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H21 Warmarbeitsstahl: Eigenschaften, Verfahren, Anwendungen
- John
H21-Werkzeugstahl bietet eine einzigartige Kombination aus hoher Hitzebeständigkeit, Zähigkeit und Bearbeitbarkeit. Wenn Sie ein Material benötigen, das rauen Bedingungen standhält und in anspruchsvollen Anwendungen eine konstante Leistung liefert, ist H21 die perfekte Wahl.
In diesem Artikel untersuchen wir die wichtigsten Eigenschaften, Wärmebehandlungsprozesse, Fertigungsmethoden und gängigen Anwendungen von H21-Werkzeugstahl und bieten wertvolle Einblicke für diejenigen, die dieses Material für ihre Fertigungsanforderungen in Betracht ziehen.
Was ist H21-Werkzeugstahl?
H21 ist ein wolframlegierter Warmarbeitsstahl, der hervorragende thermische Festigkeit und Zähigkeit bei hohen Temperaturen bietet. Er wird häufig beim Druckguss, Extrusion und Warmumformen verwendet. Im Gegensatz zu höherwertigen Wolframsorten kann H21 mit kontinuierlichem Wasserfluss gekühlt werden. Im Vergleich zu wasserhärtenden niedriglegierten Stählen weist H21 jedoch eine geringere Zerspanbarkeit auf.
Was entspricht H21-Werkzeugstahl?
Nachfolgend sind die gängigen Äquivalente von H21-Werkzeugstahl aufgeführt:
| Standard | Äquivalente |
| Großbritannien | 3Cr2W8V |
| LÄRM | 1.2581 |
| JIS | SKD 5 |
| ASTM | H21 |
| ISO | X30WCrV 9-3 |
| UNS | T20821 |
Chemische Zusammensetzung von H21-Werkzeugstahl
H21-Werkzeugstahl ist eine hochwertige Warmarbeitslegierung, die sich durch eine ausgewogene Kombination aus Wolfram, Chrom und Vanadium auszeichnet. Sein hoher Kohlenstoffgehalt sorgt für robuste Härte, während Chrom und Vanadium seine Beständigkeit gegen thermische Ermüdung und Verschleiß bei hohen Temperaturen verbessern.
Die folgende Tabelle zeigt die chemische Zusammensetzung von H21-Werkzeugstahl.
| Element | Inhalt (%) |
|---|---|
| Kohlenstoff (C) | 0.3 |
| Chrom (Cr) | 3.3 |
| Eisen (Fe) | 86.5 |
| Mangan (Mn) | 0.3 |
| Silizium (Si) | 0.34 |
| Wolfram (W) | 9 |
| Vanadium (V) | 0.25 |
Physikalische Eigenschaften von H21-Werkzeugstahl
H21-Werkzeugstahl vereint hohe Festigkeit und thermische Stabilität und ist daher ideal für extreme Temperaturbedingungen. Seine geringe Ausdehnung und effiziente Wärmeübertragung erhöhen seine Langlebigkeit unter anspruchsvollen Bedingungen. Die folgende Tabelle gibt einen klaren Überblick über seine physikalischen Eigenschaften.
| Eigentum | Metrisch (SI) | Kaiserlich |
| Dichte | 8,19 g/cm³ | 0,296 lb/in³ |
| Schmelzpunkt | 1450°C | 2642°F |
| Wärmeleitfähigkeit | 27,0 W/m²K | 187 BTU·Zoll/Std.·ft²·°F |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (20–100°C) | 11,2 µm/m·K | 6,2 µZoll/Zoll·°F |
| Elektrischer spezifischer Widerstand | 0,67 µΩ·m | 0,67 µΩ·Zoll |
Mechanische Eigenschaften von H21-Werkzeugstahl
H21-Werkzeugstahl bietet ein ausgewogenes Verhältnis von Härte und Festigkeit und gewährleistet so Verformungsbeständigkeit bei hoher Belastung. Seine Flexibilität ermöglicht es ihm, seine Leistung über verschiedene Temperaturbereiche und Belastungsstufen hinweg beizubehalten. Die folgende Tabelle hebt diese wesentlichen mechanischen Eigenschaften hervor.
