OȚEL DE SCULE D3 | 1.2080 | skd1

3. Tratament termic

Oțelul de scule D3 complet tratament termic Protocolul implică patru etape principale: preîncălzire, austenitizare (călire), călire și revenire. Fiecare etapă joacă un rol vital în obținerea structurii metalurgice și a proprietăților mecanice dorite.

3.1 Preîncălzire

Preîncălzirea este o etapă pregătitoare crucială în ciclul de tratament termic al oțelului pentru scule D3, în special pentru oțelurile de tip D, cum ar fi D3, care au o conductivitate termică relativ scăzută.

• Scop: Principalele sale funcții sunt de a minimiza șocul termic atunci când scula este supusă unor temperaturi ridicate de austenitizare, reducând astfel riscul de distorsiune sau fisurare. Preîncălzirea ajută, de asemenea, la atenuarea unor tensiuni reziduale din operațiunile anterioare de prelucrare.
• Recomandare pentru oțelul D3: Recomandăm preîncălzirea oțelului pentru scule D3 la o temperatură cuprinsă între 650-705°C (1200-1300°F). O practică obișnuită este menținerea temperaturii la 650°C (1200°F) timp de aproximativ 10 până la 15 minute sau până când piesa este încălzită uniform.
• Viteză de încălzire: O viteză de încălzire lentă și controlată este în general preferabilă. Încălzirea rapidă poate crea diferențe semnificative de temperatură între suprafața și miezul sculei, putând duce la distorsiuni sau fisuri.

3.2 Austenitizare (întărire)

Austenitizare este faza de călire a miezului în cadrul tratamentului termic al oțelului de scule D3. În timpul acestei etape, microstructura recoaptă (în principal ferită și carburi) este transformată în austenită, iar carburile critice din aliaj sunt dizolvate pentru a dezvolta duritatea și caracteristicile de uzură ale oțelului.

• Proces: Pentru oțelul D3, care are o concentrație mare de carburi de crom, austenitizarea se efectuează în câmpul bifazic austenită-carbură.
• Temperatura pentru oțelul D3: Oțelul de scule D3 este de obicei austenitizat la o temperatură puțin mai scăzută decât D2, în general în jur de 960°C (1760°F). Prin comparație, D2 este adesea tratat la 1020°C (1870°F).
• Timp de menținere: Oțelul trebuie menținut la temperatura de austenitizare suficient de mult timp pentru ca miezul să atingă temperatura țintă și pentru ca dizolvarea carburii să aibă loc suficient, asigurând o încălzire uniformă pe întreaga secțiune transversală.
• Considerații critice: Austenitizarea corectă este vitală pentru obținerea unei durități ridicate după călire. Supraîncălzirea trebuie evitată, deoarece temperaturile excesive pot duce la o dimensiune grosieră a granulelor, la creșterea grosimii carburilor și la o creștere a austenitei reținute, toate acestea având un impact negativ asupra tenacității și stabilității dimensionale. Utilizarea atmosferei neutre, a foliei protectoare sau a băilor de sare în timpul austenitizării este importantă pentru a preveni decarburarea sau exfolierea suprafeței.

3.3 stingere

După austenizare, stingere este procesul de răcire controlată în tratamentul termic al oțelului pentru scule D3, conceput pentru a transforma austenita în martensită dură.

• Mediu de călire pentru oțelul D3: Spre deosebire de multe alte oțeluri de tip D care se călesc în aer, oțelul pentru scule D3 este de obicei călit în ulei. Călirea în ulei oferă o rată de răcire mai puțin severă decât cea a apei sau a saramurii, ceea ce ajută la minimizarea distorsiunii și a riscului de fisurare, deși D3 rămâne mai susceptibil la distorsiune decât tipurile de călire în aer.
• Procedura de răcire: Piesa trebuie răcită în intervalul de formare a martensitei. Este esențial să se răcească componenta până la o temperatură apropiată de temperatura ambiantă, ideal între 66-93°C (150-200°F), înainte de a trece la revenire.
• Momentul este esențial: Nu lăsați piesa din oțel D3 călit să se răcească complet la temperatura camerei și să stea o perioadă lungă de timp (în general, se descurajează să fie lăsată mai mult de 2 ore) înainte de revenire. Amânarea revenirii poate face oțelul extrem de fragil și susceptibil la fisuri și instabilitate.

3.4 Revenirea

temperare este o etapă finală indispensabilă în procesul de tratare termică a oțelului de scule D3. Oțelul D3 călit este extrem de dur, dar și foarte fragil și suportă solicitări interne mari.

• Scop: Revenirea ameliorează aceste solicitări interne, crește semnificativ tenacitatea și permite reglarea fină a durității finale.
• Reveniri multiple pentru oțelul D3: Pentru oțelurile cu conținut ridicat de carbon și crom, cum ar fi D3, se recomandă insistent efectuarea mai multor cicluri de revenire (revenire dublă sau chiar triplă). Această practică ajută la rafinarea structurii granulelor, îmbunătățește rezistența la uzură și facilitează transformarea oricărei austenite reținute.
• Temperaturi și duritate: Pentru a atinge o duritate țintă tipică de aproximativ 60 HRC, D3 este adesea revenit la temperaturi mai scăzute, în jur de 200°C (390°F).
• Interval de călire secundară: Revenirea în intervalul de călire secundară (de obicei 400-600°C pentru oțelurile aliate) poate fi, de asemenea, benefică. Aceasta promovează transformarea austenitei reținute și precipitarea carburilor fine din aliaje, ceea ce poate spori duritatea la cald și rezistența la revenire, deși rezistența la revenire a oțelului D3 este mai limitată în comparație cu oțelurile cu un conținut mai mare de molibden (Mo) și vanadiu (V).
• Timp de menținere: O durată standard de revenire este de 2 ore per inch (25 mm) de grosime a sculei la temperatura specificată. Piesele trebuie răcite la temperatura camerei între fiecare ciclu de revenire. Revenirea eficientă este absolut vitală pentru durata de viață și performanța componentelor din oțel pentru scule D3.

3.5 Considerații cheie pentru tratamentul termic al oțelului de scule D3

• Austenită reținută: Datorită conținutului ridicat de carbon, oțelul D3 poate avea austenită reținută după călire. Ciclurile multiple de revenire sunt principala metodă de transformare a acesteia. Pentru aplicațiile care necesită stabilitate dimensională maximă sau minimul absolut de austenită reținută, se pot utiliza tratamente sub zero temperaturi sau criogenice după călire (și de obicei înainte de revenirea finală). Aceste tratamente trebuie urmate imediat de revenire.
• Stabilitate dimensională: Oțelul de scule D3 are o bună stabilitate dimensională, cu o creștere așteptată de obicei în jur de ±0,0005 in./in. (sau ±0,05%). Preîncălzirea adecvată, vitezele controlate de încălzire și răcire și revenirea multiplă completă sunt esențiale pentru a minimiza modificările dimensionale.
• Tenacitate: Este important de reținut că oțelul D3 are, în general, o tenacitate mai mică în comparație cu oțelul D2, în principal datorită conținutului mai mare de carbon. Parametrii de tratament termic ai oțelului pentru scule D3 trebuie aleși cu atenție pentru a echilibra rezistența la uzură cu o tenacitate adecvată pentru aplicația dorită.
• Tratamente de suprafață: Pentru o duritate sporită a suprafeței și o rezistență la uzură sporite, componentele din oțel pentru scule D3 pot fi supuse unor tratamente de suprafață, cum ar fi nitrurarea sau prelucrarea prin difuzie termică (TD) după tratamentul termic primar.