Oțel A2 și tratament termic: un ghid complet

Tratamentul termic nu este doar o etapă opțională pentru oțel A2; este necesar să se dezvolte combinația specifică de duritate ridicată, rezistență la uzură și tenacitate necesară pentru a fi utilizată eficient ca unealtă și material de matriță. Fără un tratament termic adecvat, oțelul A2 nu ar avea rezistența și durabilitatea pentru a funcționa fiabil în medii de producție solicitante, ceea ce duce la defecțiuni premature și la creșterea costurilor de producție. Prin urmare, aderarea la un ciclu de tratament termic bine definit și controlat este esențială pentru maximizarea duratei de viață și a performanței componentelor fabricate din oțel pentru scule A2.

A2 Proprietăți mecanice și performanță

Proprietățile mecanice ale oțelului A2 depind în mare măsură de starea sa tratată termic.

Stare recoacetă: prelucrabilitate

Înainte de întărire, în recoaptă stare, A2 oferă o prelucrabilitate bună. Evaluarea sa este de aproximativ 60% în comparație cu un oțel de scule carbon 1% (evaluat la 100%). Acest lucru facilitează modelarea și fabricarea inițială mai ușoară a sculelor. Oțelurile de scule recoapte au, în general, duritate și rezistență mai scăzute decât starea lor călită.

Stare întărită și călită: Echilibrul optim

Performanța reală a A2 este atinsă după corect călire și revenire. Acest proces dezvoltă o combinație puternică de:

• Rezistenta la uzura: A2 oferă o rezistență foarte bună la uzură, superioară celei a oțelurilor rezistente la șocuri (cum ar fi seria S).
• Duritate: Menține o tenacitate bună (rezistență la rupere), mai bună decât oțelurile cu conținut ridicat de crom și uzură ridicată D2. Această combinație îl face durabil în aplicații care se confruntă atât cu uzura abrazivă, cât și cu impact moderat.
• Duritate: O duritate de lucru tipică de 58-60 HRC este realizabil după întărire (de exemplu, de la 1775°F / 968°C) și călirea cu aer. A2 se poate întări complet prin secțiuni de până la aproximativ 4,5 inchi (114 mm).
• Stabilitate dimensională: Datorită naturii sale de întărire la aer, A2 prezintă o bună stabilitate dimensională în timpul tratamentului termic. Modificarea dimensiunii este relativ mică și previzibilă (aproximativ +0,001 in./in. sau +0,10%), simplificând procesul de obținere a dimensiunilor finale a sculei.
• Siguranța la întărire: A2 este cunoscut pentru fiabilitatea și siguranța sa în timpul procesului de întărire, minimizând riscurile în comparație cu metodele de călire mai solicitante.

Considerații privind proprietățile de torsiune

• Rezistență și ductilitate: Când este întărit, rezistența la torsiune a lui A2 o depășește în general pe cea a Oțel pentru scule O1, atingând vârful după o temperatură la temperatură scăzută (aproximativ 300 ° F / 150 ° C). Important, spre deosebire de O1, ductilitatea sa de torsiune nu scade semnificativ la aceste temperaturi scăzute de revenire.
• Energia de impact: Rețineți că energia de impact de torsiune poate fi minimă atunci când este temperată la aproximativ 500°F (260°C). Acest interval de temperatură poate fi evitat dacă aplicarea implică o încărcare semnificativă la impact de torsiune. Cu toate acestea, energia de impact fără crestături este în general bună atunci când A2 este temperat pentru duritate ridicată.

Ghid pentru tratarea termică din oțel pentru scule A2

Obținerea performanței și longevității optime din oțelul pentru scule A2 depinde în întregime de un tratament termic precis și corect executat. În calitate de specialist în oțel pentru scule cu peste 20 de ani de experiență în forjare, Aobo Steel oferă acest ghid pentru a sublinia pașii esențiali pentru prelucrarea eficientă a oțelului A2. Respectarea acestor proceduri este esențială pentru obținerea durității, tenacității și stabilității dimensionale dorite.

Preîncălzire

Preîncălzirea este primul pas esențial înainte de călirea oțelului A2.

Scop:

• Minimizați șocul termic atunci când introduceți oțelul la temperaturi de austenitizare mai ridicate. Acest lucru este deosebit de important pentru componentele cu variații semnificative de grosime.
• Condiționați microstructura oțelului pentru transformările de fază viitoare.
• Eliberați tensiunile reziduale induse în timpul producției sau prelucrării.

