Độ cứng của thép công cụ M2

Thép dụng cụ M2 độ cứng nổi bật trong các ứng dụng cắt và tạo hình tốc độ cao. Thép công cụ tốc độ cao M2 là loại thép đa dụng loại molypden, được công nhận rộng rãi vì các đặc tính cân bằng của nó. Độ cứng, khả năng chống thâm nhập và chịu mài mòn của vật liệu, là yếu tố chính quyết định hiệu suất trong môi trường công nghiệp khắt khe.

Có thể tải xuống miễn phí tệp PDF về độ cứng của thép công cụ M2 ở cuối trang.

1. Độ cứng của thép dụng cụ M2 được xác định như thế nào?

Độ cứng vốn có của thép công cụ M2 là một đặc điểm chính. Thông thường, thép công cụ tốc độ cao M2 có thể đạt được độ cứng ở nhiệt độ phòng là 64 HRC (thang độ cứng Rockwell C). Cụ thể xử lý nhiệt quá trình này ảnh hưởng đáng kể đến độ cứng cuối cùng.

• Phạm vi độ cứng có thể đạt được: Tùy thuộc vào chính xác austenit hóa Và dập tắt phương pháp, đặc biệt là với phương pháp làm nguội bằng dầu, M2 có thể đạt được các giá trị độ cứng từ 60 đến 66 HRC.
• Độ cứng khi tôi: Khi được làm nguội bằng không khí đúng cách từ nhiệt độ làm cứng thích hợp, độ cứng sau khi làm nguội có thể đạt khoảng 65-66 HRC.

2. Vai trò quan trọng của xử lý nhiệt trong độ cứng M2

Đạt được và kiểm soát mục tiêu cuối cùng Độ cứng của thép công cụ M2 phụ thuộc rất nhiều vào quá trình xử lý nhiệt chuyên nghiệp, bao gồm quá trình austenit hóa, làm nguội và ram sau đó.

Quá trình tôi luyện đặc biệt quan trọng đối với M2. Nó được thực hiện sau khi tôi để giảm ứng suất bên trong và tăng cường độ dẻo dai. Quan trọng là quá trình tôi luyện phát triển độ cứng thứ cấp, một đặc điểm của thép tốc độ cao. Hiện tượng này được thúc đẩy bởi sự kết tủa của các hợp kim cacbua mịn, chủ yếu chịu ảnh hưởng của molypden, vonfram và vanadi hòa tan. Các cacbua này rất cần thiết để M2 duy trì độ cứng cao ngay cả ở nhiệt độ cao.

Nhiệt độ tôi luyện đầu tiên phổ biến cho M2 là 1050°F (565°C). Độ cứng được tôi luyện kết quả thường nằm trong 64-65 HRC phạm vi. Độ cứng tối đa thường đạt được ở nhiệt độ tôi khoảng 540-560°C.

2.1 Đóng góp của cấu trúc vi mô vào độ cứng M2

Độ cứng tổng thể mà bạn đo được trong M2 là sự kết hợp hiệp đồng giữa ma trận martensite đã tôi luyện và nhiều pha cacbua cứng khác nhau được nhúng trong cấu trúc vi mô của nó.

• Ma trận Martensit: Ma trận cơ sở trong thép tốc độ cao đã được tôi luyện đóng góp đáng kể, với độ cứng khoảng 900 HV (Độ cứng Vickers) hoặc 790 HK (Độ cứng Knoop), tương đương khoảng 60,5 HRC.
• Cacbua cứng: M2 cũng chứa các hợp kim cacbua cực kỳ cứng giúp cải thiện đáng kể khả năng chống mài mòn:
  • MC (Vanadium Carbide): Những loại này có độ cứng vào khoảng 2300-3000 HV (hoặc 2520 HK).
  • M6C (Cacbua Vonfram-Molypden): Những loại này thường có độ cứng khoảng 1400-1700 HV (hoặc 1490 HK).

