelucrare este esențială pentru obținerea celor mai bune rezultate și ușurință în prelucrare.

4.5 Stabilitate dimensională (tratament termic)

Deși este cunoscut pentru caracteristicile sale de deformare scăzută („micro-deformare”), unele modificări dimensionale în timpul călirii sunt încă posibile. Factori precum geometria piesei, uniformitatea încălzirii și tehnica de călire influențează rezultatul final. Utilizarea procedurilor adecvate, cum ar fi preîncălzirea corectă, utilizarea călirii cu ulei fierbinte (aproximativ 100°C) pentru secțiuni mai mici sau folosirea metodelor de temperare a martemperii/călirea izotermă poate minimiza eficient distorsiunea.

4.6 Structura din carbură

La fel ca multe oțeluri pentru scule, 9CrWMn poate forma rețele de carbură, în special dacă nu este prelucrat corect, ceea ce poate avea un impact negativ asupra tenacității. Practici de forjare atente și cicluri adecvate de tratament termic, inclusiv normalizarea înainte de recoacere, sunt recomandate pentru a rafina structura de carbură și pentru a preveni rețelele dăunătoare.

4.7 Rezistența la temperatură

Rezistența la înmuiere la temperaturi ridicate (rezistența la temperatură) este moderată. Duritatea va scădea semnificativ dacă este temperată la temperaturi mai ridicate (de exemplu, peste 400-500°C). Prin urmare, călirea la temperatură scăzută (de obicei 160-200°C) este o practică standard pentru a păstra duritatea maximă și rezistența la uzură.

4.8 Temperaturi cheie (aproximativ)

Înțelegerea temperaturilor critice de transformare este vitală pentru un tratament termic de succes:

• Ac1 (Start of Austenitization): ~750°C
• Accm (Austenitizare completă): ~900°C
• Ar1 (Începutul formării feritei/perlitei la răcire): ~700°C
• Doamna (Martensite Start): ~205°C

5. 9CrWMn Oțel Tratament termic

5.1 Recoacere (pentru prelucrabilitate)

Pentru a obține o prelucrabilitate optimă:

1. Se încălzește uniform la 770-790°C.
2. Țineți la temperatură pentru un timp suficient de înmuiere.
3. Răciți lent în interiorul cuptorului (debit ≤ 30°C/oră) până la 550°C.
4. Aer răcit de la 550°C. Duritate așteptată: ≤ 217 HBW. Nota: Normalizare la 960-980°C înainte recoacerea este recomandată cu tărie pentru rafinarea carburilor.

5.2 Întărire (călire)

1. Preîncălziți bine.
2. Încălziți la temperatura de austenitizare: 800-830°C (utilizați capătul inferior al intervalului pentru secțiuni mai mari sau mai complexe).
3. Țineți un timp adecvat pentru a asigura o temperatură uniformă.
4. Se stinge rapid în ulei. Pentru secțiuni ≤ 30-50 mm, călirea în ulei încălzit la ~100°C poate ajuta la minimizarea riscului de distorsiune și fisurare. Duritate așteptată (acum stins): ≥ 62 HRC, ajungând adesea la 64-66 HRC.

5.3 Revenirea

Căliți imediat după călire pentru a elimina tensiunile interne și pentru a obține proprietățile finale dorite:

1. Se încălzește uniform la temperatura de temperare selectată (de obicei 160-300°C).
2. Țineți 1-2 ore pe inch (25 mm) de grosime (minim 2 ore).
3. Aer rece. Intervalele tipice de temperare și duritatea rezultată:
   
   • 160-180°C: ~61-64 HRC (pentru duritate maximă și rezistență la uzură)
   • 200-230°C: ~60-62 HRC
   • 250-275°C: ~56-60 HRC Atenţie: Evitați călirea în intervalul 275-325°C, unde duritatea poate fi redusă (fragilare la temperatură).

5.4 Tratamente termice avansate

Pentru cerințe specifice, cum ar fi reducerea în continuare a distorsiunii sau maximizarea durității, pot fi luate în considerare procese precum călirea izotermă (martempering) sau tratamentele specializate de ultra-rafinare cu carbură. Acestea implică cicluri de încălzire și răcire mai complexe.

6. Aplicații din oțel 9CrWMn

Proprietățile echilibrate ale 9CrWMn îl fac un oțel extrem de versatil pentru o gamă largă de scule și componente de lucru la rece:

• Moare: Matrice de decupare, matrițe de ștanțare (în special pentru tablă ≤ 6 mm), matrițe de ștanțare, unelte de formare, matrițe de îndoire, matrițe de ambutisare adâncă, perforatoare, scule de decupat fine, matrițe de ștanțare la rece, matrițe de laminare cu filet și diverse inserții de matriță care necesită o bună rezistență la uzură și stabilitate dimensională.
• Instrumente: Calibre de precizie, instrumente de măsurare, blocuri de măsurare, alezoare, robinete, matrițe de filetare, scule de tăiere mai mici care necesită o retenție mare a marginilor, bucșe de foraj și lame de forfecare pentru materiale mai subțiri.
• Componente: Stâlpi și bucșe de ghidare întărite (țintă 58-62 HRC), știfturi de evacuare, șabloane, componente pentru matrițe mici din plastic și matrițe de gofrare pentru bijuterii.