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H11 Warmarbeitsstahl: Eigenschaften, Verfahren, Verwendung
- John
H11-Werkzeugstahl zeichnet sich durch seine bemerkenswerte Zähigkeit und Hochtemperaturfestigkeit aus und ist daher für anspruchsvolle Anwendungen wie die Luft- und Raumfahrt und den Druckguss unverzichtbar. Dieser Artikel untersucht die Eigenschaften, Anwendungen und Wärmebehandlung von H11-Stahl und bietet wertvolle Einblicke, die Ihnen bei der Auswahl des optimalen Materials für Ihre Hochleistungsprojekte helfen.
Was ist H11-Werkzeugstahl?
H11-Werkzeugstahl ist ein chrombasierter Warmarbeitsstahl mit 5%-Chrom in der AISI H-Serie, spezifiziert nach ASTM A681. Er ist für seine außergewöhnliche Zähigkeit bekannt und bietet eine höhere Schlagfestigkeit als H13, aber eine geringere Verschleißfestigkeit. Er wird in der Luft- und Raumfahrt für Fahrwerke und Rotorblätter sowie für Druckguss- und Schmiedewerkzeuge verwendet. Seine Lufthärtungseigenschaft minimiert Maßänderungen und er widersteht thermischer Ermüdung und Stößen bei Warmarbeitsanwendungen.
Andere Normen für H11-Werkzeugstahl
- AMS 6485, AMS 6487, AMS 6488
- ASTM A681
- SAE J438, SAE J467, SAE J437
- FED QQ-T-570
- ISO 4957
SteelPro Group liefert H11-Werkzeugstahl in Stangen, Platten, Stäben und Sonderformen. Wir bieten präzise Toleranzen und schnelle Lieferung, sodass Sie genau das bekommen, was Sie brauchen, und zwar genau dann, wenn Sie es brauchen.
Was entspricht H11-Werkzeugstahl?
Hier ist eine Zusammenfassung der Äquivalente für H11-Werkzeugstahl:
- UNS T20811
- GB 4Cr5MoSiV1
- DIN 1.2343
- JIS SKD6
- BS 1407
Chemische Zusammensetzung von H11-Werkzeugstahl
H11-Werkzeugstahl zeichnet sich durch eine sorgfältig ausgewogene Legierung aus, die einen moderaten Kohlenstoffgehalt für Zähigkeit, Chrom für Korrosionsbeständigkeit und Molybdän für Hochtemperaturstabilität kombiniert. Die folgende Tabelle enthält die detaillierte chemische Zusammensetzung.
| Element | Inhalt (%) |
| Kohlenstoff (C) | 0,33–0,43 |
| Chrom (Cr) | 4,75–5,50 |
| Mangan (Mn) | 0,20–0,50 |
| Silizium (Si) | 0,80–1,20 |
| Molybdän (Mo) | 1,10–1,60 |
| Vanadium (V) | 0.30-0.60 |
| Eisen (Fe) | Bilanz |
| Nickel (Ni) | ≤0.30 |
| Kupfer (Cu) | ≤0.25 |
| Phosphor (P) | ≤0.03 |
| Schwefel (S) | ≤0.03 |
Physikalische Eigenschaften von H11-Werkzeugstahl
Die folgende Tabelle enthält detaillierte physikalische Eigenschaften.
| Eigentum | Metrisch | Kaiserlich |
| Dichte | 7,8 g/cm³ | 0,282 lb/in³ |
| Wärmeleitfähigkeit | 24,6 W/m²K (bei 20°C) | 170,5 BTU·Zoll/ft²·h·°F (bei 68 °F) |
| Elastischer Modul | 210 GPa | 30,5 × 10³ ksi |
| Spezifische Wärmekapazität | 460 J/kg·K (bei 20°C) | 0,11 BTU/lb·°F (bei 68 °F) |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 10,4 × 10⁻⁶ /°C (20–100 °C) | 5,8 × 10⁻⁶ /°F (68–212°F) |
| Härte (HRC) | 50–56 | 50–56 |
Mechanische Eigenschaften von H11-Werkzeugstahl
H11-Werkzeugstahl bietet außergewöhnliche Zähigkeit, hohe Beständigkeit gegen thermische Ermüdung und ausgezeichnete mechanische Stabilität unter Belastung. Die folgende Tabelle enthält detaillierte Angaben zu seinen mechanischen Eigenschaften.
| Eigenschaft (metrisch) | Wert (metrisch) | Wert (Imperial) |
| Härte (Knoop) | 642 | 642 |
| Härte (Rockwell C) | 56 | 56 |
| Härte (Vickers) | 621 | 621 |
| Zugfestigkeit (maximal) | 1990 MPa | 289.000 psi |
| Zugfestigkeit (Streckgrenze) | 1650 MPa | 239.000 psi |
| Elastizitätsmodul | 210 GPa | 30500 ksi |
| Kompressionsmodul | 160 GPa | 23.200 ksi |
| Schermodul | 81,0 GPa | 11700 ksi |
| Poissonzahl | 0.3 | 0.3 |
| Dehnung (bei Bruch) | 9.0 % | 9.0 % |
| Bearbeitbarkeit | 45–55 % | 45–55 % |
| Charpy-Schlagzähigkeit (V-Kerbe) | 18,0 J | 13,3 Fuß-Pfund |
Wärmebehandlung von H11-Werkzeugstahl
Bei richtiger Behandlung erreicht H11 eine verbesserte Zähigkeit, Verschleißfestigkeit und Dimensionsstabilität. Obwohl Härte und Festigkeit verbessert werden, ist zu beachten, dass die Duktilität leicht abnehmen kann.
