Содержание
Закалка в масле | Инструментальная сталь O1: свойства, процесс и применение
- Джон
Что такое инструментальная сталь O1?
Инструментальная сталь O1 — это высокоуглеродистая, закаленная в масле сталь, соответствующая международным стандартам, таким как AISI Type O1 и UNS T31501. Она классифицируется как холоднодеформируемая инструментальная сталь, предназначенная для выдерживания высоких напряжений и ударов при сохранении размерной стабильности. O1 обычно доступна в виде шлифованных заготовок, буровых штанг и прутков и широко используется для изготовления режущих инструментов, штампов и приспособлений благодаря своей превосходной износостойкости и прочности.
Чему эквивалентна инструментальная сталь O1?
Распространенные эквиваленты O1 включают:
- УНС Т31501-Единая система нумерации
- AISI Тип O1 – Американский институт чугуна и стали
- ДИН 1.2510 – Немецкий стандарт
- 100MnCrW4 – Европейский стандарт
- СКС3 – Японский стандарт
Основные характеристики инструментальной стали O1
Инструментальная сталь O1, известная своим повышенным содержанием углерода, обеспечивает превосходную твердость и стойкость к истиранию. Она сохраняет размерную стабильность и хорошую прочность при высоких нагрузках и ударах. Кроме того, O1 относительно легко поддается обработке и формовке, что делает ее предпочтительным вариантом для создания инструментов и форм на заказ.
В следующих таблицах приведены подробные данные по инструментальной стали O1:
Химический состав инструментальной стали О1
| Элемент | Состав (%) |
| Углерод (С) | 0.90 – 1.00 |
| Марганец (Mn) | 0.30 – 0.50 |
| Хром (Cr) | 0.40 – 0.60 |
| Молибден (Mo) | 0.15 – 0.30 |
| Кремний (Si) | 0.10 – 0.35 |
| Фосфор (P) | ≤ 0,030 |
| Сера (S) | ≤ 0,030 |
Физические свойства инструментальной стали О1
| Свойство | Значение метрики | Имперская ценность |
| Плотность | 7,85 г/см³ | 0,284 фунта/дюйм³ |
| Температура плавления | 1425 – 1540 °С | 2597 – 2804 °F |
| Коэффициент теплового расширения | 11,6 × 10⁻⁶ /°С | 6,44 × 10⁻⁶ /°F |
| Удельная теплоемкость | 0,460 Дж/г·°С | 0,110 БТЕ/фунт·°F |
| Электропроводность | 4,5 × 10⁶ См/м | 7,8 × 10⁵ С/дюйм |
| Теплопроводность | 25,9 Вт/м·К | 14,96 БТЕ·фут/ч·°F |
| Коэффициент Пуассона | 0.3 | 0.3 |
| Модуль упругости | 210 ГПа | 30,5 × 10⁶ фунтов на кв. дюйм |
Механические свойства инструментальной стали О1
| Свойство | Значение метрики | Имперская ценность |
| Предел текучести | 1100 – 1300 МПа | 159 500 – 188 550 фунтов на кв. дюйм |
| Предел прочности | 1500 – 1700 МПа | 217 500 – 246 500 фунтов на кв. дюйм |
| Удлинение | 6 – 12 % | 6 – 12 % |
| Твёрдость | 58 – 64 HRC | 58 – 64 HRC |
| Ударная вязкость | 5 – 10 Дж | 3,69 – 7,38 фут-фунта |
| Прочность на изгиб | 2100 – 2400 МПа | 304 500 – 348 000 фунтов на кв. дюйм |
| Усталостная прочность | 500 – 800 МПа | 72 500 – 116 000 фунтов на кв. дюйм |
| Модуль упругости | 210 ГПа | 30,5 × 10⁶ фунтов на кв. дюйм |
| Вязкость разрушения (K_IC) | 55 – 60 МПа·√м | 50 – 55 тыс.фунтов/кв.дюйм·√дюйм |
Как термообработать инструментальную сталь O1?
Отжиг
Отжиг — отличный способ смягчить сталь O1 и снять внутренние напряжения. Он облегчает обработку стали и подготавливает ее к следующим этапам термообработки.
- Обогрев: Постепенно нагревайте сталь до 1450°F (790°C) и выдерживайте при этой температуре.
- Охлаждение: После замачивания охладите сталь при температуре около 25°F в час (14°C в час) до 900°F (480°C), затем охладить на воздухе до комнатной температуры.
- Результирующая твердость: После отжига O1 должен иметь Твёрдость по Бринеллю 221.
Снятие напряжений (для незакаленного материала)
Снятие напряжений используется для снижения внутренних напряжений в O1 перед закалкой, что помогает предотвратить деформацию или растрескивание.
- Обогрев: Медленно нагрейте сталь до 1250°F (677°С).
- Замачивание: Замачивать примерно на два часа на дюйм (25,4 мм) толщины.
- Охлаждение: Дайте стали медленно остыть (идеальный вариант — охлаждение в печи) до комнатной температуры.
Нормализация
Нормализация используется для улучшения структуры зерна и снятия напряжений перед закалкой, особенно для лопаток и более толстых секций. Если вы хотите избежать обезуглероживания поверхности или окалины, вам помогут высокотемпературные антиокалиевые покрытия, такие как ATP-641 или Turco.
- Цикл 1: Нагреть до 1650°F (898°C) и выдерживать в течение 10-15 минут.
- Цикл 2: Уменьшите температуру до 1500°F (815°C) и снова выдерживайте в течение 10-15 минут.
- Цикл 3: Наконец, понизьте температуру до 1350°F (732°C) и выдерживайте еще 10-15 минут.
