A2 против. O1 Tool Steel: Ключевые различия

1. Введение

Среди холодных сталей, A2 против O1 Tool Steel занимает заметные позиции в стандартах AISI/SAE и ASTM A681.

Пока они разделяют классификацию как стали холодного рабочего инструмента, Их различные механизмы упрочнения-воздушное удержание по сравнению с нефтью-приносят различные поведения при обработке, производительность, и пригодность применения.

Инструментальные стали спроектированы для износостойкости, твердость, и размерная стабильность - характеристики, необходимые для резки, формирование, и формирование материалов в суровых промышленных условиях.

В этой статье представлено подробное сравнение между инструментами A2 и O1,

Изучая их композицию, термическая обработка, механические свойства, обрабатываемость, коррозионная стойкость, и варианты промышленного использования, чтобы направлять специалистов в выборе информированных материалов.

2. Что такое A2-хардинг-инструмент, сталь?

A2 Tool Steel принадлежит A-группе ASTM A681, зарабатывает свое обозначение «А», затвердев в неподвижном воздухе, а не нефти или воде.

Как холодная сталь, Он подвергается всем образованию и обработке ниже температуры рекристаллизации, Доставка исключительного контроля размерного и поверхностного покрытия по сравнению с горячими сплавами.

Химический состав

Элемент	Содержание (%)	Функция
Углерод (С)	0.95 – 1.05	Обеспечивает высокую твердость и износостойкость
Хром (Кр)	4.75 – 5.50	Способствует устойчивости и устойчивости к истиранию
Молибден (Мо)	0.90 – 1.20	Увеличивает сопротивление температура и прочность
Ванадий (В)	0.25 – 0.40	Уточняет размер зерна и повышает вторичное упрочнение
Марганец (Мин.)	0.20 – 0.80	Улучшает прочность и прокаливаемость
Кремний (И)	0.20 – 0.50	СПИД Джакисление и усиливает прочность

Ключевые характеристики и преимущества

• Механизм воздуха: После того 1 020 °С, A2 превращается в Martensite в воздухе, Избегание серьезных тепловых градиентов - и искажений - которые сопровождают нефть или гашение воды.
• Твердость: Правильно тепло, обработанный A2, достигает 57–62 HRC, Благодаря своему хроме, молибден, и ванадий.
• Носить и выносливость: Хотя ему не хватает хром, чтобы квалифицироваться как нержавеющая (≥ 11 %),
  A2's 5 % Контент Cr по -прежнему создает надежный пассивный фильм для Хорошее сопротивление истирания и ударная вязкость.
• Обучаемость и удержание краев: В отожженном состоянии, А2 машины легко. После упрочнения, он держит острый, долговечный край, Сделать его идеальным для умирания, удары руками, и точный инструмент.

3. Что такое O1 Oil Hardening Tool Steel Steel?

O1 Tool Steel принадлежит O-Group стандарта ASTM A681, отличается от его требования к гашение нефти для развития полной твердости.

Как холодная сталь, O1 подвергается формированию и обработке ниже температуры рекристаллизации,

Но он опирается на быстрое охлаждение в масле, чтобы превратить микроструктуру в износостойкую устойчивость, Государство высокого уровня.

Химический состав

Элемент	Содержание (%)	Функция
Углерод (С)	0.85 – 1.00	Обеспечивает основную твердость и износостойкость
Марганец (Мин.)	1.00 – 1.40	Улучшает укрепление и прочность на растяжение
Хром (Кр)	0.40 – 0.60	Улучшает укрепление и устойчивость к истиранию
вольфрам (Вт)	0.40 – 0.60	Повышает горячую твердость и стойкость к износу
Ванадий (В)	0.10 – 0.30	Уточняет структуру зерна и поддерживает карбид
Кремний (И)	0.10 – 0.30	Помогает окисления и укрепляет стальную матрицу

Ключевые свойства и преимущества

• Высокая твердость: O1 достигает 60–63 HRC пост-накопление, сделать его идеальным для инструментов, требующих резких, длительные края-такие как датчики, удары руками, и деревообрабатывающие ножи.
• Отличная механизм: В его отожженном состоянии, O1 забивает вокруг 65% на чартах оборудования (с айси 1112 как 100%), разрешение быстрее грубые и снижение затрат на инструмент.
• Плотный размерный контроль (Небольшие секции): Гашение масла обеспечивает умеренную скорость охлаждения, которая подходит для более тонких компонентов (до 15 мм),
  Хотя более крупные срезы рискуют мягкими пятнами или искажением, если не равномерно волноваться.
• Экономическая эффективность: Контент более низкого сплава переводится на стоимость материала приблизительно $2- 3 доллара за килограмм, плюс эффективная обработка и прямая термообработка.

4. Термическая обработка & Утверждение ответа

Тепловая обработка определяет окончательные свойства сталей как A2, так и O1,.

