A2 VS. O1 Tool Steel: Асноўныя адрозненні

1. Уводзіны

Сярод холоднодеформируемых сталей, Інструмент A2 VS O1 Сталь займае прыкметныя пазіцыі ў стандартах AISI/SAE і ASTM A681.

У той час як яны падзяляюць класіфікацыю як інструментальныя сталі для халоднай працы, іх розныя механізмы зацвярдзення - загартоўка на паветры супраць загартоўкі ў алеі - прыводзяць да розных паводзінаў пры апрацоўцы, выкананне, і прыдатнасць прымянення.

Інструментальныя сталі распрацаваны для зносаўстойлівасці, цяжкасць, і стабільнасць памераў - характарыстыкі, важныя для рэзкі, фарміраванне, і фарміраванне матэрыялаў у суровых прамысловых умовах.

У гэтым артыкуле прадстаўлена падрабязнае параўнанне інструментальных сталей A2 і O1,

вывучэнне іх складу, тэрмічная апрацоўка, Механічныя ўласцівасці, апрацоўка, Каразія супраціву, і варыянты прамысловага выкарыстання, якія дапамогуць спецыялістам зрабіць абгрунтаваны выбар матэрыялаў.

2. Што такое паветраная інструментальная сталь A2?

Інструментальная сталь A2 належыць да групы A ASTM A681, атрымоўвае пазначэнне "А" загартоўкай у нерухомым паветры, а не ў алеі або вадзе.

Як а холоднодеформированная сталь, ён падвяргаецца ўсёй фармоўцы і механічнай апрацоўцы ніжэй тэмпературы рэкрышталізацыі, забяспечваючы выключны кантроль памераў і аздабленне паверхні ў параўнанні са сплавамі гарачай апрацоўкі.

Хімічны склад

Элемент	Задаволены (%)	Функцыя
Вуглярод (C)	0.95 - 1.05	Забяспечвае высокую цвёрдасць і зносаўстойлівасць
Хром (Кр)	4.75 - 5.50	Спрыяе загартоўвання і ўстойлівасці да ізаляцыі
Molybdenum (Мо)	0.90 - 1.20	Павялічвае стойкасць да тэмператур і трываласць
Ванадыя (V)	0.25 - 0.40	Павялічвае памер збожжа і ўзмацняе другаснае зацвярдзенне
Марганец (Мн)	0.20 - 0.80	Паляпшае трываласць і загартоўвальнасць
Крэмнім (І)	0.20 - 0.50	Спрыяе раскісленню і павышае трываласць

Асноўныя характарыстыкі і перавагі

• Механізм паветранага ўмацавання: Пасля аустенитизации прыбл 1 020 ° С, А2 на паветры ператвараецца ў мартэнсіт, пазбягаючы сур'ёзных цеплавых градыентаў і скажэнняў, якія суправаджаюць загартоўку алеем або вадой.
• Цяжкасць: Правільна тэрмічнаму апрацаваны A2 дасягае 57–62 HRC, дзякуючы хрому, molybdenum, і легіраванне ванадыям.
• Знос і трываласць: Хаця ў ім не хапае хрому, каб кваліфікаваць яго як нержавеючую (≥ 11 %),
  А2 5 % Змест Cr па-ранейшаму стварае трывалую пасіўную плёнку добрая ўстойлівасць да ізаляцыі і Уплыў на трываласць.
• Апрацоўваемасць і захаванне краю: У отожженном стане, A2 машын лёгка. Пасля зацвярдзення, ён трымае а востры, трывалы край, што робіць яго ідэальным для штампоўкі, удары, і прэцызійныя інструменты.

3. Што такое загартоўка ў алеі Інструментальная сталь O1?

O1 інструментальная сталь належыць О-група стандарту ASTM A681, адрозніваецца сваёй патрабавальнасцю да алейная загартоўка развіць поўную цвёрдасць.

Як а холоднодеформированная сталь, O1 падвяргаецца фарміраванню і механічнай апрацоўцы ніжэй тэмпературы рэкрышталізацыі,

Але ён абапіраецца на хуткае астуджэнне ў алеі, каб ператварыць яго мікраструктуру ў зносаўстойлівую, стан высокай цвёрдасці.

