Hiểu về đặc tính của thép D2: Hướng dẫn cho các ứng dụng gia công nguội của bạn

Chúng ta hãy nhìn vào Thép công cụ D2l tính chất và lý do tại sao nó là lựa chọn đáng tin cậy cho nhiều công việc. Bên dưới bài viết, chúng tôi cung cấp tệp PDF có tính chất thép D2 để tải xuống.

1. Thép công cụ D2 là gì? Thành phần và phân loại

Về cơ bản, thép D2 là thép công cụ có hàm lượng cacbon cao, hàm lượng crom cao được thiết kế để gia công nguội. Tại Aobo Steel, thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của chúng tôi thể hiện thành phần hóa học này (theo phần trăm khối lượng):

• Cacbon (C): 1.52-1.55%
• Crom (Cr): 11.50-12.05%
• Molypden (Mo): 0.76-0.80%
• Vanadi (V): 0.90-0.92%
• Mangan (Mn): 0.34%
• Silic (Si): 0.31%
• Sắt (Fe): Phần còn lại

Hàm lượng Carbon cao và Crom đáng kể (khoảng 12%) là cơ sở cho các đặc tính thép D2 của nó, tạo ra các cacbua cứng, chống mài mòn bên trong thép. Molypden và Vanadi cải thiện khả năng làm cứng và góp phần làm cứng thứ cấp khi tôi luyện. Đây là loại làm cứng bằng không khí, đây là lợi ích chính để giữ kích thước ổn định.

2. Tính chất của thép D2: Điều quan trọng

Tính chất cơ học là yếu tố quan trọng khi lựa chọn thép công cụ. Sau đây là thông tin về hiệu suất của D2:

2.1 Độ cứng

Cao độ cứng là đặc điểm nổi bật của D2.

• Đã dập tắt: Thông thường là 60-65 HRC, thay đổi tùy theo yêu cầu cụ thể xử lý nhiệt.
• Đã tôi luyện: Độ cứng thay đổi theo sự tôi luyện nhiệt độ. Ví dụ, khoảng 61 HRC sau khi tôi luyện ở 205°C (400°F), và giảm khi nhiệt độ tăng. Độ cứng làm việc thông thường là 60-62 HRC.
• Ủ: Nói chung là khoảng 220-255 HB.
• Xử lý bề mặt: Thích hợp để thấm nitơ nếu bạn cần bề mặt cực kỳ cứng (750-1200 HV).

2.2 Sức mạnh

D2 có số liệu sức mạnh vững chắc:

• Độ bền kéo: Các nghiên cứu cho thấy Ultimate Độ bền kéo (UTS) khoảng 758 MPa và giới hạn chảy từ 350-411 MPa.
• Cường độ nén: Rất cao, đặc biệt là sau khi tôi ở nhiệt độ thấp, có liên quan trực tiếp đến độ cứng của nó.

2.3 Khả năng chống mài mòn

Khả năng chống mài mòn là thế mạnh của D2.

• Khả năng chống mài mòn cao: Đây là đặc điểm chính của nó, nhờ có nhiều cacbua giàu crom. Nó bền hơn nhiều so với các loại như A2.
• Tiêu chuẩn công nghiệp: Đây thường là tiêu chuẩn để so sánh khi nói về khả năng chống mài mòn của thép công cụ.

2.4 Độ dẻo dai và độ dai

D2 cân bằng được độ bền, nhưng đó không phải là điểm bán hàng chính của nó.

• Độ bền: Thép này có độ bền khá, tốt hơn thép dòng D có nhiều cacbon hơn (như D3), nhưng không bền bằng các loại thép chống va đập chuyên dụng.
• Độ dẻo: Hiển thị độ giãn hạn chế trong các thử nghiệm kéo, thường bị đứt với ít chỗ hẹp có thể nhìn thấy. Cách xử lý có thể ảnh hưởng đến các đặc tính này theo hướng.

2.5 Độ ổn định kích thước

Một ưu điểm đáng kể của D2 là nó giữ được hình dạng tốt trong quá trình xử lý nhiệt.

• Làm cứng bằng không khí: Ít gây biến dạng hơn so với thép cần tôi bằng dầu hoặc nước.
• Thay đổi kích thước có thể dự đoán được: Mong đợi những thay đổi kích thước rất nhỏ (khoảng 0,0005 in/in hoặc mm/mm) nếu được làm nguội bằng khí đúng cách. Giảm ứng suất sau khi gia công là một biện pháp tốt.