В этом разделе, Мы сравниваем их рекомендуемые термические циклы, утомить СМИ, Закаленность, и режимы отпуска для достижения целевой твердости и прочности.

A2 Цикл воздушного уборки

1. Austenitizing

• • Температура: 1 015–1 035 °С
  • Удерживать время: 30–45 минут
  • В этом диапазоне, A2 растворяет карбиды сплавов и образует единую аустенитную матрицу.

2. закалка

• • Середина: Все еще воздух при температуре окружающей среды
  • Скорость охлаждения: Медленный, уменьшение тепловых градиентов до 70 % по сравнению с гашником нефти
  • Как результат, A2 превращается в мартенсит с минимальным напряжением и искажением.

3. Закалка

• • Первая температура: 150–200 ° C для снятия напряжения
  • Вторая температура: 500–540 ° C к заказной твердости
  • В результате твердость: 57–62 HRC (в зависимости от температуры и времени температуры)
  • Вторичное упрочнение: Молибден и ванадий карбиды осаждают, Повышение высокой температуры.

O1 Цикл нефтяного хардирования

1. Austenitizing

• • Температура: 780–820 ° C.
  • Удерживать время: 20–30 минут
  • Эта более низкая температура сохраняет более высокую долю мелких карбидов, предпочитая износостойкость.

2. закалка

• • Середина: Взволнованное масло при 50–70 ° C
  • Скорость охлаждения: Примерно 150 ° C/с в диапазоне мартенсит
  • Использование масла предотвращает растрескивание и искажение, общее при гашении воды, но вносит больше напряжения, чем воздушное охлаждение.

3. Закалка

• • Типичная температура: 150–220 ° C., Одиночный или двойной цикл
  • В результате твердость: 60–63 HRC
  • Более низкие температуры сохраняют максимальную твердость O1, но ограничивают повышение вязкости.

Закаленность и глубина упрочнения

Сталь	Глубина до 50 % Мартенсит	Основная твердость в 40 мм глубина
А2	~ 40 мм	55–58 HRC
О1	~ 12 мм	45–48 HRC

• Следовательно, A2 поддерживает высокую твердость глубоко в разделе, Принимая во внимание, что O1 требуют более тонких поперечных сечений или специальных приспособлений для погашения, чтобы избежать мягких ядер.
• Более того, Механизм воздушного накопления A2 снижает риск приспособления, сделать его подходящим для больших умираний и ударов.

Рекомендуемые режимы отказа

• Для максимальной прочности (А2): Вернуться при 520–540 ° C для 2 × 2 часы, достижение ~ 57 HRC с K_IC > 28 MPA · √m.
• Для максимальной твердости (О1): Вернут при 150–180 ° C для 1 × 2 часы, поддержание ~ 62 HRC, но с выносливостью, ограниченной ~ 18 МПа · √m.
• Альтернативно, двойной характер на 200 ° C может слегка повысить прочность O1 за счет твердости 1–2 часа..

5. Механические свойства A2 VS. O1 Tool Steel

Увеличение более высокого содержания сплава A2 повышается прочность и износостойкость, Сделать его менее склонным к скоплению и растрескиванию в средах с высокой нагрузкой или воздействием.

О1, хотя немного сложнее, торгует выносливостью для стабильности края, Идеально подходит для тонких приложений.

6. Обрабатываемость & Изготовление

• Анализованные рейтинги машины:

• • О1: ~ 65% (относительно SAE 1112)
  • А2: ~ 50%

O1 легче в машине и заканчивается до укрепления, сделать его подходящим для приложений, где быстрый поворот имеет решающее значение.

A2 требует более надежного инструмента из -за его более высокой твердости и содержания сплава.

EDM и бурение: Оба материала хорошо реагируют на обработку электрического разряда, Но A2 выигрывает от более последовательной финиши EDM из -за более тонкой карбида структуры.

Свариваемость: O1 можно сваривать с осторожностью, Но предварительно нагреть и термообработка после почетного. А2, быть более сбоем, представляет более высокий риск растрескивания, если не снят стресс.

7. Стабильность размеров & Искажение

Утверждение воздуха дает A2 явное преимущество в точности размерных.

В отличие от O1, который может искажать или деформироваться во время быстрого масляного охлаждения, Медленное преобразование A2 гарантирует Минимальное изменение формы пост-накопление.

Для инструментов с близким уровнем, A2 уменьшает необходимость вторичного шлифования и исправлений.

8. Коррозионная стойкость

В то время как ни A2, ни O1 не нержавеющая сталь, A2's 5% хром Контент предоставляет Мягкая коррозионная стойкость, Особенно в сухой или слегка влажной среде.

О1, с меньшим, чем 1% хром, является подвержен поверхностному окислению и ржавчине без защитных покрытий.