- Охлаждение: Как только материал остынет до черного цвета и станет магнитным, его можно снова циклировать. Всегда обращайтесь с горячей сталью осторожно.
аустенитизация
Аустенитизация является ключевым этапом закалки стали О1, при котором ее нагревают до высоких температур для преобразования микроструктуры и подготовки к закалке.
- Обогрев: Нагрейте сталь до 1475°F к 1500°F (802°C - 815°C). Убедитесь, что сталь нагревается равномерно.
- Замачивание: Выдерживайте сталь при температуре аустенизации около 30 минут на дюйм (25,4 мм) толщины.
- Время замачивания: При использовании кузнечного горна сократите время выдержки до минимума, поскольку кузнечный горн может не обеспечивать точный контроль температуры.
Закалка
После аустенизации сталь необходимо закалить для быстрого охлаждения и фиксации твердости. Закалка в масле является наиболее распространенным методом для стали O1.
- Среда закалки: Использовать Парки 50 или другое подходящее закалочное масло. Более медленное закалочное масло может привести к снижению твердости.
- Охлаждение: Закалите сталь в масле, пока она не остынет до 150-200°F (66-93°С).
Будьте осторожны при обращении, так как закалка может привести к деформации или растрескиванию, особенно если имеются заметные изменения толщины сечения или острые внутренние углы.
Закалка
Отпуск — это последний этап термической обработки, во время которого сталь повторно нагревают до более низкой температуры, чтобы уменьшить хрупкость и повысить ее твердость.
- Обогрев: После закалки отпустите O1, нагрев до температуры в диапазоне от 300°F и 500°F (от 150°C до 260°C) в зависимости от желаемой твердости.
- Замачивание: Замочите сталь при выбранной температуре на 2 часа на дюйм толщины.
- Охлаждение: После отпуска охладите сталь на воздухе до комнатной температуры.
Твёрдость после отпуска: Окончательная твердость будет около Роквелл С 58-64, в зависимости от температуры отпуска.
Применение инструментальной стали O1
O1 особенно ценится в отраслях, где высокая износостойкость, низкая деформация при закалке и экономическая эффективность являются критическими факторами, например, в автомобильной, аэрокосмической и обрабатывающей промышленности. Он широко используется в производстве:
- Вырубные штампы: Для штамповки и формовки материалов.
- Втулки: Используется в машиностроении и автомобильных деталях.
- Формовочные штампы: Необходим для придания металлу формы деталям.
- Мастер-инструменты: Для точных производственных операций.
- Формовочные валки: Для производства рулонных материалов.
- Датчики: Для измерения и тестирования компонентов.
- Штампы для обрезки: Для отрезания излишков материала от формованной детали.
Подходит ли сталь O1 для ножей?
Да, сталь O1 отлично подходит для ножей! Она обеспечивает отличное сохранение режущей кромки, прочность и легко затачивается. Хотя она требует особого ухода, чтобы избежать ржавчины, она остается предпочтительным вариантом для долговечных, высокопроизводительных ножей.
Продукция Формы инструментальной стали O1
Штанги и стержни
Инструментальная сталь O1 широко доступна в виде круглых, квадратных и прямоугольных прутков. Они часто используются для обработки, изготовления режущих инструментов, штампов и приспособлений.
- Диаметр: от 1/8 дюйма (3,175 мм) до 12 дюймов (304,8 мм)
- Длина: Стандартная длина обычно составляет от 3 футов (0,91 м) до 20 футов (6,1 м) в зависимости от поставщика.
Шлифованный плоский приклад
Прецизионная шлифованная плоская заготовка доступна для применений, требующих высокоточных размеров и чистовой обработки поверхности. Эта форма обычно используется в производстве инструментов и точной обработке.
- Толщина: от 1/16 дюйма (1,6 мм) до 3/4 дюйма (19,05 мм)
- Ширина: от 1 дюйма (25,4 мм) до 12 дюймов (304,8 мм)
- Длина: варьируется, обычно от 2 футов (0,61 м) до 6 футов (1,83 м).
Буровые штанги
Буровые штанги O1 используются для производства режущих инструментов и прецизионных компонентов. Они часто доступны в шлифованном или полированном виде для улучшения обрабатываемости.
- Диаметр: от 1/8 дюйма (3,175 мм) до 3 дюймов (76,2 мм)
- Длина: обычно от 36 дюймов (0,91 м) до 72 дюймов (1,83 м).
Плоский материал
Эта форма часто используется для изготовления штампов, заготовок и пуансонов.
- Толщина: от 1/8 дюйма (3,175 мм) до 3 дюймов (76,2 мм)
- Ширина: от 1 дюйма (25,4 мм) до 12 дюймов (304,8 мм)
- Длина: варьируется в зависимости от поставщика, обычно от 3 футов (0,91 м) до 12 футов (3,66 м).
Группа компаний SteelPro обеспечивает услуги по изготовлению нестандартных размеров для удовлетворения конкретных требований, предлагая точные и индивидуальные решения для отраслей, которым требуются специальные размеры для своей деятельности.
Высококачественная инструментальная сталь O1
В SteelPro Group мы предлагаем инструментальную сталь премиум-класса O1 в различных формах, включая прецизионно отшлифованные плоские заготовки, буровые штанги и круглые прутки. Наша продукция доступна в индивидуальных размерах, чтобы соответствовать вашим конкретным потребностям. Мы также предлагаем сталь СКД11, который обладает превосходной обрабатываемостью.
Мы гордимся тем, что предоставляем не только высококачественную инструментальную сталь O1, но и непревзойденную поддержку клиентов. Пусть SteelPro Group станет вашим надежным источником для всего, что касается инструментальной стали O1, где производительность соответствует точности.