Procedură:

• Încălziți oțelul A2 uniform la aproximativ 1200°F (650°C).
• Asigurați-vă că întreaga piesă atinge această temperatură înainte de a trece la etapa de austenitizare.

Austenitizare (întărire)

Această etapă transformă structura oțelului în austenită, dizolvând carbonul și elementele cheie de aliaj în soluție, care este necesară pentru întărire.

Procedură:

• Încălziți oțelul de la temperatura de preîncălzire până la intervalul de temperatură de întărire al 1750°F până la 1800°F (955°C până la 980°C). O țintă comună este 1775°F (970°C).
• Timp de înmuiere: Țineți oțelul la temperatura de austenitizare selectată pentru 1 oră pe inch (25 mm) din secțiunea sa transversală cea mai groasă. Înmuierea adecvată este crucială pentru transformarea completă.
• Controlul atmosferei: Pentru a preveni decarburarea suprafeței (pierderea carbonului, ducând la o duritate redusă a suprafeței), efectuați austenitizarea într-un mediu controlat. Opțiunile includ:
  • Cuptor cu atmosferă neutră
  • Cuptor cu vid
  • Baie cu sare neutră
  • Învelirea piesei în siguranță în folie de oțel inoxidabil este, de asemenea, o metodă comună și eficientă de protecție.

stingere

A2 este un oțel pentru scule de călire cu aer. Aceasta înseamnă că atinge duritate prin răcirea în aer după austenitizare.

Procedură:

• Scoateți oțelul din cuptor și lăsați-l să se răcească aer încă la temperatura camerei.
• Răcirea transformă austenita în martensite, microstructura dură responsabilă pentru rezistența la uzură a lui A2.
• Asigurați-vă că viteza de răcire este suficientă pentru a evita formarea de faze mai moi, în special în miezul secțiunilor mai mari.
• Rezultat așteptat: Duritatea pe măsură ce se stinge atinge de obicei ~64 HRC. Cu toate acestea, oțelul în această stare este foarte fragil și conține tensiuni interne.
• Schimbare dimensională: Așteptați o extindere de aproximativ 0,001 in./in. (0,001 mm/mm) în timpul călirii. Rețineți că geometriile complexe pot duce la o anumită distorsiune.

temperare

Călirea este a obligatoriu pas imediat după stingere. Reduce fragilitatea și tensiunile interne, crescând semnificativ duritatea oțelului.

Procedură:

• Călire dublă: O dubla revenire tratamentul este insistent recomandat pentru otelul A2. Acest lucru asigură reducerea maximă a tensiunilor, stabilitate microstructurală și transformarea oricărei austenite reținute (austenită netransformată rămasă după călire), care este esențială pentru stabilitatea dimensională în funcțiune.
• Temperatură: Selectați temperatura de revenire pe baza echilibrului final dorit de duritate și duritate, de obicei între 375°F și 1000°F (190°C până la 540°C). Temperaturile mai scăzute produc duritate mai mare, dar duritate mai mică; temperaturile mai ridicate cresc duritatea dar reduc duritatea. Practica obișnuită implică un prim temperament în jur 400°F (205°C) și o secundă în jur 375°F (190°C), dar ajustați în funcție de cerințe.
• Durată: Țineți oțelul la temperatura de revenire aleasă pentru un minim de 2 ore pe inch (25 mm) de cea mai subtire sectiune pt fiecare ciclu de revenire. Lăsați piesa să se răcească complet la temperatura camerei între tempere.

Eliberarea stresului

Reducerea tensiunii poate fi aplicată în diferite etape pentru a minimiza riscul de distorsiune și fisurare.

Material neîntărit pentru eliberarea stresului

• Dacă este necesar înainte de întărire (de exemplu, după prelucrare grea), încălziți încet la 1200°F–1250°F (649°C–677°C).
• Înmuiați pentru 2 ore pe inch de grosime.
• Se răcește încet, de preferință în cuptor, la temperatura camerei.

Material întărit de eliberare a stresului

• Acest lucru este recomandat după operațiuni pe piese întărite, cum ar fi șlefuirea grea, sudarea sau prelucrarea cu descărcare electrică (EDM).
• Căliți piesa la o temperatură aproximativă 25°F până la 50°F (14°C până la 28°C) de mai jos temperatura finală de revenire utilizată anterior.