9. Типичные применения A2 VS. O1 Tool Steel

Выбор между A2 и O1 петли при сопоставлении прочности каждой стали с конкретными задачами инструментов.

A2 Сталь инструментов Air Hardening Steel

Благодаря его высокой устойчивости, отличная износостойкость, и минимальное искажение, A2 превосходит:

• Убий: A2 сохраняет плотные допуски по поводу длительных производственных пробег (50 000+ удары) без частых отзывчиков.
• Инструменты формирования и штамповки: Его выносливость выдерживает нагрузку на нагрузку до 1 200 МПа, Идеально подходит для операций с глубоким и изгибом.
• Прогрессивные компоненты: Однородная жесткость А2 до глубины 40 ММ обеспечивает последовательное удары в отверстие, обрезка, и формируя в многоэтажных умираниях.
• Лезвия холодного сдвига: С твердостью до 62 HRC и Fine Carbide Dispersion, A2 обеспечивает чистые разрезы в листовом металле до 3 толщина мм.

O1 Сталь инструментов для нефтяного хардирования

O1 сочетает в себе хорошую твердость с превосходной оборудованием, Сделать его выбором для более низкого объема или прототипа инструментов:

• Резка и разрезание ножей: O1 держит острый край бритвы (62–63 HRC) Для таких задач, как разрезание винила, бумага, и резина.
• Измерительные инструменты и инструменты измерения: Его тонкая окончательная точность гарантии поверхности и твердости в заглушках и булавках.
• Низкий объем умирает: Небольшая штамповка или формирование умирает (пробежать длину < 10 000 удары) Полученная выгода от быстрого поворота O1 и более низких затрат на материал.
• Деревообработка и кожаные лезвия: Ремесленники полагаются на O1 для зубьев, самолетные лезвия, и кожаные ножи для скайвинга, которые требуют легкого изменений.

Таблица сравнения приложений

Приложение	A2 Tool Steel	O1 Tool Steel
Вырваний & Пронзительный умирает	Большой объем (50 000+ удары), глубокий рост, минимальное искажение	Не рекомендуется - более высокая одежда, мягкий ядро ​​риск
Формирование & Изгиб инструменты	Действительные удары, Высокая нагрузка	Формирование света, прототип умирает
Прогрессивные компоненты	Умирает много станций, Большие секции	Маленький, Простые умирают
Резка & Разрезанные лезвия	Тяжелая листовая резка	Разрезанный винил, бумага, резина
Датчики & Булавки	Долговечный при повторном использовании	Точные датчики, приложения с низким содержанием
Ремесленные лезвия (Дерево/кожа)	Случайное использование - реквизит	Частые повторные решачки, прекрасное удержание края
Прототип против. Производство	Лучший для производственных пробежек > 20 000 куски	Лучше всего для прототипирования и пробега < 10 000 куски

10. Заключение

A2 против O1 Tool Steel представляет два проверенных решения для приложений для холодной работы, Каждый из них адаптирован к конкретной деятельности и экономическим потребностям.

Высшая прочность A2, износостойкость, и размерная стабильность оправдывает его использование в требовании, Высокие операции.

Тем временем, O1 обеспечивает исключительное удержание и механизм оборудования по более низкой стоимости, Сделать его надежным выбором для более простых или низких инструментов.

Хотя есть некоторые различия в физических свойствах этих двух сталей, Обе инструментальные стали A2 и O1 являются доступными материалами, которые подходят для многих из тех же приложений.

 

Часто задаваемые вопросы

Какая сталь достигает более высокой устойчивости к износу?

A2 обеспечивает превосходную износостойкость из -за его более высокого хрома (4.75–5.50 %) и содержание ванадиума, которые образуют нормально, равномерно рассеянные карбиды.

О1, с более низкими уровнями легирования, обеспечивает умеренную производительность износа, но компенсирует отличную резкость края.

Какая сталь инструмента обеспечивает лучшую стабильность размеров?

A2 Air-Hardening создает более мягкие тепловые градиенты, сокращение искажений до 70 % по сравнению с гашением масла O1.

Дизайнеры предпочитают A2 для больших или сложных умировков, которые требуют жестких допусков с минимальными постхрирными коррекциями.

Как они сопротивляются коррозии?

A2 ~ 5 % Содержание хрома обеспечивает легкую коррозионную устойчивость, подходит для сухой или слегка влажной среды.

О1, с под 1 % хром, Требуются защитные масла или покрытия для предотвращения поверхностной ржавчины в большинстве рабочих условий.

Какая сталь для инструментов предлагает лучшие производительность усталости?

A2 обычно демонстрирует предел усталости примерно 45 % его окончательной прочности на растяжение, в то время как ограничение усталости O1 находится вокруг 40 %.

В приложениях циклической загрузки, таких как штамповка или холодная форма, A2 снижает риск усталости в течение длительной длины.