Содержание
Ударопрочная инструментальная сталь S1: свойства, процесс, применение
- Джон
Инструментальная сталь S1 выделяется как надежный выбор для отраслей, которым нужны материалы, способные выдерживать экстремальные удары и износ. В этом руководстве мы рассмотрим, что делает S1 уникальной, ее методы обработки и как она используется в сложных приложениях, предлагая идеи, которые помогут вам принимать обоснованные решения.
Что такое инструментальная сталь S1?
Инструментальная сталь S1 — это среднеуглеродистый, хром-вольфрамовый ударопрочный сплав, эквивалентный UNS T41901 или 60WCrV7. Эта сталь глубокой закалки, закаленная в масле, разработана для превосходной прочности, предлагая лучшие характеристики в ударных и ударных нагрузках по сравнению с D2.
Инструментальная сталь SteelPro Group S1 доступна в виде круглых прутков, плоских прутков и пластин с прецизионной обработкой и индивидуальными размерами. Наша продукция обеспечивает превосходную производительность в таких сложных областях, как ковка, формовка и режущие инструменты.
Химический состав инструментальной стали S1
Инструментальная сталь S1 легирована углеродом, хромом, вольфрамом и ванадием для достижения баланса твердости, вязкости и износостойкости. Низкое содержание серы и фосфора обеспечивает отличную обрабатываемость и пониженную хрупкость, а умеренное содержание кремния улучшает термическую стабильность.
В таблице ниже приведен подробный химический состав.
| Элемент | Состав (%) |
| Углерод (С) | 0.40 – 0.55 |
| Хром (Cr) | 1.4 |
| Железо (Fe) | 94 |
| Марганец (Mn) | 0.25 |
| Молибден (Mo) | ≤ 0,50 |
| Фосфор (P) | ≤ 0,030 |
| Кремний (Si) | 0.68 |
| Сера (S) | ≤ 0,030 |
| Вольфрам (W) | 2.25 |
| Ванадий (V) | 0.23 |
Механические свойства инструментальной стали S1
Инструментальная сталь S1 предлагает сбалансированное сочетание высокой прочности на разрыв, умеренной твердости и хорошей обрабатываемости, что делает ее пригодной для ударопрочных и износостойких применений. Ее превосходная прочность и удлинение при разрыве повышают долговечность при динамических нагрузках.
В таблице ниже приведены подробные данные о механических свойствах.
| Свойство | Метрический |
| Твердость по Роквеллу C | 54 |
| Твердость по Кнупу | 605 |
| Твердость по Виккерсу | 584 |
| Предел прочности | 2080 МПа |
| Предел прочности на разрыв (текучесть) | 1800 МПа |
| Удлинение при разрыве | 10 % |
| Модуль объемной упругости | 160 ГПа |
| Модуль сдвига | 80,0 ГПа |
| Удар по Шарпи | 10,8 – 29,8 Дж |
| Коэффициент Пуассона | 0.27-0.30 |
| Обрабатываемость | 70.0 – 75.0% |
Физические свойства инструментальной стали S1
Инструментальная сталь S1 обладает умеренной плотностью, отличной теплопроводностью и стабильным термическим расширением, что обеспечивает надежность при колебаниях температуры. Ее физические свойства делают ее идеальной для применений, требующих эффективной теплопередачи и структурной стабильности.
В таблице ниже представлен подробный обзор его физических характеристик.
| Свойство | Значение метрики | Имперская ценность |
| Плотность (при 20°C/68°F) | 7,89 г/см³ | 0,285 фунта/дюйм³ |
| Коэффициент теплового расширения | 12,4 мкм/м·°C (20–100°C) | 6,89 мкдюйм/дюйм·°F (68–212°F) |
| Теплопроводность | 42,0 Вт/м·°С | 24,3 БТЕ·дюйм/фут²·ч·°F |
| Удельная теплоемкость | 460 Дж/кг·°С | 0,110 БТЕ/фунт·°F |
| Электрическое сопротивление | 0,55 мкОм·м | 21,7 мкОм·дюйм |
S1 Термическая обработка инструментальной стали
Ковка
Инструментальную сталь S1 следует предварительно нагревать постепенно до 650–700°C (1200–1300°F), чтобы избежать теплового удара. После предварительного нагрева равномерно нагревайте до 980–1065°C (1800–1950°F) для ковки. После ковки медленно охлаждайте сталь, желательно в печи или с использованием изоляционных материалов, чтобы предотвратить накопление напряжений и растрескивание.