Considerații importante

• Siguranța la întărire: Oțelul A2 oferă o siguranță bună la călire și prezintă, în general, mai puține distorsiuni decât oțelurile cu călire cu ulei.
• Atmosferă: Menținerea atmosferei corecte a cuptorului în timpul austenitizării este crucială pentru prevenirea dăunătoare oxidare și decarburare.
• Austenita reținută: Călirea necorespunzătoare sau călirea insuficientă (în special omiterea celei de-a doua căliri) poate lăsa austenită reținută, ducând la o potențială instabilitate dimensională mai târziu. Călirea dublă abordează eficient acest lucru.

Efectul tratamentului termic asupra oțelului A2

De ce este important tratamentul termic pentru oțelul A2

Tratamentul termic este un proces fundamental pentru oțelul pentru scule A2. Implică cicluri atent controlate de încălzire și răcire. De ce facem asta? Pentru a schimba microstructura internă a oțelului. Această schimbare controlată este modul în care atingem proprietățile mecanice specifice - cum ar fi duritatea și duritatea - necesare pentru aplicațiile solicitante. Înțelegerea acestui proces este cheia pentru a obține cele mai bune performanțe de la oțelul A2.

Obținerea durității

Principala modalitate de a crește duritatea oțelului A2 este prin stingere.

• Procesul: Aceasta înseamnă încălzirea oțelului la un anumit austenitizant temperatura și apoi răcirea rapidă. Pentru A2, fiind un oțel de călire cu aer, această răcire se face de obicei în aer.
• Rezultatul: Răcirea rapidă transformă structura oțelului în martensite, ceea ce este foarte greu. Conținutul de carbon din oțelul A2 influențează direct duritatea maximă atinsă.
• Provocarea: În timp ce dur, oțelul imediat după stingere (ca-stins) este adesea prea fragil pentru majoritatea aplicațiilor de scule. Are nevoie de prelucrare ulterioară.

Dezvoltarea tenacității

Duritatea este importantă, dar uneltele au nevoie și de duritate - capacitatea de a rezista la ciobire sau rupere. Acest lucru se realizează prin temperare.

• Procesul: După călire, oțelul este reîncălzit la o temperatură precisă sub punctul său critic, menținut pentru un anumit timp și apoi răcit.
• Rezultatul: Călirea modifică structura fragilă a martensitei, reducând fragilitatea și crescând semnificativ duritatea.
• Echilibrul: Există un compromis direct controlat de temperatura de temperare.
  • Temperaturi de revenire mai scăzute rezultă o duritate mai mare, dar o duritate mai mică.
  • Temperaturi de revenire mai ridicate crește duritatea dar scade duritatea.
  • Alegerea temperaturii potrivite este esențială pentru a îndeplini cerințele specifice ale aplicației instrumentului. Cu experiența noastră, noi cei de la Aobo Steel înțelegem cât de crucial este acest echilibru.

Asigurarea stabilității dimensionale

Tratamentul termic implică schimbări semnificative de temperatură, care pot face ca oțelul să își schimbe forma sau dimensiunea. Controlul stabilitate dimensională este vital.

• Provocările:
  • Încălzire/răcire neuniformă: Poate provoca deformare, deformare sau chiar crăpare, în special în piesele cu forme complexe sau secțiuni groase.
  • Stresuri de stingere: Răcirea rapidă și modificările structurii interne în timpul călirii creează tensiuni interne care pot duce la modificări dimensionale.
• Soluțiile:
  • Încălzire uniformă: Pașii corespunzători de preîncălzire pot ajuta la asigurarea că piesa se încălzește uniform.Răcire controlată: Natura de întărire a aerului a lui A2 ajută la reducerea șocului termic în comparație cu uleiul sau stingerea apei
  oteluri. Totuși, fluxul de aer controlat ar putea fi necesar pentru secțiuni mai mari. Călirea: Acest proces ușurează, de asemenea, unele
  • tensiuni interne introduse în timpul călirii, îmbunătățind stabilitatea.
  • Tehnici avansate: Metode precum tratamentul termic cu vid pot oferi un control dimensional superior prin eliminarea reacțiilor de suprafață precum oxidarea și decarburarea.

Rezumat: Croirea proprietăților oțelului A2

Pe scurt, tratamentul termic pentru oțelul pentru scule A2 implică de obicei:

1. Austenitizare: Încălzirea la temperatura corectă pentru a transforma structura.
2. stingere: Răcirea cu aer pentru a obține o duritate ridicată prin formarea martensitei.
3. temperare: Reîncălzire pentru a echilibra duritatea și duritatea și pentru a elimina stresul.