Prezentare tehnică A2 Steel

Prezentare generală tehnică a oțelului A2: oțelul A2 este un oțel pentru scule de uz general, întărit prin aer. Este cunoscut pentru că are un echilibru bun de rezistență la abraziune, duritate și ductilitate. A2 oferă mai multă rezistență la abraziune decât oțelurile din seria „S” rezistente la șocuri și o duritate și ductilitate mai bune decât seria „D” rezistentă la uzură. Din punct de vedere chimic, conține de obicei carbon, molibden, crom și vanadiu. O caracteristică cheie a oțelului A2 este stabilitatea sa dimensională în timpul tratamentului termic, cu distorsiuni relativ scăzute. Datorită acestor proprietăți, este utilizat pe scară largă în diverse aplicații de scule.

1. Compoziția chimică a oțelului A2

Element	Carbon (C)	Crom (Cr)	Molibden (Mo)	Vanadiu (V)	Mangan (Mn)	Siliciu (Si)	Fosfor (P)	sulf (S)
Procent (%)	0,95 – 1,05	4,75 – 5,50	0,90 – 1,40	0,15 – 0,50	0.40 – 1.00	0,30 – 0,90	≤ 0,03	≤ 0,03

2. Proprietatea mecanică a oțelului A2

Proprietate	Detalii
Duritate
– Este stins	63 HRC
– Revenit la 300 °F (150 °C)	62 HRC
– Duritate normală de lucru	58–60 HRC (după stingerea aerului de la 1775 °F / 968 °C)
– Comportament de temperare	Duritatea scade odata cu cresterea temperaturii de revenire; rezistență bună la înmuiere față de oțelurile simple carbon și O2
Rezistenţă
- Rezistenta la torsiune	Vârfurile după revenire la 150 °C (300 °F); mai mare decât oțelul pentru scule O1 în condiții de revenire
– Rezistenta la tractiune/de curgere	Date limitate disponibile în referințe mai ample, care nu sunt detaliate aici
Ductilitate și tenacitate
– Ductilitate la torsiune	Nu scade semnificativ în timpul călirii la temperatură scăzută
– Energie de impact de torsiune	Energia minimă absorbită când este temperată la 260 °C (500 °F)
– Energie de impact necresculată	Bun, chiar și atunci când este temperat pentru a menține duritatea ridicată
– Comparație	Duritate și ductilitate mai bune decât oțelurile de uzură din seria D
Rezistenta la uzura	Foarte bun; mai bun decât oțelurile de șoc din seria S, dar mai puțin decât oțelurile de uzură din seria D
Prelucrabilitate	O evaluare de 60 (comparativ cu oțelul de scule carbon 1% la 100) atunci când este recoaptă corespunzător
Stabilitate dimensională	Bun datorită naturii de întărire a aerului; se extinde ~0,001 in./in. (0,001 mm/mm) când aerul este stins de la 1775 °F

3. Aplicații

A2 este un oțel de scule foarte versatil, cu multe aplicații, mai ales în sculele de prelucrare la rece. Este potrivit pentru multe scopuri datorită proprietăților sale cheie, cum ar fi un echilibru bun între rezistența la uzură și duritate, stabilitatea dimensională bună în timpul călirii cu aer și prelucrabilitatea moderată.

Mai jos sunt aplicații specifice ale oțelului A2 în funcție de proprietățile sale:

• Moare de golire și perforare: Oțelul A2 cu rezistență ridicată la abraziune este materialul ideal pentru semifabricate, în special în loturile mari de producție, în special acolo unde se va folosi oțel nedecapat laminat la cald. Este cel mai utilizat pentru acele aplicații, un bun compromis între uzură și spargere.
• Matrice de formare: Combinația sa bună de rezistență la uzură și duritate îl face util pentru multe operațiuni de formare. Aceasta include aplicații în care matrița trebuie să reziste atât la uzura abrazivă, cât și la solicitările de formare.

• Pumni： Oțelul A2 este preferat pentru perforații datorită durității sale, care este de obicei mai importantă în aplicațiile de perforare decât rezistența extremă la uzură. Deși rezistența la uzură nu trebuie subevaluată, gradele precum D2 ar putea să nu posede o duritate adecvată pentru o perforare bună.

• Lame de forfecare: A2 poate fi folosit pentru a face lame de forfecare atunci când sunt necesare rezistență moderată la uzură și rezistență ridicată pentru a suporta forțele de tăiere.

• Matrice de rulare a filetului: Oțelul A2 este o opțiune pentru matrițele de rulare filetate. Va oferi o viață decentă, deși nu este aceeași cu clasele mai rezistente la uzură, de exemplu, D2 sau M2, în serii lungi de producție.

• Calibre: Natura stabilă dimensională a oțelului A2 după călirea cu aer îl face ideal pentru utilizarea ca manometre de precizie, unde este importantă menținerea dimensiunilor exacte.

• Componentele mașinii: Oțelul A2 poate fi utilizat pentru componentele mașinii, cum ar fi came, arbori și axuri. Aceste componente necesită un echilibru bun între rezistență, rezistență moderată la uzură și stabilitate dimensională bună.

• Matrite de injectie din plastic: Oțelurile inoxidabile martensitice sunt uneori preferate, dar oțelul A2 poate fi utilizat pentru matrițe de injecție de plastic, în special în zonele în care este necesară o combinație de rezistență bună la uzură și stabilitate dimensională bună.

