Oțel pentru scule D2 față de A2

Oțel pentru scule D2 şi Oțel pentru scule A2 sunt amândoi oţeluri de scule pentru prelucrare la rece și sunt potrivite pentru utilizare în condiții sub 200°C (390°F). Dacă sunt utilizate la temperaturi ridicate, acestea pot suferi recoacerea sau fisuri din cauza șocului termic, rezultând defectarea materialului.

În sistemul de clasificare AISI, A2 aparține grupei „aliaje medii, cu duritate la aer” (Grupa A), în timp ce D2 aparține grupei „conținut ridicat de carbon, conținut ridicat de crom” (Grupa D).

1. Compoziție chimică și microstructură

Oțelul D2 este un oțel cu conținut ridicat de carbon și crom. Dintr-o perspectivă microstructurală, aceste elemente formează o cantitate mare de carburi, în special carburile M7C3 bogate în crom. Aceste carburi sunt cele care conferă oțelului D2 caracteristicile sale ridicate. purta rezistență și duritate. După efectuarea unor operațiuni adecvate tratament termic, fracția volumică de carburi nedizolvate în microstructura lui D2 este de aproximativ 13%, semnificativ mai mare decât cea a lui A2.

Conținutul de crom de aproximativ 5% din oțelul A2 îi conferă rezistență la înmuiere la temperaturi ridicate. A2 prezintă o bună rezistență la uzură datorită microstructurii sale, care prezintă structuri și carburi martensitice cu conținut ridicat de carbon distribuite uniform. Deși A2 conține carburi aliate, dimensiunea granulelor sale este mai mică decât cea a oțelurilor din seria D2.

Referințe: 1. JR Davis, Manualul Metalelor, Ediția de birou, Ediția a II-a, Comitetul Internațional al Manualului ASM. 2. Dr. Rafael A. Mesquita, Proprietăți și performanțe ale oțelurilor pentru scule, CRC Press.

2. Duritate și rezistență la uzură

Atât oțelul de scule D2, cât și oțelul de scule A2 prezintă o rezistență excelentă la uzură, D2 oferind o rezistență la uzură mai mare decât A2. Motivele pentru aceasta sunt explicate în paragraful precedent din perspectiva compoziției și microstructurii. Pe baza experienței noastre, rezistența la uzură a oțelului D2 poate fi îmbunătățită prin utilizarea oțelului 30% la 40% în comparație cu oțelul A2. După ce a fost supus unui dublu test... temperare Prin procesul de tratament termic, D2 poate atinge o duritate Rockwell de 58 HRC, ceea ce duce la o îmbunătățire a rezistenței la uzură de 25% până la 30% în comparație cu procesul tradițional de revenire.

3. Rezistență

Oțelul de scule A2 este caracterizat de o înaltă duritateComparativ cu oțelul D2, oțelul A2 are o tenacitate mai mare, în timp ce oțelul D2 este mai fragil. Tenacitatea mai mică a oțelului D2 se datorează conținutului ridicat de carbon, iar tocmai aceste carburi conferă oțelului D2 o rezistență excelentă la uzură. Prin urmare, rezistența la uzură și tenacitatea nu pot fi obținute simultan.

4. Călibilitate și tratament termic

4.1 Călire și distorsiune la aer

A2 și D2 sunt ambele clase de oțel care utilizează în principal aer stingereCălirea în aer se referă la procesul de răcire de la temperatura de austenizare la temperatura camerei pentru a obține o călire completă. Avantajele sale includ deformarea minimă a materialului și un risc scăzut de fisurare. Comparativ cu oțelul călit în ulei sau în apă, A2 și D2 prezintă o deformare mai mică, tocmai pentru că schimbarea temperaturii în timpul călirii în aer este foarte lentă.

Atât A2, cât și D2 prezintă o stabilitate dimensională excelentă în timpul călirii. Când este călit în aer la temperatura de călire corespunzătoare, A2 se dilată cu aproximativ 0,001 inci pe inch. D2 realizează așa-numita „modificare zero-dimensională” prin controlul precis al echilibrului dintre austenită și martensită prin cicluri multiple de revenire. Dorim să subliniem faptul că D2 își păstrează până la 20% din structura austenitei după călire. Dacă nu este tratat corespunzător prin revenire ulterioară sau procesare la temperatură scăzută, acest lucru poate duce la instabilitate dimensională.

4.2 Revenire

Un singur ciclu de revenire este de obicei suficient pentru A2, în timp ce D2 necesită un ciclu complex de revenire. Temperatura unică de revenire pentru A2 este de 205°C. Dacă este necesar un al doilea ciclu de revenire, temperatura este ușor redusă la 190°C. Scopul celui de-al doilea ciclu de revenire pentru A2 este de a rafina structura granulelor. După al doilea ciclu de revenire, A2 este deosebit de benefic pentru piesele cu secțiuni transversale complexe, unghiuri ascuțite sau piese care necesită o durată de viață mai lungă a sculei și o tenacitate mai bună.

