Tratament termic din oțel pentru scule M2

Acest ghid, bazat pe cunoștințele noastre aprofundate, își propune să vă ofere informații directe și practice despre Oțel de scule M2 tratament termic proces. O descărcare gratuită a PDF-ului cu tratamentul termic al oțelului pentru scule M2 este disponibilă în partea de jos a paginii.

1. De ce este crucial tratamentul termic adecvat al oțelului M2

Obiectivul unui control meticulos Tratament termic din oțel pentru scule M2 este de a dezvolta o microstructură finală de martensită revenită combinată cu o dispersie fină de carburi dure, complexe, de „călire secundară”. Această structură specifică este cea care conferă oțelului de scule M2 combinația sa renumită de duritate ridicată, rezistență excelentă la uzură și capacitatea de a menține aceste proprietăți la temperaturi ridicate. Pentru proprietățile detaliate ale oțelului M2, vă rugăm să citiți Proprietățile oțelului de scule M2.

2. Cele patru etape cheie ale tratamentului termic al oțelului de scule M2

Călătoria către deblocarea întregului potențial al oțelului M2 implică patru etape termice distincte, dar interconectate: preîncălzirea, austenitizant, stingere, și temperare. 

2.1 Preîncălzire

Deși preîncălzirea nu întărește direct oțelul, este o etapă pregătitoare vitală în... Tratament termic din oțel pentru scule M2 proces. Principalele sale funcții includ:

• Reducerea șocului termic: Minimizează riscul de deformare sau crăpare atunci când uneltele reci intră în contact cu un cuptor fierbinte.
• Reducerea stresului: Ajută la atenuarea unor tensiuni interne rezultate din prelucrarea sau formarea anterioară.
• Creșterea productivității: Poate scurta timpul necesar în cuptorul de austenitizare la temperatură înaltă.
• Protecție suprafață: În cuptoarele fără o atmosferă perfect neutră, preîncălzirea reduce potențiala carburare sau decarburare.

Practici recomandate de preîncălzire pentru oțelul M2:

Pentru oțelurile rapide precum M2, se folosește adesea o preîncălzire în două etape, în special în călirea comercială în baie de sare:

• Prima preîncălzire: 650-760°C (1200-1400°F).
• A doua preîncălzire: 815-900°C (1500-1650°F).

În tratamentul termic în atmosferă sau în vid, o singură preîncălzire între 790-845°C (1450-1550°F) este tipică. Mai exact pentru M2, temperaturile comune de preîncălzire sunt 650°C (1200°F) sau 815°C (1500°F).

Durata preîncălzirii ar trebui să fie suficientă pentru a asigura că întreaga secțiune transversală a piesei atinge o temperatură uniformă; pentru M2, aceasta este de obicei de 10 până la 12 minute. Spre deosebire de oțelul D2, care beneficiază de o încălzire inițială lentă, M2 răspunde mai bine la o creștere rapidă a temperaturii de la preîncălzire la temperatura de austenizare.

2.2 Austenizare (călire)

Austenitizarea este locul unde începe cu adevărat magia călirii. Tratament termic din oțel pentru scule M2Oțelul este încălzit la o temperatură ridicată pentru a dizolva diverse carburi complexe din aliaje, ceea ce este esențial pentru dezvoltarea proprietăților dorite.

Parametri cheie de austenizare pentru oțelul M2:

• Interval de temperatură: Oțelul M2 necesită încălzire foarte aproape de punctul său de topire – de obicei între 28-56°C (50-100°F). Pentru M2, temperatura de austenitizare recomandată este de aproximativ 1230°C (2250°F)Intervalul general pentru oțelurile rapide este 1150-1290°C (2100-2350°F).
• Timp de așteptare: Acest timp este surprinzător de scurt pentru oțelurile rapide pentru scule, în general de 2 până la 6 minute. Timpul exact depinde de tipul M2, designul sculei și dimensiunea secțiunii transversale. De exemplu, o secțiune cu grosimea de 150 mm (6 inci) ar putea necesita un timp maxim de menținere de 5 până la 6 minute.
• Controlul atmosferei: Din cauza temperaturilor extrem de ridicate, o atmosferă controlată este crucială pentru a preveni problemele de suprafață, cum ar fi descuamarea și decarburarea. Cuptoarele cu baie de sare sunt adesea preferate din acest motiv.

În timpul austenitizării, ferita și carburile din aliaj se transformă într-o structură granulară de austenită. Temperatura de austenitizare dictează carbonul și elementele de aliere dizolvate în austenită, ceea ce influențează direct duritatea după călire și cantitatea de austenită reținută. Temperaturile de austenitizare mai ridicate duc de obicei la o duritate mai mare după revenire, în special în vârful de călire secundară.

