1. giriiş
Soğuk çalışma çelikleri arasında, A2 vs O1 Tool Steel, AISI/SAE ve ASTM A681 Standartlarında önemli pozisyonları kaplar.
Soğuk iş aracı olarak bir sınıflandırmayı paylaşırken, Farklı sertleştirme mekanizmaları-hava sertleştirme ve yağ sertleştirme-işlemede farklı davranışlara yönelik, performans, ve uygulama uygunluğu.
Takım çelikleri aşınma direnci için tasarlanmıştır, sertlik, ve boyutsal stabilite - kesme için gerekli karakteristikler, şekillendirme, ve sert endüstriyel koşullarda şekillendirme malzemeleri.
Bu makale, A2 ve O1 takım çelikleri arasında ayrıntılı bir karşılaştırma sunmaktadır.,
kompozisyonlarını incelemek, ısıl işlem, mekanik özellikler, işlenebilirlik, korozyon direnci, ve profesyonellere bilinçli maddi seçimler yapmalarında rehberlik etmek için endüstriyel kullanım durumları.
2. A2 hava sertleştirme alet çeliği nedir?
A2 Tool Steel ASTM A681 A-Grubuna ait, yağ veya su yerine hareketsiz havada sertleşerek “A” atamasını kazanır.
Olarak soğuk işlenmiş çelik, yeniden kristalleşme sıcaklığının altında tüm şekillendirme ve işleme tabi tutulur, Sıcak işlenmiş alaşımlara kıyasla olağanüstü boyutlu kontrol ve yüzey kaplamasının sağlanması.
Kimyasal Bileşim
| Öğe | İçerik (%) | İşlev |
|---|---|---|
| Karbon (C) | 0.95 – 1.05 | Yüksek sertlik ve aşınma direnci sağlar |
| Krom (CR) | 4.75 – 5.50 | Sertleştirilebilirliği ve aşınma direncini teşvik eder |
| Molibden (Ay) | 0.90 – 1.20 | Temper direncini ve tokluğu arttırır |
| Vanadyum (V) | 0.25 – 0.40 | Tane boyutunu rafine eder ve ikincil sertleşmeyi artırır |
| Manganez (Mn) | 0.20 – 0.80 | Mukavemeti ve sertleşebilirliği artırır |
| Silikon (Ve) | 0.20 – 0.50 | Deoksidasyona yardımcı olur ve gücü arttırır |
Temel özellikler ve faydalar
- Hava sertleştirme mekanizması: Yaklaşık olarak ostenitize ettikten sonra 1 020 °C, A2 havada martensite dönüşür, Yağ veya su söndürmeye eşlik eden şiddetli termal gradyanlardan ve bozulmadan kaçınmak.
- Sertlik: Düzgün ısı ile tedavi edilen A2 başarır 57–62 HRC, Kromu sayesinde, molibden, ve vanadyum alaşım.
- Aşınma ve tokluk: Paslanmaz olarak nitelendirilecek kadar kromdan yoksun olmasına rağmen (≥ 11 %),
A2'ler 5 % CR içeriği hala sağlam bir pasif film üretiyor İyi aşınma direnci Ve darbe dayanıklılığı. - İşlenebilirlik ve kenar tutma: Tavlanmış durumda, A2 makineleri kolayca. Sertleştikten sonra, bir keskin, dayanıklı kenar, Blanking kalıpları için ideal yapmak, yumruklar, ve hassas araçlar.
3. O1 Yağ Sertleştirme Alet Çeliği Nedir?
O1 alet çeliği O-Grubu ASTM A681 Standardı, gereksinimi ile ayırt edildi yağ söndürme tam sertlik geliştirmek için.
Olarak soğuk işlenmiş çelik, O1, yeniden kristalleşme sıcaklığının altında şekillendirme ve işlemeye maruz kalır,
Ancak mikroyapısını aşınmaya dayanıklı bir şekilde dönüştürmek için yağdaki hızlı soğutmaya dayanır., yüksek sertlik durumu.
