A2対. O1ツールスチール: 主な違い

1. 導入

コールドワークスチールの間, A2対O1ツールスチールは、AISI/SAEおよびASTM A681標準で顕著な位置を占めています.

彼らは冷たい作業ツールの鋼として分類を共有している間, それらの異なる硬化メカニズム（空気硬化とオイルハーデン化）は、処理における明確な動作に導かれます, パフォーマンス, およびアプリケーションの適合性.

工具鋼 耐摩耗性のために設計されています, 硬度, 寸法の安定性 - 切断に不可欠な特徴, 形にする, 過酷な工業条件の材料の編成.

この記事では、A2とO1ツールの鋼の詳細な比較を示します,

それらの構成を調べる, 熱処理, 機械的特性, 被削性, 耐食性, 専門家が情報に基づいた資料の選択をする際に導く産業用ユースケース.

2. A2エアハーデニングツールスチールとは何ですか?

A2ツールスチールはASTM A681のAグループに属します, 油や水ではなく、静止した空気で硬化することにより、その「a」指定を獲得します.

として コールドワークスチール, 再結晶温度を下回るすべての形成と機械加工を受けます, ホットワークの合金と比較して、例外的な寸法制御と表面仕上げを提供する.

化学組成

要素	コンテンツ (%)	関数
炭素 (C)	0.95 – 1.05	高い硬度と耐摩耗性を可能にします
クロム (Cr)	4.75 – 5.50	硬化性と耐摩耗性を促進します
モリブデン (モー)	0.90 – 1.20	耐火性と靭性を高めます
バナジウム (V)	0.25 – 0.40	穀物のサイズを改良し、二次硬化を高めます
マンガン (ん)	0.20 – 0.80	強度と焼入性の向上
シリコン (そして)	0.20 – 0.50	酸化を補助し、強度を高めます

重要な特性と利点

• 空気硬化メカニズム: ほぼでオーステナイト化した後 1 020 ℃, A2は空気中のマルテンサイトに変換されます, 油や水の消光に伴う重度の熱勾配と歪みを避ける.
• 硬度: 適切に熱処理されたA2が達成します 57–62 HRC, そのクロムのおかげです, モリブデン, およびバナジウム合金.
• 摩耗とタフネス: ステンレスとして資格を得るのに十分なクロムがありませんが (≥ 11 %),
  A2 5 % CRコンテンツは、引き続き堅牢なパッシブフィルムを生成します 良好な耐摩耗性 そして 衝撃靱性.
• 加工性とエッジ保持: 焼きなまし状態で, A2マシンを簡単にマシン. 硬化後, それはaを保持します シャープ, 耐久性のあるエッジ, それをブランキングダイに理想的にします, パンチ, および精密ツール.

3. O1オイルハーデニングツールスチールとは何ですか?

O1ツールスチールはに属します Oグループ ASTM A681標準の, その要件によって区別されます オイル消光 完全な硬さを開発するため.

として コールドワークスチール, O1は、再結晶温度を下回る形状と機械加工を受けます,

しかし、それは油構造を耐摩耗性に変換するために油の迅速な冷却に依存しています, ハードネス状態.

化学組成

要素	コンテンツ (%)	関数
炭素 (C)	0.85 – 1.00	コアの硬度と耐摩耗性を提供します
マンガン (ん)	1.00 – 1.40	硬化性と引張強度を向上させます
クロム (Cr)	0.40 – 0.60	硬化性と耐摩耗性を改善します
タングステン (W)	0.40 – 0.60	熱い硬さを高め、抵抗を摩耗させます
バナジウム (V)	0.10 – 0.30	穀物の構造を改良し、炭化物の層をサポートします
シリコン (そして)	0.10 – 0.30	脱酸化を支援し、スチールマトリックスを強化します

重要なプロパティと利点

• 高硬度: O1に到達します 60–63 HRC クエンチ後, シャープを必要とするツールに最適です, 長期にわたるエッジ - ゲージなど, パンチ, そして木工ナイフ.
• 優れた加工性: アニール状態で, O1は周りにスコアリングします 65% 加工性チャート (aisiで 1112 として 100%), より速い荒廃とツーリングコストの削減を可能にします.
• タイトな寸法制御 (小さなセクション): オイルクエンチングは、薄いコンポーネントに合う中程度の冷却速度を提供します (まで 15 mm),
  より大きなセクションは、均一に動揺していないとソフトスポットや歪みを危険にさらしますが.
• 費用対効果: 低い合金含有量は、ほぼの材料コストに変換されます $2 - 1キログラムあたり3ドル, さらに、効率的な機械加工と簡単な熱処理.

4. 熱処理 & 応答の硬化

熱処理は、A2とO1ツールの両方のスチールの両方の最終特性を定義します.

