D2 ve A2 takım çeliği

D2 takım çeliği Ve A2 takım çeliği ikisi de soğuk iş takım çelikleri ve 200°C'nin (390°F) altındaki koşullarda kullanıma uygundurlar. Yüksek sıcaklık koşullarında kullanılırlarsa, tavlama veya termal şok nedeniyle çatlama meydana gelerek malzemenin bozulmasına neden olur.

AISI sınıflandırma sisteminde A2, “havada sertleşen, orta alaşımlı” grubuna (Grup A) aitken, D2 ise “yüksek karbonlu, yüksek kromlu” grubuna (Grup D) aittir.

1. Kimyasal Bileşim ve Mikro Yapı

D2 çeliği yüksek karbonlu, yüksek kromlu bir çeliktir. Mikro yapısal bir bakış açısından, bu elementler büyük miktarda karbür, özellikle krom açısından zengin M7C3 karbürleri oluşturur. D2'ye yüksek mukavemetini veren bu karbürlerdir giymek direnç ve sertlik. Uygun ısıl işlemD2 mikro yapısındaki çözünmemiş karbürlerin hacim oranı yaklaşık olarak 13% olup, A2'den önemli ölçüde daha yüksektir.

A2 çeliğindeki yaklaşık 5% krom içeriği, ona yüksek sıcaklıklarda yumuşamaya karşı direnç kazandırır. A2, eşit şekilde dağıtılmış yüksek karbonlu martensit yapıları ve karbürleri içeren mikro yapısı nedeniyle iyi aşınma direnci gösterir. A2 alaşımlı karbürler içermesine rağmen, tane boyutu D2 serisi çeliklerden daha küçüktür.

Referanslar: 1. JR Davis, Metaller El Kitabı Masaüstü Sürümü, 2. Baskı, ASM Uluslararası El Kitabı Komitesi. 2. Dr. Rafael A. Mesquita, TAKIM ÇELİKLERİ Özellikleri ve Performansı, CRC Basını.

2. Sertlik ve Aşınma Direnci

Hem D2 takım çeliği hem de A2 takım çeliği mükemmel aşınma direnci gösterir ve D2, A2'den daha yüksek aşınma direnci sunar. Bunun nedenleri, önceki paragrafta bileşim ve mikro yapı perspektiflerinden açıklanmıştır. Deneyimlerimize dayanarak, D2'nin aşınma direnci A2 ile karşılaştırıldığında 30% ila 40% ile iyileştirilebilir. Çift temperleme Isıl işlem süreciyle D2, 58 HRC Rockwell sertliğine ulaşabilir, bu da geleneksel temperleme işlemine kıyasla aşınma direncinde 25% ila 30% arasında bir iyileşme sağlar.

3. Dayanıklılık

A2 takım çeliği yüksek özellikleriyle öne çıkar dayanıklılık. D2 ile karşılaştırıldığında, A2 çeliği daha yüksek tokluğa sahipken, D2 daha gevrektir. D2 çeliğinin daha düşük tokluğu yüksek karbon içeriğinden kaynaklanır ve D2 çeliğine mükemmel aşınma direncini veren tam olarak bu karbürlerdir. Bu nedenle, aşınma direnci ve tokluk aynı anda elde edilemez.

4. Sertleştirilebilirlik ve Isıl İşlem

4.1 Hava Sertleştirme ve Bozulma

A2 ve D2, her ikisi de öncelikle hava kullanan çelik sınıflarıdır söndürme. Hava söndürme, tam sertleşmeye ulaşmak için ostenitleme sıcaklığından oda sıcaklığına soğutma sürecini ifade eder. Avantajları arasında malzemenin minimum deformasyonu ve düşük çatlama riski bulunur. Yağda veya suda söndürülmüş çelikle karşılaştırıldığında, A2 ve D2 daha az deformasyon gösterir, çünkü hava söndürme sırasında sıcaklık değişimi çok yavaştır.

Hem A2 hem de D2, söndürme sırasında mükemmel boyutsal kararlılık sergiler. Uygun söndürme sıcaklığında hava ile söndürüldüğünde, A2 inç başına yaklaşık 0,001 inç genişler. D2, çoklu temperleme döngüleri aracılığıyla ostenit ve martensit arasındaki dengeyi hassas bir şekilde kontrol ederek sözde "sıfır boyutsal değişim" elde eder. D2'nin söndürmeden sonra ostenit yapısının %'sine kadarını koruduğunu vurgulamak isteriz. Daha sonraki temperleme veya düşük sıcaklıkta işleme yoluyla uygun şekilde işlenmezse, bu boyutsal kararsızlığa yol açabilir.

4.2 Temperleme

A2 için genellikle tek bir tavlama döngüsü yeterlidir, oysa D2 karmaşık bir tavlama döngüsü gerektirir. A2 için tek tavlama sıcaklığı 400°F'dir (205°C). İkinci bir tavlama döngüsü gerekiyorsa, sıcaklık hafifçe 375°F'ye (190°C) düşürülür. A2 için ikinci tavlama döngüsünün amacı tane yapısını iyileştirmektir. İkinci tavlama döngüsünden sonra A2, özellikle karmaşık kesitlere, keskin açılara sahip parçalar veya daha uzun takım ömrü ve daha iyi tokluk gerektiren parçalar için faydalıdır.

