1. परिचय
कोल्ड-वर्क स्टील्स के बीच, A2 बनाम O1 टूल स्टील AISI/SAE और ASTM A681 मानकों में प्रमुख स्थान रखता है.
जबकि वे कोल्ड वर्क टूल स्टील्स के रूप में वर्गीकरण साझा करते हैं, उनके अलग-अलग सख्त होने के तंत्र-वायु-सख्त होने बनाम तेल-सख्त होने से प्रसंस्करण में अलग-अलग व्यवहार होते हैं, प्रदर्शन, और आवेदन उपयुक्तता.
उपकरण स्टील्स पहनने के प्रतिरोध के लिए इंजीनियर किए गए हैं, कठोरता, और आयामी स्थिरता-काटने के लिए आवश्यक विशेषताएं, गठन, और कठोर औद्योगिक परिस्थितियों में सामग्री को आकार देना.
यह लेख A2 और O1 टूल स्टील्स के बीच एक विस्तृत तुलना प्रस्तुत करता है,
उनकी रचना की जांच करना, उष्मा उपचार, यांत्रिक विशेषताएं, मशीन की, संक्षारण प्रतिरोध, और औद्योगिक उपयोग के मामले पेशेवरों को सूचित सामग्री चयन करने में मार्गदर्शन करने के लिए.
2. A2 एयर-हार्डनिंग टूल स्टील क्या है??
ए2 टूल स्टील एएसटीएम ए681 के ए-ग्रुप से संबंधित है, तेल या पानी के बजाय शांत हवा में सख्त होकर अपना "ए" पदनाम अर्जित करता है.
के तौर पर शीत-कर्मित इस्पात, यह अपने पुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान के नीचे सभी निर्माण और मशीनिंग से गुजरता है, हॉट-वर्क्ड मिश्र धातुओं की तुलना में असाधारण आयामी नियंत्रण और सतह फिनिश प्रदान करना.
रासायनिक रचना
| तत्व | सामग्री (%) | समारोह |
|---|---|---|
| कार्बन (सी) | 0.95 - 1.05 | उच्च कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को सक्षम बनाता है |
| क्रोमियम (करोड़) | 4.75 - 5.50 | कठोरता और घर्षण प्रतिरोध को बढ़ावा देता है |
| मोलिब्डेनम (एमओ) | 0.90 - 1.20 | स्वभाव प्रतिरोध और कठोरता को बढ़ाता है |
| वैनेडियम (वी) | 0.25 - 0.40 | अनाज के आकार को परिष्कृत करता है और द्वितीयक कठोरता को बढ़ाता है |
| मैंगनीज (एम.एन.) | 0.20 - 0.80 | ताकत और कठोरता में सुधार करता है |
| सिलिकॉन (और) | 0.20 - 0.50 | डीऑक्सीडेशन में सहायता करता है और ताकत बढ़ाता है |
प्रमुख विशेषताएँ और लाभ
- वायु-सख्तीकरण तंत्र: लगभग ऑस्टेनिटाइज़ करने के बाद 1 020 ° C, A2 हवा में मार्टेंसाइट में बदल जाता है, तेल या पानी के शमन के साथ आने वाले गंभीर तापीय उतार-चढ़ाव और विरूपण से बचना.
- कठोरता: उचित रूप से ताप-उपचारित A2 प्राप्त करता है 57-62 एचआरसी, इसके क्रोमियम के लिए धन्यवाद, मोलिब्डेनम, और वैनेडियम मिश्र धातु.
- घिसाव और कठोरता: हालाँकि इसमें स्टेनलेस के रूप में योग्य होने के लिए पर्याप्त क्रोमियम का अभाव है (≥ 11 %),
A2's 5 % सीआर सामग्री अभी भी एक मजबूत निष्क्रिय फिल्म का निर्माण करती है अच्छा घर्षण प्रतिरोध और प्रभाव कठोरता. - मशीनेबिलिटी और एज रिटेंशन: एनील्ड अवस्था में, A2 मशीनें आसानी से. सख्त होने के बाद, यह एक रखता है तीखा, टिकाऊ किनारा, इसे ब्लैंकिंग डाइज़ के लिए आदर्श बनाना, घूंसे, और सटीक टूलींग.
3. O1 ऑयल-हार्डनिंग टूल स्टील क्या है??
O1 टूल स्टील का संबंध है ओ-समूह एएसटीएम ए681 मानक का, के लिए इसकी आवश्यकता से अलग है तेल शमन पूर्ण कठोरता विकसित करना.
