Содержание
Инструментальная сталь А4, закаленная на воздухе: свойства, термообработка, применение
- Джон
Инструментальная сталь A4 известна своей превосходной размерной стабильностью и умеренной износостойкостью, что делает ее идеальной для высокоточных применений, таких как пресс-формы, пуансоны и режущие инструменты. SteelPro Group предлагает индивидуальные решения A4 и представляет ее основные свойства, термическую обработку и разнообразные области применения в этой статье, чтобы помочь вам.
Что такое инструментальная сталь А4?
Инструментальная сталь A4 — это закаливаемая на воздухе, среднелегированная, холоднодеформируемая инструментальная сталь, классифицируемая по UNS T30104 и соответствующая стандартам ASTM A681 и FED QQ-T-570. Это сплав с высоким содержанием углерода, марганца, хрома и молибдена, обеспечивающий превосходную размерную стабильность при термической обработке. Подходит для широкого спектра применений, таких как пуансоны, матрицы, пресс-формы и режущие инструменты.
Инструментальная сталь A4, обычно поставляемая в отожженном состоянии с твердостью менее 250 HB, может быть закалена до 28-34 HRc после закалки в масле и отпуска. Наша инструментальная сталь A4 поставляется в различных формах, таких как круглые прутки, плоские прутки, пластины, шестигранные прутки и квадратные блоки. Мы также предлагаем индивидуальные размеры и прецизионно отшлифованные прутки для соответствия строгим стандартам допуска.
Химический состав инструментальной стали А4
Инструментальная сталь А4 имеет сбалансированный состав, со значительным содержанием углерода, хрома и молибдена, которые повышают ее твердость и износостойкость. В таблице ниже приведен ее химический состав.
| Элемент | Состав (%) |
| Углерод (С) | 0.95 – 1.05 |
| Хром (Cr) | 0.90 – 2.2 |
| Железо (Fe) | 92.6 – 95.4 |
| Марганец (Mn) | 1.8 – 2.2 |
| Молибден (Mo) | 0.90 – 1.4 |
| Фосфор (P) | ≤ 0,030 |
| Кремний (Si) | ≤ 0,50 |
| Сера (S) | ≤ 0,030 |
Углерод повышает твердость, а хром повышает коррозионную стойкость и улучшает износостойкость. Молибден повышает прочность при повышенных температурах, а марганец повышает ударную вязкость.
Механические свойства инструментальной стали А4
Инструментальная сталь A4 отличается высокой твердостью, жесткостью и стабильностью, что обеспечивает высокую износостойкость и производительность под нагрузкой. В таблице ниже приведены ее основные механические свойства.
| Свойство | Метрический | Империал |
| Твёрдость (HRC) | 63 | 63 |
| Обрабатываемость | 65% | 65% |
| Модуль объемной упругости | 160 ГПа | 23,200 кфунтов на кв. дюйм |
| Модуль сдвига | 80,0 ГПа | 11,600 кфунтов на кв. дюйм |
| Модуль упругости | 190 – 210 ГПа | 27,557 – 30,457 тыс.фунтов на кв. дюйм |
| Коэффициент Пуассона | 0.27 – 0.30 | 0.27 – 0.30 |
Физические свойства инструментальной стали А4
Превосходная плотность инструментальной стали A4 повышает долговечность, а ее термические и механические свойства гарантируют надежную работу при различных температурах. В таблице ниже представлен обзор основных физических свойств для справки.
| Свойство | Метрический | Империал |
| Плотность | 8,03 г/см3 | 0,290 фунт/дюйм³ |
| Теплопроводность | 27,3 Вт/м·К | 18,8 БТЕ·дюйм/ч·фут²·°F |
| Коэффициент теплового расширения (20–100°C) | 11,2 × 10⁻⁶ /°С | 6,2 × 10⁻⁶ /°F |
| Удельная теплоемкость | 460 Дж/кг·К | 0,110 БТЕ/фунт·°F |
| Температура плавления | 1400 °С | 2552 °F |
Изготовление и термообработка инструментальной стали А4
Ковка
Для ковки инструментальной стали A4 ее следует постепенно и равномерно нагревать до температуры 1100–1200°C (2012–2192°F). После ковки сталь должна остывать с контролируемой скоростью, чтобы предотвратить растрескивание от теплового удара. Поскольку инструментальная сталь A4 имеет относительно высокую термическую прочность, начальная ковочная обработка должна быть легкой, чтобы предотвратить чрезмерное напряжение, которое может вызвать деформацию или растрескивание.
Отжиг
Инструментальную сталь A4 следует нагревать с контролируемой скоростью 200°C (392°F) в час до достижения температуры отжига 750–780°C (1382–1436°F). На каждые 25,4 мм (1 дюйм) толщины выдерживайте сталь при этой температуре в течение 1 часа.
После достижения необходимого времени выдержки сталь следует медленно охладить в печи для снижения твердости и внутренних напряжений, достигнув твердости около 255–293 HB (по Бринеллю).
Закалка
Предварительный нагрев необходимо при закалке инструментальной стали A4 для предотвращения термического удара и минимизации деформации. Предварительно нагрейте сталь до температуры 700–800°C (1292–1472°F) перед тем, как приступить к аустенизации.