D2 için, tek tavlama sıcaklığı 400°F'dir (205°C), bu da yaklaşık 62 HRC sertliğe ulaşabilir. Ancak, D2 için daha çok önerilen ve yaygın yöntem çift tavlamadır. Çift tavlama sürecindeki ilk tavlama sıcaklığı 960°F'dir (515°C), ardından 900°F'de (480°C) ikinci bir tavlama yapılır ve her tavlama kesitin her bir inçinde 2 saat sürer. Bu yüksek sıcaklıktaki çift tavlama süreci tane yapısını iyileştirir, aşınma direncini ve gerilim gidermeyi önemli ölçüde artırır. Yüksek karbonlu, yüksek kromlu hava sertleştirme çeliği olan D2 için, kalıntı ostenitin martensite dönüşümünü desteklemek için çift tavlama ve bazı durumlarda üçlü tavlama şiddetle tavsiye edilir.

5. İşlenebilirlik ve Öğütülebilirlik

A2'nin işlenmesi ve taşlanması kolaydır, D2'nin işlenmesi ve taşlanması zordur. W1 çeliğinin işlenmesi ve taşlanması 100'e ayarlanırsa, A2 60, D2 ise 45 puan alır. Yukarıdaki metin, D2'nin bileşim ve mikro yapı perspektiflerinden işlenmesi ve taşlanmasının neden zor olduğunu açıklar. Bu, aynı madalyonun iki yüzünün başka bir örneğidir.

6. Tipik Uygulamalar

D2 Takım Çelik Uygulamaları: D2 yaygın olarak şu amaçlar için kullanılır: uzun vadede ölürOlağanüstü aşınma direnci onu şunlar için ideal kılar:

• Kesme, Şekillendirme ve Derin Çekme Kalıpları: Özellikle uzun üretim serileri, laminasyon kesimi ve diş açma işlemleri için.
• Delici Zımbalar ve Kalıplar: Yüksek aşınma direncine sahip olması nedeniyle.
• Kesme ve Kesme Bıçakları: İnce veya orta kalınlıktaki stokta yüksek üretim için.
• Ölçü Aletleri, Parlatma Aletleri, Rulolar, Tuğla Kalıpları: Maksimum aşınma direnci ve boyut kararlılığının ön planda olduğu yerler.
• Dövmelerin Sıcak Kesimi: D2, öncelikli olarak soğuk işleme için kullanılsa da, tokluğun daha az kritik olduğu durumlarda sıcak kesme işlemi için de kullanılabilir.

A2 Takım Çelik Uygulamaları: A2, aşınma direnci ve tokluk dengesi ile ısıl işlemde minimum bozulma ile birlikte çok yönlü genel amaçlı bir seçimdir. Yaygın uygulamalar şunları içerir:

• Genel Amaçlı Kalıplar ve Zımbalar: Özellikle iyi aşınma direnci ve gelişmiş tokluğun gerekli olduğu kesme, şekillendirme ve çekme işlemlerinde kullanılır.
• Ana Göbekler ve Kalıplar: Özellikle iyi aşınma ve boyutsal kararlılığın önemli olduğu küçük kalıplar için.
• Makas Bıçakları: Soğuk kesmeye uygundur, iyi aşınma direnci sunar.
• Testereler: Birçok testere uygulaması için genel amaçlı bir malzemedir.
• Katı Kalıplar: Kapsamlı taşlamanın mümkün olmadığı katı zımbalar ve kalıplar için genellikle D2 veya D3'e tercih edilir, çünkü A2 daha büyük kesitlerde tokluk ve sertleştirilebilirlik arasında daha iyi bir denge sunar.

7. Stratejik Seçim Hususları

D2 ile A2 arasında seçim yaparken aşağıdakileri göz önünde bulundurun:

• Üretim Hacmi ve Aşındırıcılık: D2, son derece uzun üretim döngüleri veya yüksek aşındırıcılıktaki iş parçası malzemeleri için uygundur, A2 ise orta üretim döngüleri veya düşük aşındırıcılıktaki malzemeler için uygundur.
• Darbe Yüklemesi ve Kırılma Riski: Bıçak yapımında kullanılan malzemelere gelince, A2 çeliği daha yüksek tokluğa ve sünekliğe sahiptir ve bu da onu bıçaklar için daha uygun hale getirir. Öte yandan D2 çeliği çok kırılgandır ve kırılmaya eğilimlidir.
• Üretim Maliyetleri: D2 malzemesinin işlenmesi ve öğütülmesi daha zordur, bu nedenle A2 malzemesinin işleme maliyeti daha düşüktür.

Özetle, daha iyi aşınma direncine sahip bir malzemeye ihtiyacınız varsa, D2 daha iyi bir seçimdir. A2'nin avantajı daha iyi tokluğunda ve sünekliğinde yatmaktadır. Bir durumda avantaj olan şey başka bir durumda dezavantaja dönüşebilir, bu nedenle doğru seçimi yapmak için her iki malzemenin özelliklerini tam olarak anlamak önemlidir.