AISI A2 soğuk iş kalıp çeliğinin temel özellikleri

A2, SKD11 (Cr12Mo1V1) temel alınarak geliştirilmiş bir soğuk iş kalıp çeliğidir. Geleneksel ısıl işlem koşulu altında, artık östenit neredeyse tamamen ayrışır. Genel olarak, kriyojenik işlem atlanabilir ve güçlü sertlik altında yüksek tokluk korunabilir.
I. Deney tasarımı
1040 derecede söndürüldükten ve 520~530 derecede temperlendikten sonra A2, 60~62 HRC sertliğine ve şu anda yaygın olarak kullanılan soğuk işlenmiş kalıp çelikleri arasında en yüksek olan Cr12Mo1V1'in iki katı tokluğa sahiptir. İyi işlenebilirlik ve öğütülebilirlik, elektrikli işlemenin modifiye edilmiş katmanında düşük artık gerilim, az miktarda artık östenit ve ince ve eşit dağılmış karbürlere sahiptir.
Kalıbın karmaşık stres durumu nedeniyle, kalıbın bazı çalışan parçalarının bazı özel mekanik özelliklere sahip olması gerekir. Standart ısıl işlem süreci genellikle ideal çalışma performansı gereksinimlerini karşılayamıyorsa, kalıbın en iyi çalışma durumunu elde etmek için sertlik, tokluk ve aşınma direnci gibi temel özelliklerin ısıl işlem yoluyla uygun şekilde ayarlanması gerekir. Su verme sıcaklığı ve temperleme sıcaklığı, ısıl işlemin ana işlem parametreleridir. Bu makale A2'nin tavlama özelliklerine odaklanmaktadır.
II. Deney Tasarımı
Deneyde, A2 ısıl işlem spesifikasyonu biraz değiştirilerek su verme sıcaklığı uygun şekilde ayarlanmış ve temperleme sıcaklığı 100 derece, 200 derece, 300 derece, 400 derece, 500 derece ve 600 derece olmak üzere altı derece olarak alınmıştır. . 100 derecelik tavlama için ısıtma için 101-2 kurutma fırını, ısıtma için SX-25-12 kutu tipi rezistans fırını kullanılır. Her tavlama sıcaklığı için iki numune alınır.
Normal sıcaklıkta yapılan sertlik testi için Metallic Rockwell sertlik testi seçilmiş ve HBRVU-187.5 Brinell optik sertlik test cihazı kullanılmıştır.
Darbe testi için 10mm × 10mm × 55mm çentiksiz numune, 0,3 KN darbe enerjisi ile JB30B darbe testi makinesinde test edilir. m veya 0,15 KN. M.
Deneysel sonuçlar ve analiz
1. Sertlik değeri
Sertliği ölçmek için her numune için üç farklı pozisyon alın ve her tavlama sıcaklığında sertlik değerini elde edin. Her numunenin sertlik değerine göre, A2 100~500 derecede temperlendiğinde çok az değişiklik gösterir; Sertlik, 400 derecelik orta sıcaklıkta temperlendiğinde biraz daha yüksektir ve standart ısıl işlem ve temperlemeden sonra en yüksek sertlik genellikle 520 derece civarındadır; 600 derecede yüksek sıcaklıkta tavlamadan sonra sertlik önemli ölçüde azalır ve ortalama HRC sertlik değeri sadece 52.4'tür, bu nedenle tavlama sıcaklığı çok yüksek olmamalıdır.
2. Darbe dayanıklılığı
Temperlemeden sonra, numunenin yüzeyindeki oksidasyon dekarbürizasyon tabakası kaldırılır ve her numunenin farklı temperleme sıcaklıklarında darbe değeri ölçülür. Her numunenin darbe değerine göre DC53 200 derecede temperlendiğinde ortalama darbe değeri 60 J/cm2'nin üzerine çıkar. 500 derecede temperlendiğinde, darbe tokluğu zayıftır ve belirli bir yüksek sıcaklıkta temperleme kırılganlığı gösterir. 600 derecenin üzerindeki temperleme darbe tokluğu çok iyidir, ancak kullanım gereksinimlerini karşılayamayan sertlik büyük ölçüde azalır.
Deneysel sonuçlar, A2'nin genel olarak iyi bir tavlama stabilitesine sahip olduğunu ve sertlik ve darbe değerinin belirli bir tavlama sıcaklık aralığında çok az değiştiğini göstermektedir; 400~500 derecede temperleme yapıldığında tokluk büyük ölçüde azalır ve temper kırılganlığı meydana gelir; 600 derecede temperleme yapıldığında numunenin tokluğu çok yüksektir ve darbe değeri 85 J/cm2'ye ulaşır, ancak sertlik büyük ölçüde azalır. Üretimde, sertlik ve aşınma direnci için düşük gereksinimler ve tokluk için yüksek gereksinimler ile bazı soğuk işlem kalıpları için yüksek sıcaklıkta tavlama kullanılabilir; Yüksek sertlik gereksinimleri ve yüksek tokluğa sahip soğuk çalışma kalıpları için, yaklaşık 200 derecede düşük sıcaklıkta tavlama benimsenmelidir. Diğer tavlama sıcaklıklarındaki sertlik ve darbe değeri, uygun hesaplama yöntemleriyle (interpolasyon yöntemi, fonksiyon yaklaşımı vb.) tahmin edilebilir ve ardından deneylerle doğrulanabilir. Söndürülmüş numunedeki karbür süreksiz ince bantlar halinde dağılır ve karbür 200 derecede temperlemeden sonra düzgün bir şekilde dağılır ve yapıda neredeyse hiç masif karbür yoktur, bu nedenle tokluk iyidir. Kırılma morfolojisinden, temperlenmiş yapının 200 derecede kırılmasının yarılma adımı, su verilmiş numuneninkinden çok daha azdır ve metalografik yapının 5000 kez kırılmasında bazı küçük ve sığ çukurlar vardır, bu da bunun olduğunu gösterir. belirli bir sertliğe sahiptir. Temperlemeden sonra artık östenit tamamen dönüşür ve karbür incedir ve eşit şekilde dağılır, bu da tokluğu artırır
çözüm
1. Söndürme sıcaklığını uygun şekilde ayarladıktan sonra, A2, 200 derecede temperlendiğinde daha yüksek sertliğe ve darbe tokluğuna sahiptir; 400~500 derecede temperleme yapıldığında, sertlik daha yüksektir ve tokluk büyük ölçüde azalır; 600 derecede temperlendiğinde darbe tokluğu çok yüksektir ve sertlik önemli ölçüde azalır.
2. Kalıbın çalışma parçalarının yüksek sertlik, yüksek tokluk, iyi aşınma direnci ve yüksek mukavemet elde etmesini sağlamak için hassas kalıp, düzeltme kalıbı, soğuk merdane tekerleği ve diğer aletler ve karmaşık şekillere sahip kalıplar için düşük sıcaklıkta tavlama işlemi benimsenmelidir. kalıbın ömrünü etkili bir şekilde uzatabilen ve aşırı aşınma, deformasyon, çatlama ve diğer erken arıza olaylarını önleyebilen
3. Yüksek darbe tokluğu elde etmek ve kalıbın kırılgan kırılmasını önlemek için büyük darbe yüküne sahip karmaşık kalıplar için düşük su verme ve yüksek geri kazanım işlemi benimsenebilir.