के तौर पर शीत-कर्मित इस्पात, O1 अपने पुनर्क्रिस्टलीकरण तापमान के नीचे आकार देने और मशीनिंग से गुजरता है,
लेकिन यह अपनी सूक्ष्म संरचना को पहनने-प्रतिरोधी में बदलने के लिए तेल में तेजी से ठंडा होने पर निर्भर करता है, उच्च कठोरता अवस्था.
रासायनिक रचना
| तत्व | सामग्री (%) | समारोह |
|---|---|---|
| कार्बन (सी) | 0.85 - 1.00 | कोर कठोरता और पहनने का प्रतिरोध प्रदान करता है |
| मैंगनीज (एम.एन.) | 1.00 - 1.40 | कठोरता और तन्य शक्ति को बढ़ाता है |
| क्रोमियम (करोड़) | 0.40 - 0.60 | कठोरता और घर्षण प्रतिरोध में सुधार करता है |
| टंगस्टन (डब्ल्यू) | 0.40 - 0.60 | गर्म कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाता है |
| वैनेडियम (वी) | 0.10 - 0.30 | अनाज की संरचना को परिष्कृत करता है और कार्बाइड निर्माण का समर्थन करता है |
| सिलिकॉन (और) | 0.10 - 0.30 | डीऑक्सीडेशन में सहायता करता है और स्टील मैट्रिक्स को मजबूत करता है |
प्रमुख गुण और लाभ
- उच्च कठोरता: O1 पहुंचता है 60-63 एचआरसी बाद बुझाना, इसे तेज़ गति की आवश्यकता वाले उपकरणों के लिए आदर्श बनाना, लंबे समय तक चलने वाले किनारे-जैसे गेज, घूंसे, और लकड़ी पर काम करने वाले चाकू.
- उत्कृष्ट मशीनेबिलिटी: अपनी निर्वात अवस्था में, O1 का स्कोर आसपास है 65% मशीनेबिलिटी चार्ट पर (एआईएसआई के साथ 1112 जैसा 100%), तेजी से रफिंग और टूलींग लागत कम करने की अनुमति.
- चुस्त आयामी नियंत्रण (छोटे अनुभाग): तेल शमन एक मध्यम शीतलन दर प्रदान करता है जो पतले घटकों के लिए उपयुक्त है (तक 15 मिमी),
यद्यपि बड़े वर्ग समान रूप से उत्तेजित न होने पर नरम धब्बे या विकृति का जोखिम उठाते हैं. - लागत प्रभावशीलता: कम मिश्र धातु सामग्री का मतलब लगभग सामग्री लागत है $2-$3 प्रति किलोग्राम, साथ ही कुशल मशीनिंग और सीधा ताप उपचार.
4. उष्मा उपचार & सख्त प्रतिक्रिया
हीट ट्रीटमेंट A2 और O1 टूल स्टील्स दोनों के अंतिम गुणों को परिभाषित करता है.
इस खंड में, हम उनके अनुशंसित थर्मल चक्रों की तुलना करते हैं, शमन मीडिया, कड़ा करना, और लक्ष्य कठोरता और कठोरता को प्राप्त करने के लिए तड़के के नियम.
A2 वायु-सख्तीकरण चक्र
- आउंटिटाइज़िंग
-
- तापमान: 1 015-1 035 ° C
- समय पकड़: 30-45 मिनट
- इस सीमा पर, A2 मिश्र धातु कार्बाइड को घोलता है और एक समान ऑस्टेनिटिक मैट्रिक्स बनाता है.
- शमन
-
- मध्यम: अभी भी परिवेश के तापमान पर हवा
- शीतलन दर: धीमा, तक तापीय प्रवणता को कम करना 70 % तेल शमन की तुलना में
- नतीजतन, A2 न्यूनतम तनाव और विरूपण के साथ मार्टेंसाइट में बदल जाता है.
- टेम्परिंग
-
- पहला अस्थायी: 150तनाव से राहत के लिए -200 डिग्री सेल्सियस
- दूसरा अस्थायी: 500कठोरता को अनुकूलित करने के लिए -540 डिग्री सेल्सियस
- परिणामी कठोरता: 57-62 एचआरसी (स्वभाव तापमान और समय पर निर्भर करता है)
- माध्यमिक सख्त होना: मोलिब्डेनम और वैनेडियम कार्बाइड अवक्षेपित होते हैं, उच्च तापमान शक्ति को बढ़ावा देना.