Kimyasal Bileşim
| Öğe | İçerik (%) | İşlev |
|---|---|---|
| Karbon (C) | 0.85 – 1.00 | Çekirdek sertlik ve aşınma direnci sağlar |
| Manganez (Mn) | 1.00 – 1.40 | Sertleştirilebilirliği ve gerilme mukavemetini arttırır |
| Krom (CR) | 0.40 – 0.60 | Sertleştirilebilirliği ve aşınma direncini geliştirir |
| Tungsten (K) | 0.40 – 0.60 | Sıcak sertliği ve aşınma direncini arttırır |
| Vanadyum (V) | 0.10 – 0.30 | Tahıl yapısını rafine eder ve karbür oluşumunu destekler |
| Silikon (Ve) | 0.10 – 0.30 | Deoksidasyona yardımcı olur ve çelik matrisi güçlendirir |
Anahtar özellikler ve avantajlar
- Yüksek Sertlik: O1 ulaşır 60–63 HRC sonradan, keskin gerektiren araçlar için ideal, Uzun ömürlü kenarlar-göstergeler gibi, yumruklar, ve ağaç işleme bıçakları.
- Mükemmel işlenebilirlik: Tavlanmış durumunda, O1 skorları 65% İşlenebilirlik grafiklerinde (AISI ile 1112 gibi 100%), Daha hızlı kaba olma ve azaltılmış takım maliyetlerine izin vermek.
- Sıkı Boyutlu Kontrol (Küçük bölümler): Yağ söndürme, daha ince bileşenlere uygun orta derecede bir soğutma hızı sağlar (kadar 15 mm),
daha büyük bölümler, düzgün bir şekilde tedirgin değilse yumuşak noktaları veya bozulmayı riske atmasına rağmen. - Maliyet Verimliliği: Daha düşük alaşım içeriği, yaklaşık olarak maddi maliyet anlamına gelir. $2- kilogram başına 3 $, artı verimli işleme ve basit ısıl işlem.
4. Isıl İşlem & Sertleştirme Yanıtı
Isıl işlemi, hem A2 hem de O1 takım çeliklerinin son özelliklerini tanımlar.
Bu bölümde, Önerilen termal döngülerini karşılaştırıyoruz, Söndürme Media, Sertleşebilirlik, ve hedef sertlik ve tokluğa ulaşmak için temperleme rejimleri.
A2 hava sertleştirme döngüsü
- Fiil
-
- Sıcaklık: 1 015–1 035 °C
- Zaman tutma: 30–45 dakika
- Bu aralıkta, A2, alaşım karbürleri çözer ve tek tip bir okenitik matris oluşturur.
- Söndürme
-
- Orta: Hala ortam sıcaklığında hava
- Soğutma oranı: Yavaş, termal gradyanları azaltmak 70 % Petrol söndürme ile karşılaştırıldığında
- Sonuç olarak, A2 minimal stres ve bozulma ile martensite dönüşür.
- Temperleme
-
- İlk sıcaklık: 150Stres giderimi için –200 ° C
- İkinci sıcaklık: 500Sertliği uyarlamak için –540 ° C
- Sonuçta sertlik: 57–62 HRC (Temper sıcaklığına ve zamana bağlı olarak)
- İkincil sertleşme: Molibden ve vanadyum karbürler çökelti, Yüksek sıcaklık gücü arttırmak.
O1 Yağ sertleştirme döngüsü
- Fiil
-
- Sıcaklık: 780–820 ° C
- Zaman tutma: 20–30 dakika
- Bu düşük sıcaklık, ince karbürlerin daha yüksek bir kısmını korur, aşınma direncini tercih etmek.
- Söndürme
-
- Orta: 50-70 ° C'de tedirgin yağ
- Soğutma oranı: Yaklaşık olarak 150 Martensit aralığında ° C/s
- Yağ kullanmak, su söndürme ile yaygın olan çatlak ve bozulmayı önler, ancak hava soğutmasından daha fazla stres getirir.
- Temperleme
-
- Tipik sıcaklık: 150–220 ° C, tek veya çift döngü
- Sonuçta sertlik: 60–63 HRC
- Düşük öfke sıcaklıkları O1’in maksimum sertliğini korur, ancak tokluk iyileştirmelerini sınırlar.
Sertleştirilebilirlik ve sertleşmenin derinliği
| Çelik | Derinlik 50 % Martensit | Çekirdek sertlik 40 mm derinlik |
|---|---|---|
| A2 | ~ 40 mm | 55–58 HRC |
| O1 | ~ 12 mm | 45–48 HRC |
- Sonuç olarak, A2, bölümün derinliklerinde yüksek sertliği korur, O1, yumuşak çekirdeklerden kaçınmak için daha ince kesitler veya özel söndürme armatürleri gerektirir.
- Dahası, A2’nin hava quench mekanizması söndürme çatlak riskini azaltır, daha büyük kalıplar ve yumruklar için uygun hale getirmek.