Pentru D2, temperatura de revenire unică este de 205°C, ceea ce poate atinge o duritate de aproximativ 62 HRC. Cu toate acestea, metoda mai recomandată și mai comună pentru D2 este revenirea dublă. Prima temperatură de revenire în procesul de revenire dublă este de 515°C, urmată de o a doua revenire la 480°C, fiecare revenire durând 2 ore pe inch de secțiune transversală. Acest proces de revenire dublă la temperatură înaltă rafinează structura granulelor, sporind semnificativ rezistența la uzură și ameliorarea stresului. Pentru D2, un oțel călit în aer cu conținut ridicat de carbon și crom, recomandăm insistent revenirea dublă și, în unele cazuri, chiar revenirea triplă, pentru a promova transformarea austenitei reziduale în martensită.

5. Prelucrabilitate și șlefuire

A2 este ușor de prelucrat și rectificat, în timp ce D2 este dificil de prelucrat și rectificat. Dacă prelucrarea și rectificarea oțelului W1 sunt setate la 100, atunci A2 obține un scor de 60, iar D2 obține un scor de 45. Textul de mai sus explică de ce D2 este dificil de prelucrat și rectificat din perspectiva compoziției și microstructurii. Acesta este un alt exemplu al celor două fețe ale aceleiași monede.

6. Aplicații tipice

Aplicații ale oțelului pentru scule D2: D2 este utilizat pe scară largă pentru matrițe pe termen lungRezistența sa excepțională la uzură îl face ideal pentru:

• Matrițe de ștanțare, formare și ambutisare profundă: În special pentru serii lungi de producție, tăierea laminărilor și rularea filetelor.
• Poansoane și matrițe de perforare: Datorită rezistenței sale ridicate la uzură.
• Cuțite de forfecare și tăiere: Pentru producție mare pe hârtie subțire sau de grosime medie.
• Calibre, scule de lustruit, role, matrițe pentru cărămizi: Unde rezistența maximă la abraziune și stabilitatea dimensională sunt primordiale.
• Debitarea la cald a pieselor forjate: Deși este destinat în principal prelucrării la rece, D2 poate fi utilizat pentru tăierea la cald atunci când tenacitatea este mai puțin critică.

Aplicații ale oțelului pentru scule A2: A2 este o alegere versatilă de uz general, apreciată pentru echilibrul său între rezistența la abraziune și tenacitate, împreună cu distorsiunea minimă în tratamentul termic. Aplicațiile comune includ:

• Matrice și perforatoare de uz general: Pentru șlefuire, formare și tragere, în special acolo unde este necesară o rezistență bună la abraziune și o tenacitate îmbunătățită.
• Butucuri și matrițe principale: În special pentru matrițe mici, unde o bună rezistență la uzură și stabilitatea dimensională sunt importante.
• Lame de forfecare: Pentru forfecare la rece, oferind o bună rezistență la uzură.
• Ferăstraie: Este un material de uz general pentru multe aplicații cu ferăstrăul.
• Matrice solide: Adesea preferat față de D2 sau D3 pentru poansoane și matrițe solide unde rectificarea extinsă nu este fezabilă, deoarece A2 oferă un echilibru mai bun între tenacitate și călibilitate în secțiuni mai mari.

7. Considerații privind selecția strategică

Atunci când alegeți între D2 și A2, luați în considerare următoarele:

• Volumul producției și abrazivitateaD2 este potrivit pentru cicluri de producție extrem de lungi sau materiale cu piesă de prelucrat foarte abrazive, în timp ce A2 este potrivit pentru cicluri de producție medii sau materiale cu abrazivitate redusă.
• Încărcare prin impact și risc de ciobire: În ceea ce privește materialele utilizate pentru fabricarea cuțitelor, oțelul A2 are o tenacitate și o ductilitate mai mari, ceea ce îl face mai potrivit pentru fabricarea acestora. Oțelul D2, pe de altă parte, este prea fragil și predispus la ciobire.
• Costuri de fabricație: Materialul D2 este mai dificil de prelucrat și șlefuit, așadar materialul A2 are costuri de procesare mai mici.

În concluzie, dacă aveți nevoie de un material cu o rezistență mai bună la uzură, D2 este alegerea mai bună. Avantajul lui A2 constă în tenacitatea și ductilitatea sa superioare. Un avantaj într-o situație poate deveni un dezavantaj în alta, așa că este important să înțelegeți pe deplin caracteristicile ambelor materiale pentru a face alegerea corectă.