2.3 stingere

După austenitizare, este necesară o răcire rapidă - sau călire - pentru a transforma austenita în martensită, structura matriceală dură dorită în oțelul de scule M2.

Metode eficiente de călire pentru oțelul M2:

• Medii de stingere: M2 poate fi călit eficient în ulei, aer sau o baie de sare neutră. Răcirea cu aer este cea mai puțin drastică și poate fi suficientă pentru ca secțiunile M2 mai mici sau mai subțiri să atingă starea martensitică. Călirile în ulei sunt de obicei urmate de răcirea cu aer până la o temperatură apropiată de temperatura ambiantă.
• Stingerea în baie de sare: Aceste băi sunt de obicei menținute la aproximativ 540-595°C (1000-1100°F).
• Tehnica de stingere: Pentru a minimiza stresul, distorsiunea și a asigura o răcire uniformă, imersați secțiunile plate sau tubulare vertical în mediul de răcire.
• Răcire post-stingere: Este esențial să răciți piesa la cel puțin 65°C (150°F) înainte de a începe revenirea.

O caracteristică a oțelurilor înalt aliate și cu conținut ridicat de carbon, precum M2, este prezența „austenitei reținute” după călire, deoarece o transformare 100% în martensită are loc rareori imediat. Austenita reținută poate compromite duritatea, rezistența și stabilitatea dimensională. Pentru a remedia acest lucru, se pot aplica tratamente criogenice sau sub zero grade (de exemplu, răcirea la -30°C până la -120°C) după o revenire inițială pentru a converti în continuare austenita reținută în martensită, sporind astfel duritatea și stabilitatea.

2.4 Călirea

Revenirea (sau tragerea) este etapa finală, critică în Tratament termic din oțel pentru scule M2După călire, oțelul este extrem de dur, dar și foarte solicitat și fragil. Revenirea abordează acest lucru prin:

• Creșterea rezistenței.
• Dezvoltarea „durității secundare”, o caracteristică cheie a oțelurilor de scule înalt aliate.
• Ameliorarea tensiunilor interne.
• Crucial este transformarea austenitei reținute în martensită proaspătă (care este apoi revenită în ciclurile ulterioare).
• Carburi complexe precipitante care sporesc și mai mult duritatea secundară.

Cele mai bune practici pentru revenirea oțelului M2:

• Mai multe temperamente sunt obligatorii: Oțelurile rapide pentru scule, precum M2, necesită universal mai multe cicluri de revenire (de obicei 2 până la 4). Pentru M2, minimum dubla revenire este esențială...și adesea se preferă trei reveniri. Acest proces în mai multe etape rafinează structura granulelor și revigorează orice martensită nou formată din austenita reținută, sporind semnificativ rezistența la uzură și durata de viață a sculei.
• Temperaturi și durată de revenire: Temperatura minimă de revenire pentru majoritatea claselor M2 este de 540°C (1000°F). Un ciclu comun și eficient pentru M2 este:

• Primul temperament: 565°C (1050°F)
• Al doilea temperament: 550°C (1025°F)
• Al treilea temperament (dacă este utilizat): 540°C (1000°F) Fiecare ciclu ar trebui să dureze 2 ore pe inch (25 mm) din secțiunea transversală a sculei.

• Răcire între temperamente: Lăsați întotdeauna piesa să se răcească complet la temperatura camerei între ciclurile de revenire. Acest lucru este vital pentru transformarea austenitei reținute în martensită, care este apoi rafinată în următoarea etapă de revenire.
• Vârf de întărire secundară: Pentru a optimiza transformarea austenitei reținute și a obține o duritate secundară maximă, se recomandă „partea dreaptă (superioară)” a curbei de vârf a durității secundare în timpul revenirii. Acest fenomen permite M2 să mențină o duritate ridicată chiar și la temperaturile ridicate întâlnite în timpul operațiunilor de prelucrare la viteză mare.

3. Obținerea unei microstructuri optime și Duritatea oțelului M2

Un succes Tratament termic din oțel pentru scule M2 transformă ferita și carburile inițiale ale oțelului într-o structură robustă, compusă predominant din martensită revenită și o distribuție fină și uniformă a carburilor dure. Această microstructură rafinată este direct responsabilă pentru atributele critice de performanță, cum ar fi duritatea, rezistența la uzură și tenacitatea la fractură.

De obicei, oțelurile rapide M2 de uz general pentru scule sunt tratate termic pentru a obține o duritate de 64 până la 66 HRCTotuși, cu un control precis asupra întregului proces, în special a temperaturii de călire (pentru a optimiza dizolvarea carburii) și a revenirii ulterioare, M2 poate atinge niveluri de duritate de 68 HRC, iar în unele variante specifice de oțel rapid, chiar și până la 70 HRC.

Pentru duritatea detaliată a M2, vă rugăm să citiți Duritatea oțelului de scule M2.