Хімічны склад

Элемент	Задаволены (%)	Функцыя
Вуглярод (C)	0.85 - 1.00	Забяспечвае цвёрдасць стрыжня і зносаўстойлівасць
Марганец (Мн)	1.00 - 1.40	Павышае здольнасць да загартоўвання і трываласць на разрыў
Хром (Кр)	0.40 - 0.60	Паляпшае загартоўвальнасць і ўстойлівасць да ізаляцыі
Вальффральф (W)	0.40 - 0.60	Павышае гарачую цвёрдасць і зносаўстойлівасць
Ванадыя (V)	0.10 - 0.30	Удасканальвае структуру збожжа і падтрымлівае адукацыю карбіду
Крэмнім (І)	0.10 - 0.30	Спрыяе раскісленню і ўмацоўвае сталёвую матрыцу

Асноўныя ўласцівасці і перавагі

• Высокая цвёрдасць: O1 дасягае 60–63 HRC патушыць, робіць яго ідэальным для інструментаў, якія патрабуюць рэзкасці, даўгавечныя краю, такія як датчыкі, удары, і дрэваапрацоўчыя нажы.
• Выдатная апрацоўваемасць: У отожженном стане, O1 ачкоў вакол 65% на графіках обрабатываемости (з AISI 1112 у той час як 100%), дазваляе паскорыць чарнавую апрацоўку і знізіць выдаткі на інструмент.
• Жорсткі кантроль памераў (Невялікія раздзелы): Загартоўка ў алеі забяспечвае ўмераную хуткасць астуджэння, якая падыходзіць для больш тонкіх кампанентаў (да 15 мм),
  хоць большыя ўчасткі рызыкуюць з'явіцца мяккімі плямамі або скажэннямі, калі іх не раўнамерна ўзрушыць.
• Эканамічная эфектыўнасць: Меншае ўтрыманне сплаву азначае прыблізны кошт матэрыялу $2– 3 даляры за кілаграм, плюс эфектыўная механічная апрацоўка і простая тэрмічная апрацоўка.

4. Тэрмічная апрацоўка & Адказ загартоўвання

Тэрмічная апрацоўка вызначае канчатковыя ўласцівасці інструментальных сталей А2 і О1.

У гэтым раздзеле, мы параўноўваем іх рэкамендаваныя цеплавыя цыклы, загартоўка асяроддзя, загартоўвальнасць, і рэжымы загартоўкі для дасягнення мэтавай цвёрдасці і трываласці.

A2 Цыкл загартоўвання на паветры

1. Аустенитизирующий

• • Тэмпература: 1 015–1 035 ° С
  • Час утрымання: 30– 45 хвілін
  • На гэтым дыяпазоне, А2 растварае карбіды сплаву і ўтварае аднастайную аўстэнітную матрыцу.

2. Тушэнне

• • Сярэдні: Нерухомае паветра пры тэмпературы навакольнага асяроддзя
  • Хуткасць астуджэння: Павольны, памяншэнне цеплавых градыентаў да 70 % у параўнанні з загартоўкай алеем
  • У выніку, A2 ператвараецца ў мартэнсіт з мінімальнымі нагрузкамі і скажэннямі.

3. Загармаванне

• • Першы тэмп: 150–200 °C для зняцця стрэсу
  • Другі тэмп: 500-540 °C да індывідуальнай цвёрдасці
  • Выніковая цвёрдасць: 57–62 HRC (у залежнасці ад тэмпературы і часу)
  • Другаснае загартоўванне: Выпадаюць у асадак карбіды малібдэна і ванадыя, павышэнне трываласці пры высокіх тэмпературах.

O1 Цыкл загартоўвання ў алеі

1. Аустенитизирующий

• • Тэмпература: 780–820 °C
  • Час утрымання: 20– 30 хвілін
  • Гэтая больш нізкая тэмпература захоўвае больш высокую долю дробных карбідаў, спрыяючы зносаўстойлівасці.

2. Тушэнне

• • Сярэдні: Перамешваюць алей пры 50–70 °C
  • Хуткасць астуджэння: Approximately 150 °C/с у мартэнсітным дыяпазоне
  • Выкарыстанне алею прадухіляе расколіны і скажэнні, характэрныя для загартоўкі ў вадзе, але стварае большую нагрузку, чым паветранае астуджэнне.

3. Загармаванне

• • Тыповая тэмп: 150–220 °C, адзінарны або двайны цыкл
  • Выніковая цвёрдасць: 60–63 HRC
  • Больш нізкія тэмпературы адпуску захоўваюць максімальную цвёрдасць O1, але абмяжоўваюць павышэнне трываласці.

Загартоўвальнасць і глыбіня загартоўкі

Сталь	Глыбіня да 50 % Мартэнсіт	Цвёрдасць ядра пры 40 мм Глыбіня
A2	~40 мм	55–58 HRC
O1	~12 мм	45–48 HRC

• Такім чынам, A2 захоўвае высокую цвёрдасць глыбока ў секцыі, у той час як O1 патрабуе больш тонкіх папярочных перасекаў або спецыяльных закалочных прыстасаванняў, каб пазбегнуць мяккіх стрыжняў.
• Moreover, Механізм паветранага гашэння A2 зніжае рызыку парэпання ў выніку гашэння, што робіць яго прыдатным для вялікіх штампаў і штампаў.