• Matrice cu șuruburi la cald, matrițe pentru șuruburi, și Rivet Busters: Unele surse le clasifică drept tipuri rezistente la șocuri, dar duritatea și duritatea lui A2 pot permite aplicații care necesită o combinație de rezistență la uzură și deformare.

• Coining moare: Oțelul A2 poate fi utilizat pentru modele de monedă normale care necesită o reproducere dimensională apropiată. Oferă un amestec corect de rezistență la compresie și stabilitate dimensională.

4. Tratament termic din oțel H13

4.1 Preîncălzire:

• De obicei, procesul este inițiat cu o perioadă de încălzire la aproximativ 1200°F (650°C). Acesta este un pas esențial pentru a permite căldurii să se egalizeze în piesă și pentru a reduce tensiunile înainte ca metalul să devină prea moale.
• Preîncălzirea timp de 10-15 minute este adesea recomandată.

4.2 Austenitizare (întărire):

• După preîncălzire, oțelul este adus la intervalul de temperatură de întărire, în general în jur de 1775°F (970°C) pentru oțelul A2.
• La această temperatură, oțelul se transformă în austenită, în care carbonul și elementele de aliere sunt plasate într-o soluție omogenă.
• Trebuie acordat un timp de înmuiere la această temperatură de austenitizare pentru a permite secțiunii transversale a piesei să se transforme complet și uniform în austenită. Timpul general de înmuiere este de 1 oră pe inch (25 mm) de grosime. Înmuierea prea mult timp poate cauza, de asemenea, probleme.

4.3 stingere:

• Oțelul A2 este un oțel de călire cu aer. Aceasta înseamnă că de obicei este răcit cu aer în intervalul de la temperatura de austenitizare pentru a obține întărire.
• Viteza de răcire este cheia transformării austenitei în martensite.
• Pentru a preveni depunerile, oțelul nu trebuie să intre în contact cu atmosfera până când nu își pierde căldura roșie vizibilă.
• La secțiuni transversale mai mari (peste aproximativ 5″ sau 127 mm), aerul nu va fi suficient pentru a obține duritatea completă și atunci pot fi utilizate metode alternative de călire, cum ar fi călirea cu ulei, deși acesta nu este cazul normal de utilizare pentru oțelul pentru scule A2.

4.4 Revenirea:

• Structura de martensite formată prin călire este dură, dar și fragilă și prezintă tensiuni interne. Călirea ameliorează aceste stresuri și crește duritatea.
• Călirea presupune reîncălzirea oțelului la o temperatură medie, menținerea acestuia pentru o anumită perioadă și apoi răcirea lui, adesea în aer.
• Prima temperatură de revenire pentru oțelul A2 este de aproximativ 400°F (205°C).
• Ciclul de revenire implică de obicei menținerea celei mai subțiri secțiuni transversale la temperatura de revenire timp de 2 ore/inch (25 mm).
• Prin urmare, o a doua temperare este de obicei sugerată pentru majoritatea oțelurilor pentru scule, cum ar fi A2; structura cerealelor poate fi rafinată în continuare, rezistența la uzură atinsă și o reducere suplimentară a tensiunilor. În practica noastră, dacă o a doua temperare este aplicată pe A2, aceasta se face de obicei la o temperatură cu aproximativ 25 ° F (14 ° C) mai mică decât prima și pentru același timp (2 ore pe inch de secțiune transversală cea mai subțire). De exemplu, un al doilea temperament ar putea fi la 375 ° F (190 ° C).

4.5 Considerații importante:

• Stabilitate dimensională în timpul tratamentului termic: După cum sa menționat anterior, unul dintre avantajele oțelului A2 este stabilitatea dimensională bună în timpul tratamentului termic - 0,001 in./in. (0,001 mm/mm) se poate aștepta o expansiune în timpul călirii cu aer. Cu toate acestea, distorsiunea poate apărea pe baza geometriei părții și a încălzirii sau răcirii neuniforme.

• Austenită reținută: poate exista o anumită austenită reținută (austenită care nu este transformată prin acest proces de stingere în martensită). Acestea fiind spuse, călirea în etapa a doua, în special, schimbă austenita reținută în forme mai stabile, ajutând stabilitatea dimensională.

• Îndreptare: Dacă este necesar, după ce materialul s-a răcit, dar înainte de a ajunge la starea de întărire completă, componenta de oțel A2 poate fi îndreptată când temperatura este peste ~400°F (205°C).

Calibrarea cuptorului și atmosferă — Un cuptor calibrat corespunzător este esențial pentru cele mai bune rezultate. În plus, tratamentul termic al oțelului A2 ar trebui, în mod ideal, să fie executat într-o atmosferă neutră, vid sau mediu de cuptor cu sare neutră pentru a preveni decarburarea. Ambalarea cu folie de oțel inoxidabil poate servi și ca protecție a suprafeței în timpul încălzirii.

Urmând acești pași și respectând temperaturile și timpii recomandati, puteți trata eficient oțelul A2 la căldură pentru a obține echilibrul dorit de duritate, tenacitate și rezistență la uzură pentru aplicațiile din fabrica dumneavoastră.

5. Comparația dintre A2 și alte oțeluri

A2 VS D2

Următorul diagramă oferă o comparație cantitativă a performanței A2 și D2, inclusiv stabilitatea dimensională și întărire, rezistența la uzură, tenacitatea, prelucrabilitatea și aplicațiile.

A2VS O1

Următorul grafic oferă o comparație cantitativă a performanței A2 și O1, inclusiv rezistența la uzură, stabilitatea dimensională, călibilitatea, prelucrabilitatea, tenacitatea și costul și disponibilitatea.