O1 तेल-सख्तीकरण चक्र
- आउंटिटाइज़िंग
-
- तापमान: 780-820 डिग्री सेल्सियस
- समय पकड़: 20-30 मिनट
- यह निम्न तापमान महीन कार्बाइड के उच्च अंश को बरकरार रखता है, पहनने के प्रतिरोध को बढ़ावा देना.
- शमन
-
- मध्यम: 50-70 डिग्री सेल्सियस पर उत्तेजित तेल
- शीतलन दर: लगभग 150 मार्टेंसाइट रेंज में °C/s
- तेल का उपयोग पानी के शमन के साथ होने वाली दरार और विकृति को रोकता है, लेकिन हवा को ठंडा करने की तुलना में अधिक तनाव उत्पन्न करता है.
- टेम्परिंग
-
- विशिष्ट तापमान: 150-220 डिग्री सेल्सियस, एकल या दोहरा चक्र
- परिणामी कठोरता: 60-63 एचआरसी
- कम तापमान वाला तापमान O1 की अधिकतम कठोरता को संरक्षित रखता है लेकिन कठोरता में सुधार को सीमित कर देता है.
कठोरता और कठोरता की गहराई
| इस्पात | गहराई तक 50 % मार्टेंसाईट | कोर कठोरता पर 40 मिमी गहराई |
|---|---|---|
| ए2 | ~40 मिमी | 55-58 एचआरसी |
| O1 | ~12 मिमी | 45-48 एचआरसी |
- फलस्वरूप, A2 अनुभाग की गहराई में उच्च कठोरता बनाए रखता है, जबकि O1 को नरम कोर से बचने के लिए पतले क्रॉस-सेक्शन या विशेष क्वेंच फिक्स्चर की आवश्यकता होती है.
- इसके अतिरिक्त, A2 का वायु-शमन तंत्र शमन क्रैकिंग जोखिम को कम करता है, इसे बड़े डाइज़ और पंचों के लिए उपयुक्त बनाता है.
अनुशंसित टेम्परिंग व्यवस्थाएँ
- अधिकतम कठोरता के लिए (ए2): 520-540 डिग्री सेल्सियस पर तापमान 2 × 2 घंटे, K_IC के साथ ~57 एचआरसी प्राप्त करना > 28 एमपीए·√एम.
- अधिकतम कठोरता के लिए (O1): 150-180 डिग्री सेल्सियस पर तापमान 1 × 2 घंटे, ~62 एचआरसी बनाए रखना लेकिन कठोरता ~18 एमपीए·√एम तक सीमित.
- वैकल्पिक, पर दोहरा स्वभाव 200 डिग्री सेल्सियस 1-2 एचआरसी कठोरता की कीमत पर ओ1 की कठोरता को थोड़ा बढ़ा सकता है.
5. A2 बनाम के यांत्रिक गुण. O1 टूल स्टील
A2 की उच्च मिश्र धातु सामग्री बढ़ जाती है बेरहमी और प्रतिरोध पहन, जिससे उच्च भार या प्रभाव वाले वातावरण में इसके टूटने और टूटने की संभावना कम हो जाती है.
O1, हालांकि थोड़ा कठिन, धार स्थिरता के लिए कठोरता का व्यापार करता है, फाइन-कटिंग अनुप्रयोगों के लिए आदर्श.
6. मशीन की & छलरचना
- यथा-एनील्ड मशीनेबिलिटी रेटिंग:
-
- O1: ~65% (एसएई के सापेक्ष 1112)
- ए2: ~50%
O1 को सख्त करने से पहले मशीन बनाना और ख़त्म करना आसान है, इसे उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाना जहां त्वरित बदलाव महत्वपूर्ण है.
A2 को इसकी उच्च कठोरता और मिश्र धातु सामग्री के कारण अधिक मजबूत टूलींग की आवश्यकता होती है.
ईडीएम और ड्रिलिंग: दोनों सामग्रियां इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग के प्रति अच्छी प्रतिक्रिया देती हैं, लेकिन A2 को अपनी बेहतर कार्बाइड संरचना के कारण अधिक सुसंगत ईडीएम फिनिश से लाभ होता है.