このセクションでは, 推奨される熱サイクルを比較します, メディアの消光, ハーデン剤, ターゲットの硬度と靭性を達成するための抑制体制.

A2空気硬化サイクル

1. オーステナイト化

• • 温度: 1 015–1 035 ℃
  • 時間を押します: 30–45分
  • この範囲で, A2は合金炭化物を溶解し、均一なオーステナイトマトリックスを形成します.

2. 焼入れ

• • 中くらい: 周囲温度でまだ空気
  • 冷却速度: 遅い, 熱勾配を最大で削減します 70 % オイルクエンチと比較して
  • 結果として, A2は、最小限のストレスと歪みでマルテンサイトに変換されます.

3. テンパリング

• • 最初の温度: 150–200°Cのストレス緩和のため
  • 2番目の温度: 500-540°C硬度を調整します
  • 結果として硬度: 57–62 HRC (温度と時間に応じて)
  • 二次硬化: モリブデンとバナジウム炭化物が沈殿します, 高温強度の向上.

O1オイルハーデニングサイクル

1. オーステナイト化

• • 温度: 780–820°C
  • 時間を押します: 20–30分
  • この低い温度は、細かい炭化物の割合が高くなります, 耐摩耗性を好む.

2. 焼入れ

• • 中くらい: 50〜70°Cで攪拌油
  • 冷却速度: 約 150 マルテンサイト範囲の°C/s
  • オイルを使用すると、水の消光で一般的な亀裂と歪みが防止されますが、空冷よりも多くのストレスが発生します.

3. テンパリング

• • 典型的な温度: 150–220°C, シングルまたはダブルサイクル
  • 結果として硬度: 60–63 HRC
  • 温度の低下はO1の最大硬度を維持しますが、靭性の改善を制限します.

硬化性と硬化の深さ

鋼鉄	深さ 50 % マルテンサイト	で硬度 40 mm深さ
A2	〜40 mm	55–58 HRC
O1	〜12 mm	45–48 HRC

• その結果, A2は、セクションの奥深くに高い硬度を維持します, 一方、O1には、柔らかいコアを避けるために、より薄い断面または特別なクエンチの備品が必要です.
• さらに, A2のエアクエンチメカニズムは、クエンチの亀裂リスクを減らします, 大規模なダイやパンチに適しています.

推奨される焼き戻し体制

• 最大の靭性のため (A2): 520〜540°Cでの気性 2 × 2 時間, K_ICで〜57 HRCを達成します > 28 MPA・√m.
• 最大の硬度のため (O1): 150〜180°Cでの気性 1 × 2 時間, 〜62 hrcを維持しますが、靭性が〜18 mpa・√mに制限されています.
• あるいは, の二重の気性 200 °Cは、1〜2 HRCの硬度を犠牲にしてO1の靭性をわずかに高めることができます.

5. A2とA2の機械的特性. O1ツールスチール

A2のより高い合金含有量が強化されます 靭性 そして 耐摩耗性, 高負荷または衝撃環境でのチッピングとクラッキングの傾向が少なくなる.

O1, 少し難しいですが, エッジの安定性のためにタフネスを交換します, ファインカットアプリケーションに最適です.

6. 被削性 & 製作

• 現実的な機械加工性評価:

• • O1: 〜65％ (SAEと比較して 1112)
  • A2: 〜50％

O1は硬化する前に機械加工と仕上げが簡単です, 迅速なターンアラウンドが重要なアプリケーションに適しています.

A2は、硬度と合金含有量が高いため、より堅牢なツールが必要です.

EDMと掘削: どちらの材料も電気排出機械加工によく反応します, しかし、A2は、より細かい炭化物構造のため、より一貫したEDM仕上げの恩恵を受けます.

溶接性: O1は注意して溶接可能です, しかし、予熱および溶接後の熱処理が不可欠です. A2, より合金であること, ストレスを抑制しない限り、より高い亀裂リスクを提示します.

7. 寸法安定性 & ねじれ

空気硬化により、A2は次元の精度に明確な利点を与えます.

O1とは異なります, 急速なオイル冷却中に歪んだりゆがめたりする可能性があります, A2のゆっくりとした変換が保証されます 最小限の形状の変化 発光後.

耐性ツーリング用, A2は、二次研削と補正の必要性を減らします.

8. 耐食性

A2もO1もステンレス鋼ではありません, A2 5% クロム コンテンツが提供します 軽度の腐食抵抗, 特に乾燥した環境または軽度の環境で.

O1, 未満で 1% クロム, は 表面の酸化と錆が発生しやすい 保護コーティングなし.