Önerilen Temperleme rejimleri
- Maksimum tokluk için (A2): 520-540 ° C'de temper 2 × 2 saat, K_IC ile ~ 57 HRC elde etmek > 28 MPA · √m.
- Maksimum sertlik için (O1): 150-180 ° C'de Temper 1 × 2 saat, ~ 62 HRC'nin korunması ancak tokluk ile ~ 18 mpa · √m ile sınırlı.
- Alternatif olarak, Çift Öfke 200 ° C, 1-2 HRC sertlik pahasına O1’in tokluğunu hafifçe artırabilir.
5. A2 vs mekanik özellikleri. O1 Alet Çeliği
A2’nin daha yüksek alaşım içeriği arttırır dayanıklılık Ve aşınma direnci, Yüksek yük veya darbe ortamlarında yontma ve çatlamaya daha az eğilimli.
O1, Biraz daha zor olsa da, Kenar istikrarı için tokluk, İnce kesme uygulamaları için ideal.
6. İşlenebilirlik & imalat
- AS-ASPIONED işlenebilirlik derecelendirmeleri:
-
- O1: ~% 65 (SAE'ye göre 1112)
- A2: ~% 50
O1'in sertleşmeden önce işlenmesi ve bitirilmesi daha kolaydır, Hızlı Geri Dönüşün Kritik olduğu uygulamalar için uygun hale getirir.
A2, daha yüksek sertliği ve alaşım içeriği nedeniyle daha sağlam araçlar gerektirir.
EDM ve Sondaj: Her iki malzeme de elektrik deşarj işlemesine iyi yanıt verir, Ancak A2, daha ince karbür yapısı nedeniyle daha tutarlı EDM kaplamalarından yararlanır.
Kaynaklanabilirlik: O1 özenle kaynaklanabilir, Ancak ön ısıtma ve sonrası ısı işlemi esastır. A2, Daha Alaşımlı Olmak, Stresten kaçınmadıkça daha yüksek bir çatlama riski sunar.
7. Boyutsal Kararlılık & Çarpıtma
Hava Sertleştirme A2'ye boyutsal doğrulukta belirgin bir avantaj sağlar.
O1'in aksine, hızlı yağ soğutma sırasında bozulabilir veya çözülebilir, A2’nin yavaş dönüşümü sağlar minimal şekil değişikliği sonradan.
Yakın toleranslı araçlar için, A2, ikincil öğütme ve düzeltme ihtiyacını azaltır.
8. Korozyon Direnci
Ne A2 ne de O1 paslanmaz çelik değildir, A2'ler 5% krom İçerik sağlar hafif korozyon direnci, özellikle kuru veya hafif nemli ortamlarda.
O1, daha azıyla 1% krom, öyle Yüzey oksidasyonu ve paslanmaya eğilimli Koruyucu kaplamalar olmadan.
9. A2 vs tipik uygulamaları. O1 Alet Çeliği
A2 ve O1 arasında seçim yapmak, her çeliğin güçlü yönlerini belirli takım görevleriyle eşleştirmeye yönelik menteşeler.
A2 Hava Sertleştirme Alet Çeliği
Yüksek sertleşmesi sayesinde, mükemmel aşınma direnci, ve minimal bozulma, A2 mükemmel:
- Blanking ve delici kalıplar: A2, uzun üretim çalışmaları üzerinde sıkı toleranslar korur (50 000+ vuruş) Sık sık yenilmeden.
- Araçlar oluşturma ve damgalama: Tokluğu, etkisi yüklerine dayanır 1 200 MPa, Derin çizim ve bükme işlemleri için ideal.
- İlerici kalıp bileşenleri: A2’nin derinliklerine ait tek tip sertliği 40 MM tutarlı delik delme sağlar, kırpma, ve çok istasyonlu kalıplarda oluşan.
- Soğuk kese bıçakları: Sertlik ile 62 HRC ve İnce Karbür Dispersiyonu, A2, sac metalinde temiz kesimler sunar. 3 mm kalın.
O1 Yağ Sertleştirme Alet Çeliği
O1 iyi sertliği üstün işlenebilirlikle birleştirir, daha düşük hacimli veya prototip araçları için tercih etmek:
- Kesme ve Kesme Bıçağı: O1 jilet keskin bir kenarı tutar (62–63 HRC) Vinil kayma gibi görevler için, kağıt, ve kauçuk.