जुड़ने की योग्यता: O1 को सावधानी से वेल्ड किया जा सकता है, लेकिन पहले से गरम करना और वेल्डिंग के बाद का ताप उपचार आवश्यक है. ए2, अधिक मिश्रित होना, जब तक तनाव से राहत न मिले, दरार पड़ने का खतरा अधिक होता है.
7. आयामी स्थिरता & विरूपण
वायु सख्त होने से A2 को आयामी सटीकता में एक विशिष्ट लाभ मिलता है.
O1 के विपरीत, जो तेजी से तेल ठंडा होने के दौरान विकृत या विकृत हो सकता है, A2 का धीमा परिवर्तन सुनिश्चित करता है न्यूनतम आकार परिवर्तन शमन के बाद.
निकट-सहिष्णुता टूलींग के लिए, A2 सेकेंडरी ग्राइंडिंग और सुधार की आवश्यकता को कम करता है.
8. संक्षारण प्रतिरोध
जबकि न तो A2 और न ही O1 स्टेनलेस स्टील है, A2's 5% क्रोमियम सामग्री प्रदान करती है हल्का संक्षारण प्रतिरोध, विशेष रूप से शुष्क या हल्के आर्द्र वातावरण में.
O1, से कम के साथ 1% क्रोमियम, है सतह ऑक्सीकरण और जंग लगने का खतरा सुरक्षात्मक कोटिंग्स के बिना.
9. A2 बनाम के विशिष्ट अनुप्रयोग. O1 टूल स्टील
A2 और O1 के बीच चयन करना विशिष्ट टूलींग कार्यों के लिए प्रत्येक स्टील की ताकत के मिलान पर निर्भर करता है.
A2 एयर-हार्डनिंग टूल स्टील
इसकी उच्च कठोरता के लिए धन्यवाद, उत्कृष्ट पहनने का प्रतिरोध, और न्यूनतम विरूपण, A2 उत्कृष्ट है:
- ब्लैंकिंग और पियर्सिंग मर जाता है: A2 लंबे उत्पादन काल के दौरान कड़ी सहनशीलता बनाए रखता है (50 000+ स्ट्रोक) बार-बार मुकरने के बिना.
- बनाने और मुद्रांकन उपकरण: इसकी कठोरता तक के प्रभाव भार को सहन कर लेती है 1 200 एमपीए, डीप-ड्रॉ और झुकने के संचालन के लिए आदर्श.
- प्रगतिशील डाई घटक: A2 की गहराई तक एक समान कठोरता 40 मिमी लगातार छेद छिद्रण सुनिश्चित करता है, ट्रिमिंग, और मल्टी-स्टेशन में बनने से मृत्यु हो जाती है.
- शीत-कतरनी ब्लेड: तक की कठोरता के साथ 62 एचआरसी और बारीक कार्बाइड फैलाव, A2 शीट मेटल में साफ कट प्रदान करता है 3 मिमी मोटी.
O1 ऑयल-हार्डनिंग टूल स्टील
O1 बेहतर मशीनेबिलिटी के साथ अच्छी कठोरता को जोड़ता है, इसे कम-वॉल्यूम या प्रोटोटाइप टूलींग के लिए पसंदीदा विकल्प बनाना:
- काटने और काटने वाले चाकू: O1 बहुत तेज़ धार रखता है (62-63 एचआरसी) विनाइल को काटने जैसे कार्यों के लिए, कागज़, और रबर.
- गेज और मापन उपकरण: इसकी बारीक सतह और कठोरता गो/नो-गो प्लग और पिन में सटीकता की गारंटी देती है.
- कम मात्रा में मर जाता है: छोटी मुद्रांकन या गठन मर जाता है (लंबाई चलाएं < 10 000 स्ट्रोक) O1 के तीव्र बदलाव और कम सामग्री लागत से लाभ.
- वुडवर्किंग और लेदरवर्किंग ब्लेड: शिल्पकार छेनी के लिए O1 पर निर्भर रहते हैं, हवाई जहाज़ के ब्लेड, और चमड़े के स्काइविंग चाकू जो आसानी से दोबारा धार देने की मांग करते हैं.