Trong khi ma trận cung cấp độ cứng tổng thể, các cacbua không hòa tan này là không thể thiếu đối với khả năng chống mài mòn vượt trội của thép. Thép có tỷ lệ cacbua cứng cao hơn thậm chí có thể đạt đến giá trị độ cứng gần 70 HRC.

3. Độ cứng nóng của thép công cụ M2: Hoạt động dưới áp suất

Đối với các hoạt động cắt tốc độ cao, giữ độ cứng ở nhiệt độ cao – được gọi là độ cứng nóng hoặc độ cứng màu đỏ – là điều cần thiết. Thép công cụ M2 vượt trội về mặt này, sở hữu độ cứng đỏ tốt và khả năng chống làm mềm nhiệt cao. Trong khi độ cứng tự nhiên giảm khi nhiệt độ tăng, M2 vẫn duy trì độ cứng hữu ích lên đến khoảng 600°C, đảm bảo hiệu suất ổn định ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt.

4. Cân bằng độ cứng và độ bền của M2 để có hiệu suất tối ưu

Đây là một nguyên tắc cơ bản trong luyện kim rằng mặc dù độ cứng cao thường cải thiện độ bền và khả năng chống mài mòn, nhưng nó thường đi kèm với cái giá phải trả là độ bền. Mối quan hệ nghịch đảo này là một cân nhắc quan trọng trong thiết kế dụng cụ. Thép dụng cụ M2 cung cấp một sự kết hợp cân bằng khả năng chống mài mòn và độ bền.

• Khả năng chống mài mòn tương đối: M2 được đánh giá ở mức 95 (so với D2 ở mức 100), cho thấy khả năng chống mài mòn tuyệt vời.
• Độ bền: Thép này có độ bền trung bình, được đánh giá ở mức 20 (tương tự như D2, mặc dù thấp hơn các loại thép như A2 hoặc S7).

Đối với các ứng dụng dụng cụ cụ thể, mong muốn Độ cứng của thép công cụ M2 Mức độ thường được tinh chỉnh để tối ưu hóa sự cân bằng giữa khả năng chống mài mòn và độ bền.

4.1 Độ cứng được điều chỉnh cho các ứng dụng cụ thể

Kinh nghiệm của chúng tôi cho thấy rằng cách tiếp cận "một kích thước phù hợp với tất cả" đối với độ cứng không phải lúc nào cũng tốt nhất. Sau đây là cách Độ cứng của thép công cụ M2 thường được điều chỉnh cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau:

5. Tăng cường độ cứng của thép công cụ M2 bằng cách xử lý bề mặt

Ngoài phương pháp xử lý nhiệt truyền thống, phương pháp xử lý bề mặt có thể nâng cao hơn nữa khả năng chống mài mòn của thép công cụ M2, đạt được độ cứng bề mặt cực cao trong khi vẫn duy trì độ cứng lõi mong muốn.

• Thấm nitơ ion: Quá trình này có thể đạt được độ cứng bề mặt rất cao, thường dao động từ 1050-1200 HVtrong khi lõi vẫn giữ nguyên độ cứng quy định là 64-66 HRC.
• Boron hóa: Đối với các ứng dụng đòi hỏi độ cứng bề mặt thậm chí còn lớn hơn, quá trình boron hóa có thể đạt được các giá trị vượt quá 1500 HV.

6. Đối tác của bạn trong M2 Tool Steel

Tóm lại, thép công cụ tốc độ cao M2 là loại thép đa năng đáng chú ý, cung cấp sự kết hợp mạnh mẽ giữa độ cứng (thường là 64-65 HRC sau khi tôi), khả năng chống mài mòn đặc biệt và độ cứng nóng đáng tin cậy. Hiệu suất của nó được kiểm soát chính xác thông qua quá trình xử lý nhiệt cẩn thận, tận dụng hiện tượng làm cứng thứ cấp do hợp kim cacbua thúc đẩy. Mặc dù có độ bền trung bình, độ cứng làm việc cụ thể luôn được điều chỉnh để đáp ứng chính xác nhu cầu của ứng dụng công cụ cụ thể của bạn.