Отжиг
Нагрейте сталь с контролируемой скоростью 55°C (100°F) в час до температуры отжига 760–800°C (1400–1475°F). Выдержите один час на 25,4 мм (1 дюйм) толщины, чтобы обеспечить полное термическое равновесие. Охладите сталь в печи с контролируемой скоростью 22°C (40°F) в час до 550°C (1020°F), затем охладите на воздухе.
После отжига твердость не должна превышать 250 HB. Чтобы предотвратить обезуглероживание во время отжига, используйте защитную атмосферу или упакуйте сталь в инертные материалы, такие как графит или песок.
Закалка
Предварительный нагрев
Это необходимо для инструментальной стали S1, чтобы минимизировать термическое напряжение. Предварительный нагрев в два этапа: сначала до 650–705°C (1200–1300°F), а затем до 815–845°C (1500–1550°F).
Ааустенитизация
Нагрейте сталь до 927–982 °C (1700–1800 °F) и выдерживайте в течение 30 минут на каждые 25,4 мм (1 дюйм) толщины, чтобы обеспечить равномерное превращение.
Закалка
Для более простых сечений можно использовать воду при температуре 927°C (1700°F), хотя это может привести к растрескиванию из-за быстрого охлаждения. В качестве альтернативы, для более сложных геометрий предпочтительнее закалка в масле или на воздухе, чтобы снизить термическое напряжение.
S1 склонен к обезуглероживанию во время закалки из-за высокого содержания углерода. Чтобы смягчить это, используйте контролируемую атмосферу или вакуумную печь, или покройте поверхность защитным составом.
Закалка
Закалка S1 зависит от предполагаемого применения. Для инструментов горячей обработки закалка при 538–649°C (1000–1200°F). Для инструментов холодной обработки рекомендуется более низкий диапазон 177–316°C (350–600°F). Выдерживайте сталь при температуре закалки в течение одного часа на каждые 25,4 мм (1 дюйм) толщины.
Формы изделий из инструментальной стали S1
Инструментальная сталь S1 доступна в различных формах для промышленного применения, от точных инструментов до крупных компонентов. Мы можем предоставить стандартные размеры и настраиваемые опции для удовлетворения конкретных потребностей проекта. В таблице ниже представлены общие формы продукции и типичные диапазоны размеров.
| Форма продукта | Типичный диапазон размеров | Приложение |
| Круглые прутки/проволока | Диаметр: от 5,5 мм до 500 мм | Используется для токарной обработки, фрезерования; идеально подходит для штампов, зубил и других инструментов. |
| Плоские/прямоугольные стержни | Толщина: от 3 мм до 800 мм | Подходит для ковки, механической обработки; используется для изготовления штампов, режущих инструментов и т. д. |
| Горячекатаные листы | Толщина: от 60 мм до 400 мм | Идеально подходит для резки, сварки; широко используется в крупных формах и конструкционных элементах. |
| Ширина: от 50 мм до 1100 мм | ||
| Длина: от 1000 мм до 12000 мм |
Применение инструментальной стали S1
Инструментальная сталь S1 разработана для исключительной прочности и высокой ударопрочности. Разнообразные применения инструментальной стали S1 демонстрируют ее надежность в инструментах и компонентах, подвергающихся сильному удару и износу.
Зубила и пробойники: Обычно используется для ударных инструментов, требующих прочности при повторяющихся нагрузках.
Кузнечные штампы: Подходит для высокоударной ковки.
Ножницы: Используется при резке и отделке металла.
Пневматические насадки для инструментов: Идеально подходит для отбойных молотков и других пневматических инструментов.
Штампы для холодной штамповки: Применяется при формовке и профилировании металлических деталей.
Оправки и ролики: Используется в процессах промышленной обработки и формовки.
Инструменты для холодной высадки: Используется для изготовления крепежных изделий, таких как болты и винты.
Наковальни и молоты: Применяется в случаях, когда требуется высокая ударопрочность.
Индивидуальные решения для применения инструментальной стали S1
В SteelPro Group мы предлагаем не только инструментальную сталь S1 — мы предлагаем индивидуальные решения, разработанные для удовлетворения ваших точных потребностей. Наши формы продукции включают круглые прутки, плоские прутки и пластины, что обеспечивает гибкость для широкого спектра применений. Мы также предлагаем сталь Н13 подходит для инструментов горячей обработки.
Мы выходим за рамки стандартных предложений с услугами точной обработки, такими как резка, шлифовка и термическая обработка, поставляя компоненты, готовые к немедленному использованию. Индивидуальные размеры и жесткие допуски — это наша специализация, помогающая вам сократить отходы материала и сэкономить драгоценное время обработки.