अनुप्रयोग तुलना तालिका
| आवेदन | A2 टूल स्टील | O1 टूल स्टील |
|---|---|---|
| रिक्त & छेदन मर जाता है | उच्च परिमाण (50 000+ स्ट्रोक), गहरे ड्रा, न्यूनतम विरूपण | अनुशंसित नहीं - अधिक घिसाव, नरम कोर जोखिम |
| बनाने & झुकने के उपकरण | गहरे घूंसे मारना, उच्च-भार निर्माण | प्रकाश निर्माण, प्रोटोटाइप मर जाता है |
| प्रगतिशील डाई घटक | मल्टी-स्टेशन मर जाता है, बड़े खंड | छोटा, साधारण मर जाता है |
| कटिंग & काटने वाले ब्लेड | हेवी-गेज शीट काटना | स्लिटिंग विनाइल, कागज़, रबड़ |
| गेज & पिंस | बार-बार उपयोग के तहत टिकाऊ | परिशुद्धता गेज, कम पहनने वाले अनुप्रयोग |
| शिल्प ब्लेड (लकड़ी/चमड़ा) | समसामयिक उपयोग के लिए पुनः पीसने की आवश्यकता होती है | बार-बार पुनः पैनापन होना, बारीक धार प्रतिधारण |
| प्रोटोटाइप बनाम. उत्पादन चलता है | प्रोडक्शन रन के लिए सर्वश्रेष्ठ > 20 000 टुकड़े | प्रोटोटाइपिंग और रन के लिए सर्वश्रेष्ठ < 10 000 टुकड़े |
10. निष्कर्ष
A2 बनाम O1 टूल स्टील कोल्ड वर्क अनुप्रयोगों के लिए दो सिद्ध समाधानों का प्रतिनिधित्व करता है, प्रत्येक को विशिष्ट प्रदर्शन और आर्थिक आवश्यकताओं के अनुरूप बनाया गया है.
A2 की बेहतर कठोरता, प्रतिरोध पहन, और आयामी स्थिरता मांग में इसके उपयोग को उचित ठहराती है, उच्च-मात्रा संचालन.
इस दौरान, O1 कम लागत पर असाधारण बढ़त बनाए रखने और मशीनेबिलिटी प्रदान करता है, इसे सरल या कम-उत्पादन वाले टूलींग के लिए एक विश्वसनीय विकल्प बनाता है.
हालाँकि इन दोनों स्टील्स के भौतिक गुणों में कुछ अंतर हैं, A2 और O1 टूल स्टील दोनों ही किफायती सामग्रियां हैं जो समान अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं.
पूछे जाने वाले प्रश्न
कौन सा स्टील उच्च पहनने का प्रतिरोध प्राप्त करता है?
A2 अपने उच्च क्रोमियम के कारण बेहतर घिसाव प्रतिरोध प्रदान करता है (4.75-5.50 %) और वैनेडियम सामग्री, जो ठीक बनता है, समान रूप से फैला हुआ कार्बाइड.
O1, निम्न मिश्र धातु स्तर के साथ, मध्यम पहनने का प्रदर्शन प्रदान करता है लेकिन उत्कृष्ट धार तीक्ष्णता के साथ क्षतिपूर्ति करता है.
कौन सा टूल स्टील बेहतर आयामी स्थिरता प्रदान करता है?
A2 एयर-हार्डनिंग नरम थर्मल ग्रेडिएंट बनाता है, तक विकृति को कम करना 70 % O1 के तेल शमन की तुलना में.
डिज़ाइनर बड़े या जटिल डाइज़ के लिए A2 पसंद करते हैं जो न्यूनतम पीसने के बाद सुधार के साथ कड़ी सहनशीलता की मांग करते हैं.
वे संक्षारण का विरोध कैसे करते हैं??
A2 का ~5 % क्रोमियम सामग्री हल्का संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करती है, शुष्क या हल्के आर्द्र वातावरण के लिए उपयुक्त.
O1, नीचे के साथ 1 % क्रोमियम, अधिकांश परिचालन स्थितियों में सतह पर जंग लगने से बचाने के लिए सुरक्षात्मक तेल या कोटिंग की आवश्यकता होती है.
कौन सा टूल स्टील बेहतर थकान प्रदर्शन प्रदान करता है??
A2 आम तौर पर लगभग थकान सीमा प्रदर्शित करता है 45 % इसकी परम तन्यता शक्ति का, जबकि O1 की थकान सीमा आसपास बैठती है 40 %.
चक्रीय-लोडिंग अनुप्रयोगों में - जैसे स्टैम्पिंग या कोल्ड फॉर्मिंग - A2 लंबे समय तक थकान विफलता के जोखिम को कम करता है.