- Göstergeler ve ölçüm araçları: İnce bitmiş yüzey ve sertliği, Go/GO-GO fişleri ve pimlerinde doğruluğu garanti eder.
- Düşük hacimli ölür: Küçük damgalama veya şekillendirme kalıpları (Koşu Uzunlukları < 10 000 vuruş) O1’in hızlı geri dönüşü ve düşük malzeme maliyetinden yararlanın.
- Ağaç işleme ve deri işleme bıçakları: Zanaatkarlar keski için O1'e güveniyor, uçak bıçakları, ve kolay yeniden düzenleme gerektiren deri kayma bıçakları.
Uygulama Karşılaştırma Tablosu
| Başvuru | A2 Tool Steel | O1 Alet Çeliği |
|---|---|---|
| Yıpranma & Delici ölür | Yüksek hacimli (50 000+ vuruş), derin çizik, minimum bozulma | Tavsiye edilmiyor - daha yüksek aşınma, Yumuşak Çekirdek Risk |
| Şekillendirme & Bükme araçları | Derin çizik yumrukları, Yüksek yük oluşturma | Işık Oluşturma, prototip ölür |
| İlerici kalıp bileşenleri | Çok istasyon ölür, Büyük bölümler | Küçük, Basit Ölümler |
| Kesme & Slitting bıçakları | Ağır Gauge Sac Kesme | Vinil, kağıt, lastik |
| Gösteriş & Pimler | Tekrarlanan kullanım altında dayanıklı | Hassas göstergeler, Düşük giyim uygulamaları |
| Zanaat bıçakları (Ahşap/deri) | Ara sıra kullanım - yeniden canlanıyor | Sık sık yeniden ortaya çıkarma, İnce Kenar Tutma |
| Prototip Vs. Üretim Koşuları | Üretim koşuları için en iyisi > 20 000 parçalar | Prototipleme ve koşular için en iyisi < 10 000 parçalar |
10. Çözüm
A2 vs O1 Tool Steel, soğuk iş uygulamaları için kanıtlanmış iki çözümü temsil eder, her biri belirli performans ve ekonomik ihtiyaçlara göre uyarlanmıştır.
A2’nin üstün tokluğu, aşınma direnci, ve boyutsal istikrar zorlu olarak kullanımını haklı çıkarır, yüksek hacimli operasyonlar.
Bu sırada, O1, daha düşük bir maliyetle olağanüstü kenar tutma ve işlenebilirlik sağlar, daha basit veya düşük üretim takımları için güvenilir bir seçim haline getirmek.
Bu iki çeliklerin fiziksel özelliklerinde bazı farklılıklar olmasına rağmen, Hem A2 hem de O1 takım çelikleri, aynı uygulamaların birçoğu için uygun uygun fiyatlı malzemelerdir..
SSS
Hangi çelik daha yüksek aşınma direnci elde eder?
A2, daha yüksek kromu nedeniyle üstün aşınma direnci sağlar (4.75–5.50 %) ve vanadyum içeriği, hangi iyi form, eşit dağınık karbürler.
O1, daha düşük alaşım seviyeleri ile, Orta aşınma performansı sağlar, ancak mükemmel kenar keskinliği ile telafi eder.
Hangi araç çeliği daha iyi boyutsal stabilite sunar?
A2 hava sertleştirme daha yumuşak termal gradyanlar oluşturur, bozulmayı azaltmak 70 % O1’in petrol söndürüyle karşılaştırıldığında.
Tasarımcılar A2'yi, en az öğütme sonrası düzeltmelerle sıkı toleranslar talep eden büyük veya karmaşık kalıplar için tercih ediyor.
Korozyona nasıl direnirler?
A2’nin ~ 5 % Krom içeriği hafif korozyon direnci sağlar, Kuru veya hafif nemli ortamlar için uygun.
O1, altında 1 % krom, Çoğu çalışma koşulunda yüzey pasını önlemek için koruyucu yağlar veya kaplamalar gerektirir.
Hangi Tool Steel daha iyi yorgunluk performansı sunar?
A2 tipik olarak yaklaşık bir yorgunluk sınırı gösterir 45 % nihai gerilme mukavemeti, O1’in yorgunluk sınırı etrafta otururken 40 %.
Döngüsel yükleme uygulamalarında-damgalama veya soğuk şekillendirme gibi-A2, uzun vadeli uzunluklarda yorgunluk başarısızlığı riskini azaltır.