Рэкамендуемыя рэжымы гартавання

• Для максімальнай трываласці (A2): Тэмпература пры 520–540 °C для 2 × 2 гадзіны, дасягненне ~57 HRC з K_IC > 28 Mpa · √m.
• Для максімальнай цвёрдасці (O1): Гартуюць пры тэмпературы 150–180 °С 1 × 2 гадзіны, захоўваючы ~62 HRC, але з абмежаванай трываласцю ~18 МПа·√м.
• У якасці альтэрнатывы, дваісты характар ​​пры 200 °C можа трохі павысіць трываласць O1 за кошт цвёрдасці 1–2 HRC.

5. Механічныя ўласцівасці A2 супраць. O1 Tool Steel

Больш высокае ўтрыманне сплаву A2 паляпшае вынослівасць і насіць супраціў, робячы яго менш схільным да сколаў і расколін ва ўмовах высокай нагрузкі або ўздзеяння асяроддзя.

O1, хоць крыху цяжэй, гандлюе трываласцю на стабільнасць краю, ідэальна падыходзіць для тонкай рэзкі.

6. Апрацоўка & Выдумка

• Рэйтынгі апрацоўваемасці пасля адпалу:

• • O1: ~65% (адносна SAE 1112)
  • A2: ~50%

O1 лягчэй апрацоўваць і аздабляць перад зацвярдзеннем, што робіць яго прыдатным для прыкладанняў, дзе хуткае выкананне мае вырашальнае значэнне.

A2 патрабуе больш трывалага інструмента з-за больш высокай цвёрдасці і ўтрымання сплаву.

Электраэрозія і свідраванне: Абодва матэрыялу добра рэагуюць на апрацоўку электрычным разрадам, але A2 выйграе ад больш паслядоўнай аздаблення EDM з-за больш тонкай структуры карбіду.

Зварачнасць: O1 можна зварваць з асцярожнасцю, але папярэдні нагрэў і тэрмічная апрацоўка пасля зваркі неабходныя. A2, будучы больш легіраваным, уяўляе больш высокі рызыка парэпання, калі напруга не знята.

7. Памерная стабільнасць & Скажэнне

Загартоўка на паветры дае A2 відавочную перавагу ў дакладнасці памераў.

У адрозненне ад O1, якія могуць дэфармавацца або дэфармавацца падчас хуткага астуджэння алею, Павольнае пераўтварэнне A2 гарантуе мінімальная змена формы постгартовка.

Для інструментаў з невялікім допускам, A2 памяншае неабходнасць другаснай шліфоўкі і выпраўленняў.

8. Каразія супраціву

У той час як ні A2, ні O1 не з'яўляюцца нержавеючай сталлю, А2 5% хром змест забяспечвае слабая ўстойлівасць да карозіі, асабліва ў сухім або злёгку вільготным асяроддзі.

O1, з менш чым 1% хром, ці схільны павярхоўнаму акісленню і іржы без ахоўных пакрыццяў.

9. Тыповыя прымянення A2 супраць. O1 Tool Steel

Выбар паміж шарнірамі A2 і O1 для адпаведнасці моцных бакоў кожнай сталі з канкрэтнымі задачамі інструмента.

Інструментальная сталь з паветранай загартоўкай A2

Дзякуючы высокай прокаливаемости, Выдатная ўстойлівасць да зносу, і мінімальнае скажэнне, A2 пераўзыходзіць:

• Штампы для загатоўкі і праколкі: A2 захоўвае жорсткія допускі пры працяглых серыях вытворчасці (50 000+ інсульты) без частай перешлифовки.
• Інструменты для фармоўкі і штампоўкі: Яго трываласць вытрымлівае ўдарныя нагрузкі да 1 200 МПА, ідэальна падыходзіць для аперацый глыбокай выцяжкі і згінання.
• Кампаненты Progressive Die: Аднастайная цвёрдасць A2 на глыбіні 40 мм забяспечвае паслядоўнае прабіванне адтулін, абрэзка, і фармаванне ў шматстанцыйных штампах.
• Ляза халоднай стрыжкі: З цвёрдасцю да 62 HRC і дробная дысперсія карбіду, A2 забяспечвае чыстыя разрэзы ліставога металу да 3 мм таўшчынёй.

