Lastnosti orodnega jekla AISI H21

3. Postopek toplotne obdelave za orodno jeklo H21

Doseganje optimalne zmogljivosti orodnega jekla H21 je v veliki meri odvisno od natančnosti toplotna obdelava postopek. Ta postopek razvije potrebno trdoto, odpornost proti obrabi in žilavost, ki so bistveni za zahtevna dela pri vročih delih. Pri Aobo Steel se zavedamo pomena teh korakov in izkoriščamo svoje bogate izkušnje z orodnimi jekli.

3.1 Predgretje

Pred glavnim postopkom kaljenja je treba jeklo H21 skrbno segreti.

• Temperatura: Enakomerno segrejte na 760–815 °C (1400–1500 °F).
• Namen: Ta ključni korak zmanjša toplotni šok in prepreči razpoke, zlasti v komponentah kompleksnih oblik ali različnih debelin. Počasno in enakomerno segrevanje zagotavlja enakomerno porazdelitev temperature po jeklu in ga pripravi na visoke temperature avstenitizacije.

3.2 Avstenitizacija (kaljenje)

Po predgretju se jeklo segreje na temperaturo avstenitizacije.

• Temperatura: Segrejemo na 1095–1205 °C.
• Namen: Na tej stopnji se mikrostruktura jekla spremeni v avstenit. To omogoča, da se ogljik in kritični zlitinski elementi, kot sta volfram (W) in krom (Cr), raztopijo v strukturi, kar je bistveno za doseganje trdote pri ohlajanju.

Namakanje pri temperaturi avstenitizacije

Zadrževanje jekla pri temperaturi avstenitizacije (namakanje) je bistvenega pomena.

• Trajanje: Običajno 2 do 5 ur, odvisno od debeline preseka (pustite dovolj časa, npr. 1 uro na palec debeline).
• Namen: Visoka vsebnost volframa in kroma v H21 tvori stabilne karbide. Zadosten čas namakanja zagotavlja, da se ti karbidi popolnoma raztopijo in enakomerno porazdelijo v avstenitu, kar vodi do enotne strukture, pripravljene za kaljenje.

3.3 Kaljenje (hlajenje)

Hitro ohlajanje spremeni avstenit v trdo, martenzitno jeklo.

• Metode: Jeklo H21 se lahko kali v zraku ali olju.
• Premisleki: Zaradi visoke kaljivosti se H21 hitro strdi tudi pri počasnejšem zračnem hlajenju. Kaljenje z zrakom ima pogosto prednost, saj bistveno zmanjša tveganje za deformacijo in razpoke pri kaljenju v primerjavi s hujšim kaljenjem v olju, zlasti za večje ali zapletene dele. Kaljenje z oljem se lahko uporablja, če je primarni cilj največja trdota. Hitrost ohlajanja mora biti dovolj hitra, da prepreči nastanek mehkejših struktur, kot sta perlit ali bainit.

3.4 Kaljenje

Kaljeno jeklo H21 je izjemno trdo, a tudi krhko. Kaljenje je potrebno za izboljšanje njegovih lastnosti.

• Temperatura: Ponovno segrejte jeklo na 595–675 °C.
• Namen: Kaljenje zmanjša krhkost in bistveno izboljša žilavost in duktilnost, hkrati pa ohrani znatno trdoto. Posebna uporabljena temperatura in čas bosta določila končno ravnotežje med trdoto in žilavostjo.
• Več temperamentov: Za visoko legirana orodna jekla, kot je H21, je izvedba dveh ali več ciklov popuščanja običajna praksa. To zagotavlja strukturno stabilnost, preoblikuje morebitni zadržani avstenit in lahko prispeva k sekundarnemu utrjevanju, kar še dodatno izboljša učinkovitost pri povišanih temperaturah.

3.5 Pomembne kontrole procesa

3.5.1 Preprečevanje razogljičenja

Jeklo H21 je nagnjeno k razogljičenju (izgubi ogljika s površine) pri visokih temperaturah toplotne obdelave, kar povzroči mehko, šibko površinsko plast.

• rešitev: Zaščitni ukrepi so bistveni med avstenitizacijo. To vključuje uporabo peči z nadzorovano atmosfero, solnih kopeli ali ovijanje delov v zaščitni material, kot je folija iz nerjavečega jekla.

3.5.2 Hlajenje po kovanju

Zaradi visoke kaljivosti H21 je treba odkovke takoj po kovanju počasi ohladiti (npr. hlajenje v peči ali zakopavanje v izolacijo).

• razlog: Izogibajte se normalizaciji (zračno hlajenje zaradi visoke temperature), saj lahko to povzroči delno ali popolno utrjevanje jekla, kar povzroči krhkost in morebitno razpokanje pred predvidenim postopkom kaljenja in popuščanja. Počasno ohlajanje zagotavlja primernejšo strukturo za nadaljnjo toplotno obdelavo.

Ta strukturiran pristop k toplotni obdelavi orodnega jekla H21 zagotavlja, da material zagotavlja visoko zmogljivost, potrebno za predvidene aplikacije orodij za vroče delo. Natančen nadzor nad vsakim parametrom je ključ do uspeha.