аустенитизация следует проводить при температуре 1000–1050°C (1832–1922°F), поддерживая температуру в течение 1 часа на каждые 25,4 мм (1 дюйм) толщины. После достижения температуры аустенизации сталь готова к закалке.
Для закалка, Инструментальная сталь A4 может охлаждаться маслом или воздухом, в зависимости от желаемой твердости и применения. Закалка должна проводиться в диапазоне температур 1000–1050°C (1832–1922°F) для оптимальной твердости.
Закалка
Закалку инструментальной стали A4 следует проводить при температурах от 550 до 650°C (1022–1202°F). После равномерной выдержки нагрейте сталь до целевой температуры закалки на каждые 25,4 мм (1 дюйм) толщины и поддерживайте ее не менее 1 часа.
Закалка помогает снизить хрупкость и повысить прочность. После закалки сталь должна достигать твердости 40–45 HRC в зависимости от конкретных требований к применению. В следующей таблице показаны значения твердости при различных температурах отпуска при закалке на воздухе.
| Температура (°С) | Температура (°F) | Твердость (HRC) |
| 150°С | 302°F | 61 |
| 205°С | 401°F | 60 |
| 260°С | 500°F | 59 |
| 315°С | 599°F | 58 |
| 370°С | 698°F | 57 |
| 425°С | 797°F | 56 |
| 480°С | 896°F | 54 |
| 540°С | 1004°F | 53 |
| 595°С | 1103°F | 50 |
| 650°С | 1202°F | 40 |
Формы изделий из инструментальной стали А4
Инструментальная сталь A4 доступна в различных формах, а SteelPro Group предлагает индивидуальные размеры и высококачественные материалы. Для требований, выходящих за рамки стандартных диапазонов, мы предлагаем индивидуальные решения. В таблице ниже приведены типичные формы и размеры инструментальной стали A4.
| Форма продукта | Типичный диапазон размеров | Приложение |
| Холоднотянутые прутки | Диаметр от 10 мм до 100 мм (от 0,4 до 4 дюймов) | Прецизионная обработка калибров, штампов и мелких деталей инструмента |
| Горячекатаные прутки | Диаметр от 20 мм до 150 мм (от 0,8 до 6 дюймов) | Крупногабаритные инструменты, включая штампы и пуансоны |
| Тарелки | Толщина от 20 мм до 150 мм (от 0,8 до 6 дюймов), ширина от 100 мм до 500 мм (от 4 до 20 дюймов) | Большие плоские штампы, режущие инструменты и формы |
| Плоские прутки | Толщина от 10 мм до 100 мм (от 0,4 до 4 дюймов), ширина от 50 мм до 300 мм (от 2 до 12 дюймов) | Малые штампы, калибры и применение инструментов |
| Пользовательские формы | Изготовлено по индивидуальному заказу клиента | Специальные инструменты, штампы и детали, требующие нестандартных размеров |
Применение инструментальной стали А4
Инструментальная сталь A4 сочетает в себе хорошую прочность, умеренную износостойкость и отличную размерную стабильность при термической обработке. Высокая размерная стабильность делает ее идеальной для применений, требующих высокой точности и устойчивости к механическим нагрузкам, особенно в инструментах, которые подвергаются умеренным нагрузкам и износу.
Пуансоны и матрицы:
Используется для операций вырубки, прокалывания и формовки, включая штамповочные штампы, вырубные пуансоны и обрезной инструмент в таких отраслях, как металлообработка и автомобилестроение.
Режущие инструменты:
Изготавливается из лезвий ножей, ножей и вращающихся резаков, обычно используемых в условиях умеренного износа в таких отраслях, как обработка листового металла, переработка вторичной переработки и производство пластмасс.
Формы:
Применяется при изготовлении форм для литья пластмасс под давлением, литья под давлением и компрессионного формования, в том числе форм для автомобильных деталей, корпусов электроники и медицинских приборов.
Датчики и приспособления:
Используется для точных измерительных инструментов и приспособлений, таких как калибровочные приборы, контрольные приспособления и инструменты контроля качества в обрабатывающей промышленности и аэрокосмической промышленности.
Компоненты малых машин:
Используется для деталей машин, таких как втулки, рукава и износостойкие пластины, которые обычно встречаются в промышленных машинах и оборудовании, требующих износостойкости и размерной стабильности.
Инструменты для литья пластмасс под давлением:
Используется при создании форм, вставок и оснастки для литья пластмасс под давлением, включая оснастку для потребительских товаров, электроники и автомобильных деталей.
Инструменты для формовки:
Используется для производства формовочных инструментов, таких как экструзионные штампы, гибочные инструменты и ковочные штампы, обычно в автомобильной, аэрокосмической промышленности и тяжелом машиностроении.
Точные решения для любых потребностей формата А4
В SteelPro Group мы поставляем инструментальную сталь A4 в различных формах — холоднотянутые прутки, горячекатаные прутки, пластины и нестандартные размеры — по вашим точным спецификациям. Наши прецизионные шлифованные прутки и строгие стандарты допусков гарантируют высочайшее качество для ваших инструментальных приложений. Мы также поставляем другие продукты из инструментальной стали, такие как Т1 и сталь Н13.
От выбора материала до руководства по термообработке, мы фокусируемся на обеспечении надежности и эффективности ваших проектов. Ваш успех — наш приоритет.