Інструментальная сталь, якая загартоўваецца ў алеі

O1 спалучае ў сабе добрую цвёрдасць з цудоўнай апрацоўваемасць, што робіць яго выбарам для меншага аб'ёму або прататыпа інструмента:

• Рэжучыя і разразальныя нажы: O1 трымае востры, як брытва, край (62–63 HRC) для такіх задач, як рэзка вінілу, папера, і гумовыя.
• Датчыкі і прылады вымярэння: Яе добра апрацаваная паверхня і цвёрдасць гарантуюць дакладнасць у штыфтах і штыфтах..
• Малааб'ёмныя штампы: Невялікія штампы для штампоўкі або фармоўкі (даўжыні прабегу < 10 000 інсульты) выгада ад хуткага абароту O1 і меншых матэрыяльных выдаткаў.
• Ляза для апрацоўкі дрэва і скуры: Майстры спадзяюцца на O1 для стамесак, плоскія лопасці, і нажы для чысткі скуры, якія патрабуюць лёгкай завострывання.

Табліца параўнання прыкладанняў

Прымяненне	Інструментальная сталь A2	O1 Tool Steel
Бланкіроўка & Плашка для пірсінгу	Высокі аб'ём (50 000+ інсульты), глыбокая рыска, мінімальнае скажэнне	Не рэкамендуецца - павышаны знос, рызыка мяккага ядра
Фарміраванне & Інструменты для гібкі	Пуансоны глыбокай выцяжкі, фармоўка з высокай нагрузкай	Фармаванне святла, прататып памірае
Кампаненты Progressive Die	Шматстанцыя памірае, вялікія раздзелы	Маленькі, простыя штампы
Рэзка & Ляза для рэзкі	Раскрой тоўстага ліста	Нарэзка вінілу, папера, гума
Датчыкі & Шпількі	Трывалы пры шматразовым выкарыстанні	Дакладныя манометры, прымянення з нізкім узроўнем зносу
Craft Blades (Дрэва/Скура)	Эпізадычнае выкарыстанне - патрабуе перашліфоўкі	Частая перезаточка, тонкая фіксацыя краёў
Прататып супраць. Вытворчыя серыі	Лепшае для вытворчасці > 20 000 штук	Лепшы для прататыпаў і запускаў < 10 000 штук

10. Conclusion

Інструментальная сталь A2 супраць O1 прадстаўляе два правераныя рашэнні для работ у халодных умовах, кожны адаптаваны да канкрэтнай прадукцыйнасці і эканамічных патрэбаў.

Выдатная трываласць A2, насіць супраціў, і стабільнасць памераў апраўдваюць яго выкарыстанне ў патрабавальных, вялікія аб'ёмы аперацый.

З часам, O1 забяспечвае выключнае ўтрыманне краёў і апрацоўку пры меншай цане, што робіць яго надзейным выбарам для больш простых або малапрадукцыйных інструментаў.

Хоць ёсць некаторыя адрозненні ў фізічных уласцівасцях гэтых двух сталей, абедзве інструментальныя сталі A2 і O1 з'яўляюцца даступнымі матэрыяламі, прыдатнымі для многіх аднолькавых прыкладанняў.

 

FAQ

Якая сталь дасягае больш высокай зносаўстойлівасці?

A2 забяспечвае цудоўную зносаўстойлівасць дзякуючы больш высокаму ўтрыманню хрому (4.75–5.50 %) і ўтрыманне ванадыя, якія ўтвараюць штраф, раўнамерна дысперсныя карбіды.

O1, з больш нізкім узроўнем легіравання, забяспечвае ўмераны ўзровень зносу, але кампенсуе гэта выдатнай выразнасцю краёў.

Якая інструментальная сталь забяспечвае лепшую стабільнасць памераў?

Загартоўка на паветры A2 стварае больш мяккія цеплавыя градыенты, памяншэнне скажэнняў да 70 % у параўнанні з алейным гашэннем O1.

Дызайнеры аддаюць перавагу A2 для вялікіх або складаных штампаў, якія патрабуюць жорсткіх допускаў з мінімальнымі папраўкамі пасля шліфоўкі.

Як яны супрацьстаяць карозіі?

А2 ~5 % ўтрыманне хрому забяспечвае слабую ўстойлівасць да карозіі, падыходзіць для сухіх або злёгку вільготных асяроддзяў.

O1, з пад 1 % хром, патрабуе ахоўных алеяў або пакрыццяў для прадухілення іржы на паверхні ў большасці працоўных умоў.

Якая інструментальная сталь забяспечвае лепшую стомленасць?

A2 звычайна паказвае мяжу стомленасці каля 45 % яго канчатковай трываласці на разрыў, у той час як мяжа стомленасці O1 знаходзіцца вакол 40 %.

Пры цыклічных нагрузках, такіх як штампоўка або халодная фармоўка, A2 зніжае рызыку выхаду з-пад стомленасці пры працяглай працы.