| Eigentum | Metrisch | Kaiserlich |
| Härte (HRC) | 40.0 – 55.0 | 40.0 – 55.0 |
| Kompressionsmodul | 160 GPa | 23.200 ksi |
| Schermodul | 80,0 GPa | 11600 ksi |
| Poissonzahl (25 °C) | 0.27 – 0.30 | 0.27 – 0.30 |
| Elastischer Modul | 190 - 210 GPa | 27557 – 30458 ksi |
Wärmebehandlung von H21-Werkzeugstahl
H21-Werkzeugstahl weist eine hervorragende Wärmebehandlungsleistung auf und bietet eine hohe Wärmeermüdungsbeständigkeit und Stabilität bei hohen Temperaturen. Eine ordnungsgemäße Entkohlung und kontrollierte Abkühlung sind entscheidend, um Zunderbildung zu vermeiden und optimale Härte und Zähigkeit sicherzustellen. Bei richtiger Wärmebehandlung ist er ideal für anspruchsvolle Werkzeuganwendungen.
Wenn Sie wärmebehandeltes H21 in Betracht ziehen, liefert die SteelPro Group es in den bestmöglichen geglühten, gehärteten oder angelassenen Formen unter Einhaltung strenger Produktionsprozesse. Unsere Experten sind hier, um Ihnen zu helfen, die richtige Option für Ihre Anwendung zu finden.
Glühen
Dies ist wichtig, um innere Spannungen abzubauen und die Bearbeitbarkeit zu verbessern. Es wird am besten in einem geschlossenen Behälter mit einer Aufkohlungsmischung oder Gusseisenspänen durchgeführt, um übermäßige Verzunderung oder Entkohlung zu verhindern.
Beim Glühen wird der Stahl auf 885 °C (1625 °F) erhitzt und anschließend langsam mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 4 °C (40 °F) pro Stunde abgekühlt. Nach diesem Vorgang sollte die Härte des Stahls etwa 200 HB betragen.
Aushärtung
Vor dem Härten sollte H21-Stahl einer Entkohlungsbehandlung unterzogen werden, um eine Oberflächenverschlechterung während des Prozesses zu verhindern. Beginnen Sie mit dem Vorwärmen des Stahls auf 816 °C (1500 °F) und erhitzen Sie ihn dann schnell auf 1177 °C (2150 °F).
Halten Sie den Stahl 2 bis 5 Minuten lang auf dieser Temperatur, um eine gleichmäßige Wärmeverteilung zu gewährleisten. Zum Schluss härten Sie den Stahl entweder in Luft oder Öl ab, um die gewünschte Härte zu erreichen.
Anlassen
Das Anlassen wird durchgeführt, um die Sprödigkeit zu verringern und die Härte anzupassen. Bei H21-Stahl sollte das Anlassen bei Temperaturen zwischen 593 °C und 677 °C (1100 °F bis 1250 °F) erfolgen. Dies führt zu einer Rockwell-C-Härte zwischen 54 und 36.
Es wird empfohlen, zweimal zu glühen, wobei jeder Zyklus 1 Stunde bei derselben Temperatur dauert. Dies verbessert die Zähigkeit des Stahls und trägt zur Dimensionsstabilität bei.
H21 Werkzeugstahlverarbeitung
Schmieden
H21-Werkzeugstahl sollte zwischen 1150 °C (2100 °F) und 927 °C (1700 °F) geschmiedet werden, jedoch nicht unter 899 °C (1650 °F). Das Schmieden bei niedrigeren Temperaturen kann zu übermäßiger Härte und Sprödigkeit führen, wodurch der Stahl anfällig für Risse wird und sich nur schwer formen lässt.
Bildung von
Um die Duktilität und Materialintegrität aufrechtzuerhalten, sollte die Formgebung in einem Temperaturbereich von 927 °C (1700 °F) bis 1150 °C (2100 °F) erfolgen.
