Oțel pentru scule H10 | 1.2365 | SKD7

3. Tratament termic H10 pentru oțel pentru scule

Oțelul de scule H10, un oțel robust pe bază de crom pentru prelucrare la cald din seria H, este conceput pentru aplicații solicitante, cum ar fi forjarea la cald, extrudarea și turnarea sub presiune. Performanța sa la temperaturi extreme de funcționare, de obicei între 315°C și 650°C (600°F și 1200°F), se bazează în mare măsură pe un tratament termic precis. 

3.1 Etapele critice în tratamentul termic cu H10

Obținerea performanței maxime a oțelului pentru scule H10 implică mai multe etape distincte și vitale. Fiecare etapă trebuie controlată cu atenție pentru a dezvolta microstructura și proprietățile mecanice dorite.

3.2 Recoacere

Recoacerea este de obicei prima etapă pentru oțelul de scule H10. Este crucială pentru înmuierea oțelului pentru o prelucrare mai ușoară și pentru crearea unei microstructuri uniforme pentru tratamentele termice ulterioare.

• Scop: Pentru a înmuia oțelul pentru prelucrabilitate și a crea uniformitate microstructurală.
• Temperatura recomandata: 845°C până la 900°C (1550°F până la 1650°F).
• Procedura de răcire: Se recomandă o răcire lentă, cu o rată de aproximativ 22°C pe oră (40°F pe oră).
• Duritatea țintă: Scopul este de a obține o duritate recoaptă între 192 și 229 HB.
• Microstructura rezultată: Un H10 recopt corespunzător va prezenta carburi sferoidizate dispersate într-o matrice de ferită, ideale pentru o prelucrare eficientă austenită formarea și rafinarea granulelor în timpul călirii.

3.3 Preîncălzire

Preîncălzirea este o etapă vitală înainte de călire. Aceasta reduce semnificativ șocul termic, minimizând distorsiunea sau fisurarea atunci când scula intră în cuptorul cu temperatură înaltă.

• Scop: Pentru a reduce șocul termic, a diminua riscurile de distorsiune/fisurare, a ameliora solicitările de prelucrare și a reduce timpul petrecut în cuptorul de austenitizare la temperatură înaltă.
• Temperatură tipică: În jur de 815°C (1500°F) este o temperatură obișnuită. Preîncălzirea în etape poate fi, de asemenea, benefică.
• Durată: Asigurați-vă că întreaga secțiune transversală a sculei este încălzită uniform.

3.4 Austenizare (călire)

Austenitizarea (sau călirea) implică încălzirea oțelului de scule H10 la o temperatură ridicată precisă. Aceasta transformă microstructura sa în austenită și dizolvă carburile esențiale din aliaj, cruciale pentru duritate și caracteristicile de călire secundară în timpul revenirii.

• Scop: Pentru a transforma structura oțelului în austenită și a dizolva elementele de aliere necesare (cum ar fi cromul, molibdenul și vanadiul) în soluție solidă.
• Temperatura recomandata: În general, între 1010°C și 1040°C (1850°F și 1900°F).
• Timp de reținere: Mențineți la temperatură doar suficient de mult timp pentru a se încălzi complet (de obicei 15-40 de minute după atingerea temperaturii). Evitați înmuierea prelungită cu H10. Temperatura de austenitizare afectează carburile dizolvate, temperatura Ms și austenita reținută.

3.5 stingere

După austenitizare, călirea răcește rapid oțelul, transformând austenita în martensită - microstructura dură și dorită.

• Scop: Pentru a răci rapid oțelul, transformând austenita într-o structură martensitică dură.
• Mediu de stingere recomandat: Călirea în aer este preferată pentru H10 (o clasă de călire în aer), reducând la minimum tensiunile reziduale și modificările dimensionale.
• Alternative pentru secțiuni mari: Pentru secțiuni foarte mari, poate fi necesară o suflare cu aer sau o răcire cu ulei.
• Notă critică: Oțelul pentru scule H10 nu trebuie niciodată călit în apă.
• Metodă opțională: O răcire în baie de sare (în jur de 540-595°C sau 1000-1100°F), urmată de răcire cu aer, este de asemenea fezabilă.
• Microstructura rezultată: În principal martensită cu puțină austenită reținută.

3..6 Revenire

Revenirea este etapa finală și indispensabilă după călire. H10 călit este solicitat și poate fi fragil; revenirea ameliorează aceste solicitări și îmbunătățește semnificativ tenacitatea.

• Scop: Pentru a ameliora tensiunile interne, a transforma austenita reținută, a precipita carburi fine din aliaje pentru călire secundară (îmbunătățirea rezistenței la cald) și a îmbunătăți tenacitatea.
• Moment de preparare: Revenire cât mai curând posibil după răcire (în mod ideal, înainte de a atinge temperatura camerei) pentru a preveni fisurarea.
• Interval de temperatură tipic: 550°C până la 650°C (1020°F până la 1200°F). H10 prezintă un vârf de întărire secundară în jurul valorii de 540°C (1000°F).
• Reveniri multiple: Un minim de două (adesea până la patru) cicluri de revenire sunt esențiale pentru H10 pentru a maximiza transformarea austenitei reținute și a optimiza tenacitatea.
• Timp de înmuiere: Fiecare temperare ar trebui să implice un timp de înmuiere de 2 până la 4 ore.
• Duritatea de lucru țintă: De obicei 38 până la 54 HRC, în funcție de aplicație.

3.7 Rezumatul parametrilor de tratament termic pentru oțelul de scule H10

Pentru o referință rapidă, parametrii cheie pentru tratamentul termic al oțelului de scule H10 sunt:

3.8 Îmbunătățirea oțelului de scule H10 cu tratamente de suprafață

Pentru a spori și mai mult rezistența la uzură, oțelului pentru scule H10 i se pot aplica tratamente de suprafață precum nitrurarea.

• Nitrurare: Acest proces introduce azot în suprafața oțelului, creând un strat exterior extrem de dur (adesea depășind 1000 HV).
• Beneficii: Îmbunătățește semnificativ rezistența la uzură și proprietățile anti-gripare.
• Proprietăți de bază: Nitrurarea se efectuează de obicei în jurul temperaturii de 540°C, adesea sub sau în limitele intervalului de revenire al H10. Aceasta întărește suprafața fără a afecta negativ tenacitatea și rezistența miezului stabilite prin tratamentul termic anterior.