3. Tối ưu hóa tính chất của thép D2 thông qua xử lý nhiệt

Xử lý nhiệt đúng cách là điều cần thiết để có được các đặc tính thép D2 tốt nhất. Tại Aobo Steel, chúng tôi nhấn mạnh tầm quan trọng của các quy trình chính xác:

1. Giảm căng thẳng (Khuyến nghị): Làm nóng từ từ đến 650-675°C (1200-1250°F), giữ nguyên và làm nguội từ từ. Điều này đặc biệt hữu ích sau khi gia công nặng.
2. Làm nóng trước: Điều quan trọng đối với D2. Trước tiên, làm ấm đều đến khoảng 650°C (1200°F) để tránh sốc nhiệt.
3. Austenit hóa (Làm cứng): Đun nóng đến nhiệt độ mục tiêu, thường là 1010°C (1850°F). Giữ đủ lâu (ví dụ, 1 giờ cho mỗi inch độ dày) để cacbua hòa tan và austenit hình thành.
4. Làm nguội: Làm nguội trong không khí từ nhiệt độ đông cứng. Điều này làm giảm cong vênh và cho phép nó chuyển thành martensite cứng khi nó nguội xuống dưới ~205°C (400°F). Để nguội đến khoảng 65°C (150°F) trước khi tôi.
5. Làm nguội: Rất quan trọng. Làm nguội ngay sau khi tôi. D2 cần tôi luyện gấp đôi. Bạn có thể tôi luyện lần đầu tiên ở khoảng 515°C (960°F) và lần thứ hai ở khoảng 480°C (900°F), giữ nguyên mỗi lần (ví dụ, 2 giờ cho mỗi inch). Bước này làm giảm ứng suất, cải thiện độ dẻo dai và phát triển độ cứng thứ cấp. Sử dụng nhiều nhiệt độ giúp ổn định cấu trúc vi mô.
6. Xử lý Subzero (Tùy chọn): D2 có thể giữ lại một số austenit. Đối với các ứng dụng cần độ chính xác về kích thước cực cao, đông lạnh sâu (xử lý bằng nhiệt độ thấp) sau đó là một quá trình tôi luyện khác có thể giúp biến đổi điều này, có khả năng tăng cường khả năng chống mài mòn và độ ổn định.

4. Cân nhắc về khả năng gia công và chế biến

Mặc dù D2 hoạt động tốt, hãy nhớ những điểm sau:

• Khả năng gia công: Thép này được biết là khó gia công hơn so với các loại thép đơn giản hơn (được đánh giá là 45 so với 100 đối với thép 1% C).
• Mài: Cần phải xử lý cẩn thận vì có chứa cacbua cứng.
• Hàn: Thông thường, việc hàn bằng các phương pháp tiêu chuẩn rất khó khăn do hàm lượng carbon cao; có thể cần đến các kỹ thuật đặc biệt.

5. Các ứng dụng phổ biến tận dụng các đặc tính của thép D2

Dựa trên những đặc tính này, D2 là vật liệu lý tưởng cho các công việc lạnh khắc nghiệt cần khả năng chống mài mòn cao:

• Chết: Khuôn dập, tạo hình, dập, kéo, cán ren, đùn và cắt tỉa. Đặc biệt tốt cho các đợt sản xuất dài.
• Đấm: Đấm xuyên thấu, đấm tạo hình lạnh.
• Lưỡi dao và dao: Lưỡi cắt, lưỡi cắt rãnh, dao công nghiệp (cho giấy, gỗ).
• Cuộn: Trục định hình, trục khâu, trục truyền động.
• Các bộ phận hao mòn: Đồng hồ đo, trục, tâm tiện và đôi khi là thanh dẫn hướng hoặc cam khi cần khả năng chống mài mòn cao.

6. Kết luận: Tại sao nên chọn thép công cụ D2?

Thép công cụ D2 cung cấp sự kết hợp chắc chắn giữa khả năng chống mài mòn tuyệt vời, độ cứng cao, cường độ nén tốt và độ ổn định kích thước đáng tin cậy trong quá trình xử lý nhiệt. Được tôi bằng không khí giúp quá trình xử lý dễ dàng hơn và giảm cong vênh. Mặc dù độ bền và khả năng gia công không phải là hàng đầu, nhưng hiệu suất tuyệt vời của nó trong quá trình gia công nguội chịu mài mòn cao khiến nó trở thành lựa chọn có giá trị và phổ biến.