Wenn Sie bei dem Verfahren Hilfe benötigen oder spezielle Anforderungen haben, stehen Ihnen die Fachleute der SteelPro Group mit Rat und Tat zur Seite. Wir bieten Ihnen maßgeschneiderte Beratung zur Wärmebehandlung und H11-Werkzeugstahl in verschiedenen gängigen Zuständen, wie geglüht, vorgehärtet oder angelassen, um Ihren Anforderungen optimal gerecht zu werden.
Glühen
H11 sollte gleichmäßig erhitzt werden auf 871 °C (1600 °F). Einweichen für 1 Stunde pro 25,4 mm (1 Zoll) Dicke. Im Ofen langsam abkühlen lassen mit einer Geschwindigkeit von 4,4 °C (40 °F) pro Stunde, dann an der Luft abkühlen. Die Härte nach dem Glühen beträgt ca. 217 HB.
Aushärtung
H11 gleichmäßig vorheizen auf 816 °C (1500 °F)Erhöhen Sie die Temperatur auf 1010 °C (1850 °F) und halten Sie 15 bis 40 Minuten. Anschließend wird das Metall an der Luft auf Umgebungstemperatur abgeschreckt, um die gewünschte Härte zu erreichen. Die Wahl der Härtetemperatur hängt von der erforderlichen Balance zwischen Härte, Zähigkeit und Maßhaltigkeit ab.
- 982 °C (1800 °F): Ergebnisse in Rockwell C Härte von 52,5 HRC nach Luftkühlung.
- 1010 °C (1850 °F): Ergebnisse in Rockwell C Härte von 56 HRC nach Luftkühlung.
- 1038 °C (1900 °F): Ergebnisse in Rockwell C Härte von 57 HRC nach Luftkühlung.
Aufgrund seiner hohen Zähigkeit und Thermoschockbeständigkeit kann H11 auch in Wasser abgeschreckt werden. Dies wird häufig zum schnellen Abkühlen verwendet, um die Härte zu maximieren. Allerdings erhöht sich dadurch die Rissgefahr bei komplexen Teilen.
Anlassen
Gleichmäßig erhitzen auf eine Temperatur zwischen 537 °C und 648 °C (1000 °F und 1200 °F). Halten Sie 2 Stunden pro 25,4 mm (1 Zoll) Dicke, gefolgt von Luftkühlung. Es wird eine doppelte Temperierung empfohlen, wobei jeder Zyklus dauert 1 Stunde bei der gewählten Temperatur. Bei diesen Anlasstemperaturen liegt die Rockwell C-Härte zwischen 54 bis 38.
Die folgende Tabelle zeigt die Härteschwankungen bei unterschiedlichen Anlasstemperaturen:
| Temperatur (°C) | Temperatur (°F) | Härte (HRC) |
| 450 | 840 | 53 |
| 500 | 930 | 52 |
| 550 | 1020 | 50 |
| 600 | 1110 | 47 |
| 650 | 1200 | 43 |
H11 Werkzeugstahl Produktformen
Bei SteelPro Group bieten wir H11-Werkzeugstahl in verschiedenen Formen mit präzisen Toleranzen an, um Ihren genauen Spezifikationen zu entsprechen. Wenn Ihre Anforderungen die typischen Größenbereiche überschreiten, sind wir auf die Bereitstellung maßgeschneiderter Lösungen spezialisiert, um sicherzustellen, dass Ihr Projekt perfekt passt.
| Produktform | Abmessungen (metrisch) | Abmessungen (Imperial) |
| Rundstab | Durchmesser: 8–1000 mm | Durchmesser: 0,3–39,4 Zoll |
| Flache Stange | Dicke: 16–500 mm | Dicke: 1,5–50 cm |
| Breite: 200–800 mm | Breite: 7,9–31,5 Zoll | |
| Platte | Dicke: 16–500 mm | Dicke: 1,5–50 cm |
| Breite: Bis 2100 mm | Breite: Bis zu 82,7 Zoll | |
| Blech/Streifen | Abmessungen variieren | Erkundigen Sie sich nach Details |
| Schmieden | Kundenspezifische Größen erhältlich | Kundenspezifische Größen erhältlich |
Anwendungen für H11-Werkzeugstahl
H11-Werkzeugstahl ist für seine herausragende Zähigkeit, ausgezeichnete Hochtemperaturfestigkeit und Beständigkeit gegen thermische Ermüdung bekannt. Er eignet sich gut für den Einsatz in Umgebungen, in denen erhebliche mechanische Belastungen und hohe Temperaturen auftreten. Im Folgenden sind einige der häufigsten Verwendungszwecke von H11-Werkzeugstahl sowie die Gründe für seine Auswahl aufgeführt:
- Flugzeugfahrwerke: Hohe Festigkeit und Haltbarkeit.
- Rotorblätter und Wellen für Hubschrauber: Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung.
- Druckgussformen: Bewältigt wiederholte Temperaturzyklen effektiv.
- Schmiedegesenke: Hervorragende Schlagzähigkeit und Verschleißfestigkeit.
- Heiße Scherenklingen: Behält die Schärfe unter thermischer Belastung.
- Extrusionswerkzeuge: Kombiniert Härte mit thermischer Stabilität.
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