Kaltbearbeitung
Bei der Kaltbearbeitung kann eine Zwischenglühung erforderlich sein, um eine Kaltverfestigung zu verhindern.
Schneiden
Verwenden Sie zum Schneiden hochverschleißfeste Werkzeuge. Um die Reibung zu verringern, sind geeignete Heiz- und Schneidflüssigkeiten unerlässlich.
Schweißen
Vor dem Schweißen auf 300 °C (572 °F) vorwärmen. Zum Abbau von Spannungen ist eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT) erforderlich.
H21 Werkzeugstahl Produktformen
In diesem Abschnitt werden gängige Produktformen und typische Größenbereiche für H21-Werkzeugstahl beschrieben. Wir stellen sicher, dass alle unsere Produkte strenge Toleranzen für gleichbleibende Qualität einhalten. Wenn Ihre Größenanforderungen außerhalb dieser Bereiche liegen oder Sie individuell geschmiedete Formen benötigen, können Sie sich gerne an uns wenden. Wir sind gerne für Sie da und bieten Ihnen maßgeschneiderte Lösungen!
Bars
- Durchmesser: 10 mm bis 500 mm (0,39 Zoll bis 19,69 Zoll)
- Länge: 1000 mm bis 4000 mm (39,37 Zoll bis 157,48 Zoll)
Platten
- Dicke: 10 mm bis 250 mm (0,39 Zoll bis 9,84 Zoll)
- Breite: 100 mm bis 1000 mm (3,94 Zoll bis 39,37 Zoll)
- Länge: 2000 mm bis 3000 mm (78,74 Zoll bis 118,11 Zoll)
Runden
- Durchmesser: 20 mm bis 300 mm (0,79 Zoll bis 11,81 Zoll)
- Länge: 2000 mm bis 3000 mm (78,74 Zoll bis 118,11 Zoll)
Blöcke
- Abmessungen: 100 mm x 100 mm x 100 mm bis 500 mm x 500 mm x 1000 mm (3,94 Zoll x 3,94 Zoll x 3,94 Zoll bis 19,69 Zoll x 19,69 Zoll x 39,37 Zoll)
Geschmiedete Formen
- Sondergrößen je nach Anwendung, normalerweise 50 mm bis 500 mm Durchmesser (1,97 Zoll bis 19,69 Zoll).
H21 Werkzeugstahl Anwendungen
Bei SteelPRO bieten wir hochwertigen H21-Werkzeugstahl für eine Reihe kritischer Anwendungen. Unsere Produkte genießen das Vertrauen von Herstellern, die sie in den folgenden Prozessen verwenden:
- Druckgussformen
- Extrusionswerkzeuge
- Schmiedegesenke
- Werkzeuge für die Warmarbeit (wie etwa Heißscherenmesser und Matrizeneinsätze)
- Kunststoffformen (für Hochtemperatur-Kunststoffe)
- Abgratwerkzeuge
- Knüppelscherenmesser
- Formaufbauten für Druckguss und Spritzguss
- Schleudergusskokillen
Maßgeschneiderte Lösungen für besten H21-Werkzeugstahl
Bei SteelPro bieten wir H21 und H13 Werkzeugstahl in verschiedenen Formen, einschließlich Stangen, Platten, Rundstäben und Blöcken, mit kundenspezifischen Abmessungen, um Ihren spezifischen Anforderungen gerecht zu werden. Wir bieten auch Präzisionsbearbeitungsdienste für H21-Werkzeugstahl an, einschließlich Drehen, Fräsen, Schleifen und Bohren, um Ihren genauen Spezifikationen gerecht zu werden.
Darüber hinaus können wir Spannungsentlastungs- und kryogene Behandlungen durchführen, um die Leistung des Materials in anspruchsvollen Umgebungen zu verbessern. Ob für Matrizen, Werkzeuge oder Hochtemperaturanwendungen, wir liefern zuverlässige Lösungen.
