Содержание
Инструментальная сталь для горячештамповочных работ H21: свойства, процесс, применение
- Джон
Инструментальная сталь H21 предлагает уникальное сочетание высокой термостойкости, прочности и обрабатываемости. Если вам нужен материал, способный выдерживать суровые условия и обеспечивать постоянную производительность в сложных условиях, H21 — идеальный выбор.
В этой статье мы рассмотрим основные характеристики, процессы термической обработки, методы изготовления и распространенные области применения инструментальной стали H21, а также предложим ценную информацию тем, кто рассматривает этот материал для своих производственных нужд.
Что такое инструментальная сталь H21?
H21 — это легированная вольфрамом горячештамповая инструментальная сталь, обеспечивающая отличную термическую прочность и ударную вязкость при высоких температурах. Она широко используется в литье под давлением, экструзии и горячей формовке. В отличие от более высоких марок вольфрама, H21 можно охлаждать непрерывным потоком воды. Однако по сравнению с закаленными в воде низколегированными сталями, H21 имеет более низкую обрабатываемость.
Чему эквивалентна инструментальная сталь H21?
Ниже приведены распространённые эквиваленты инструментальной стали H21:
| Стандарт | Эквиваленты |
| ГБ | 3Cr2W8V |
| ДИН | 1.2581 |
| JIS | СКД 5 |
| Американское общество по испытанию материалов (ASTM) | Н21 |
| ИСО | X30WCrV 9-3 |
| УНС | Т20821 |
Химический состав инструментальной стали Н21
Инструментальная сталь H21 — это высококачественный сплав для горячей обработки, характеризующийся сбалансированным сочетанием вольфрама, хрома и ванадия. Высокое содержание углерода обеспечивает высокую твердость, а хром и ванадий улучшают устойчивость к термической усталости и износу при высоких температурах.
В следующей таблице представлен химический состав инструментальной стали H21.
| Элемент | Содержание (%) |
|---|---|
| Углерод (С) | 0.3 |
| Хром (Cr) | 3.3 |
| Железо (Fe) | 86.5 |
| Марганец (Mn) | 0.3 |
| Кремний (Si) | 0.34 |
| Вольфрам (W) | 9 |
| Ванадий (V) | 0.25 |
Физические свойства инструментальной стали H21
Инструментальная сталь H21 сочетает в себе высокую прочность и термическую стабильность, что делает ее идеальной для экстремальных температурных условий. Ее низкое расширение и эффективная теплопередача повышают ее долговечность в сложных условиях. Таблица ниже дает четкий обзор ее физических свойств.
| Свойство | Метрическая (СИ) | Империал |
| Плотность | 8,19 г/см3 | 0,296 фунта/дюйм³ |
| Температура плавления | 1450°С | 2642°F |
| Теплопроводность | 27,0 Вт/м·К | 187 БТЕ·дюйм/ч·фут²·°F |
| Коэффициент теплового расширения (20–100°C) | 11,2 мкм/м·К | 6,2 мкдюйм/дюйм·°F |
| Электрическое сопротивление | 0,67 мкОм·м | 0,67 мкОм·дюйм |
Механические свойства инструментальной стали H21
Инструментальная сталь H21 обеспечивает прочный баланс твердости и прочности, гарантируя устойчивость к деформации при больших нагрузках. Ее гибкость позволяет ей сохранять свои характеристики в различных температурных диапазонах и при различных уровнях нагрузки. В таблице ниже представлены эти основные механические свойства.
| Свойство | Метрический | Империал |
| Твердость (HRC) | 40.0 – 55.0 | 40.0 – 55.0 |
| Модуль объемной упругости | 160 ГПа | 23200 кфунтов на кв. дюйм |
| Модуль сдвига | 80,0 ГПа | 11600 кфунтов на кв. дюйм |
| Коэффициент Пуассона (25°C) | 0.27 – 0.30 | 0.27 – 0.30 |
| Модуль упругости | 190 – 210 ГПа | 27557 – 30458 тыс.фунтов на кв. дюйм |
Термическая обработка инструментальной стали H21
Инструментальная сталь H21 исключительно хорошо подходит для термообработки, обеспечивая высокую стойкость к термической усталости и стабильность при высоких температурах. Правильное обезуглероживание и контролируемое охлаждение имеют решающее значение для предотвращения образования окалины и обеспечения оптимальной твердости и прочности. При правильной термообработке она идеально подходит для сложных инструментальных приложений.
Если вы рассматриваете термообработанный H21, SteelPro Group поставляет его в наилучших возможных отожженных, закаленных или отпущенных формах, следуя строгим производственным процессам. Наши эксперты здесь, чтобы помочь вам найти правильный вариант для вашего применения.
Отжиг
Это необходимо для снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости. Лучше всего это делать в герметичном контейнере с отходами цементационной смеси или чугунной стружкой, чтобы предотвратить чрезмерное образование окалины или обезуглероживание.