9. A2対典型的なアプリケーション. O1ツールスチール

A2とO1のいずれかの選択は、各鋼の強度を特定のツーリングタスクに一致させることにかかっています.

A2エアハーデニングツールスチール

その高い硬度性のおかげです, 優れた耐摩耗性, そして最小限の歪み, A2は優れています:

• ブランキングとピアスが死にます: A2は、長い生産走行にわたって緊密な許容範囲を維持します (50 000+ ストローク) 頻繁に再導入することなく.
• 形成およびスタンティングツール: その靭性に耐えることは、負荷に影響を与えます 1 200 MPa, 深い描画および曲げ操作に最適です.
• プログレッシブダイコンポーネント: A2の深さに対する均一な硬度 40 MMは一貫した穴のパンチを保証します, トリミング, そして、マルチステーションダイで形成されます.
• コールドせん断刃: 硬度があります 62 HRCと細かい炭化物分散, A2は、シートメタルのきれいなカットを提供します 3 厚さmm.

O1オイルハーデニングツールスチール

O1は、優れた硬度と優れた加工性を兼ね備えています, 低容積またはプロトタイプのツールの選択肢にする:

• カットとスライトナイフ: O1はかみそりの鋭いエッジを保持します (62–63 HRC) スリットビニールなどのタスクの場合, 紙, とゴム.
• ゲージと測定ツール: その細かい表面と硬度は、ゴー/ノーゴープラグとピンの精度を保証します.
• 低容積ダイ: 小さなスタンピングまたは形成ダイ (実行された長さ < 10 000 ストローク) O1の急速なターンアラウンドと材料コストの削減の恩恵を受ける.
• 木工と革加工の刃: 職人はノミに頼っています, 飛行機の刃, そして、簡単な再塗りを必要とする革製の皮の皮のナイフ.

アプリケーション比較テーブル

応用	A2ツールスチール	O1ツールスチール
ブランキング & ピアスダイ	大容量 (50 000+ ストローク), ディープドロー, 最小限の歪み	推奨されていません - ハイヤーウェア, ソフトコアリスク
形にする & 曲げツール	ディープドローパンチ, 高負荷形成	光の形成, プロトタイプは死にます
プログレッシブダイコンポーネント	マルチステーションダイ, 大きなセクション	小さい, 単純な死
切断 & スリットブレード	ヘビーゲージシート切断	スリットビニール, 紙, ゴム
ゲージ & ピン	繰り返し使用して耐久性があります	精密ゲージ, 低摩耗アプリケーション
クラフトブレード (木/革)	時折使用 - 再編成を要求します	頻繁に再塗ります, 細かいエッジ保持
プロトタイプ対. 生産が実行されます	生産ランに最適です > 20 000 作品	プロトタイピングと実行に最適です < 10 000 作品

10. 結論

A2対O1ツールスチールは、コールドワーク用途向けの2つの実績のあるソリューションを表しています, それぞれが特定のパフォーマンスと経済的ニーズに合わせて調整されました.

A2の優れたタフネス, 耐摩耗性, そして、寸法の安定性は、要求に伴うその使用を正当化します, 大量の操作.

その間, O1は、並外れたエッジの保持と機密性を低コストで提供します, よりシンプルまたは低生産のツールのための信頼できる選択肢にする.

これら2つの鋼の物理的特性にはいくつかの違いがありますが, A2とO1の両方のツール鋼は、同じアプリケーションの多くに適した手頃な材料です.

 

よくある質問

どの鋼がより高い耐摩耗性を達成するか?

A2はクロムが高いため、優れた耐摩耗性を提供します (4.75–5.50 %) およびバナジウム含有量, 正常に形成されます, 均一に分散した炭化物.

O1, 合金レベルが低い, 適度なウェアパフォーマンスを提供しますが、優れたエッジシャープネスで補償します.

どのツールスチールがより良い寸法安定性を提供します?

A2エアハーデニングは、穏やかな熱勾配を作成します, 歪みを減らす 70 % O1のオイルクエンチと比較してください.

デザイナーは、最小限の粉砕後修正で緊密な許容値を必要とする大型または複雑なダイに対してA2を好む.

彼らはどのように腐食に抵抗しますか?

A2の〜5 % クロム含有量は、軽度の腐食抵抗をもたらします, 乾燥または軽度の湿気に適しています.

O1, 下の 1 % クロム, ほとんどの動作条件で表面錆を防ぐために保護油またはコーティングが必要です.

どのツールスチールがより良い疲労性能を提供するか?

A2は通常、約の疲労限界を示しています 45 % その究極の引張強度の, 一方、O1の疲労限界は座っています 40 %.

循環荷重アプリケーションでは、スタンピングやコールドフォーミングなど、A2は長期的に疲労不全のリスクを軽減します.