Процедура отжига включает нагрев стали до 885°C (1625°F) и последующее постепенное охлаждение со скоростью не более 4°C (40°F) в час. После этого процесса твердость стали должна быть около 200 HB.
Закалка
Перед закалкой сталь H21 должна пройти обезуглероживание, чтобы предотвратить ухудшение поверхности в процессе. Начните с предварительного нагрева стали до 816°C (1500°F), затем быстро нагрейте ее до 1177°C (2150°F).
Удерживайте сталь при этой температуре в течение 2–5 минут, чтобы обеспечить равномерное распределение тепла. Наконец, закалите сталь на воздухе или в масле, чтобы достичь желаемой твердости.
Закалка
Закалка выполняется для снижения хрупкости и регулировки твердости. Для стали H21 закалка должна происходить при температурах от 593°C до 677°C (от 1100°F до 1250°F). Это приводит к твердости по шкале Роквелла C от 54 до 36.
Рекомендуется проводить двойной отпуск, каждый цикл которого длится 1 час при одной и той же температуре. Это повышает вязкость стали и помогает обеспечить размерную стабильность.
Изготовление инструментальной стали H21
Ковка
Инструментальная сталь H21 должна коваться при температуре от 1150°C (2100°F) до 927°C (1700°F), но не ниже 899°C (1650°F). Ковка при более низких температурах может привести к чрезмерной твердости и хрупкости, что делает сталь склонной к растрескиванию и затрудняет формование.
Формирование
Формование следует проводить в диапазоне температур от 927°C (1700°F) до 1150°C (2100°F) для сохранения пластичности и целостности материала.
Холодная обработка
Холодная обработка может потребовать промежуточного отжига для предотвращения наклепа.
Резка
Используйте для резки высокоизносостойкие инструменты. Правильный нагрев и смазочно-охлаждающие жидкости имеют важное значение для снижения трения.
Сварка
Предварительный нагрев до 300°C (572°F) перед сваркой. Послесварочная термическая обработка (PWHT) необходима для снятия напряжений.
Формы изделий из инструментальной стали H21
В этом разделе описываются общие формы продукции и типичные диапазоны размеров для инструментальной стали H21. Мы гарантируем, что все наши продукты соответствуют строгим допускам для постоянного качества. Если ваши требования к размерам выходят за рамки этих диапазонов или вам нужны формы, изготовленные по индивидуальному заказу, не стесняйтесь обращаться к нам. Мы готовы помочь и готовы предложить индивидуальные решения!
Бары
- Диаметр: от 10 мм до 500 мм (от 0,39 дюйма до 19,69 дюйма)
- Длина: от 1000 мм до 4000 мм (от 39,37 дюйма до 157,48 дюйма)
Тарелки
- Толщина: от 10 мм до 250 мм (от 0,39 дюйма до 9,84 дюйма)
- Ширина: от 100 мм до 1000 мм (от 3,94 дюйма до 39,37 дюйма)
- Длина: от 2000 мм до 3000 мм (от 78,74 дюйма до 118,11 дюйма)
Раунды
- Диаметр: от 20 мм до 300 мм (от 0,79 дюйма до 11,81 дюйма)
- Длина: от 2000 мм до 3000 мм (от 78,74 дюйма до 118,11 дюйма)
Блоки
- Размеры: от 100 мм x 100 мм x 100 мм до 500 мм x 500 мм x 1000 мм (от 3,94 дюйма x 3,94 дюйма x 3,94 дюйма до 19,69 дюйма x 19,69 дюйма x 39,37 дюйма)
Кованые формы
- Индивидуальные размеры в зависимости от области применения, обычно от 50 мм до 500 мм в диаметре (от 1,97 дюйма до 19,69 дюйма).
Применение инструментальной стали H21
В SteelPRO мы поставляем высококачественную инструментальную сталь H21 для ряда критических применений. Нашим продуктам доверяют производители, которые используют их в следующих процессах:
- Литейные формы
- Экструзионные матрицы
- Кузнечные штампы
- Инструменты для горячих работ (например, лезвия для горячей резки и вставки штампов)
- Пластиковые формы (для высокотемпературных конструкционных пластиков)
- Обрезные штампы
- Лезвия для резки заготовок
- Формовочные основания для литья под давлением и литья под давлением
- Центробежные литьевые формы
Индивидуальные решения для лучшей инструментальной стали H21
В SteelPro мы предоставляем круглосуточную и круглосуточную поддержку. Н13 Инструментальная сталь в различных формах, включая прутки, пластины, круги и блоки, с индивидуальными размерами, доступными для удовлетворения ваших конкретных потребностей. Мы также предлагаем услуги по точной обработке инструментальной стали H21, включая точение, фрезерование, шлифование и сверление, чтобы соответствовать вашим точным спецификациям.
Кроме того, мы можем выполнять снятие напряжений и криогенную обработку для повышения производительности материала в сложных условиях. Будь то штампы, инструменты или высокотемпературные приложения, мы предоставляем надежные решения.
