Содержание
Инструментальная ударопрочная сталь S5: свойства, процесс, применение
- Джон
Инструментальная сталь S5 сочетает в себе высокую прочность с превосходной ударопрочностью, что делает ее идеальной для сред с высокими нагрузками. В этой статье рассматриваются ее свойства, термическая обработка и основные промышленные применения. Если вы хотите улучшить эксплуатационные характеристики продукта или понять наилучшие варианты использования, это руководство предоставит вам необходимые сведения.
Что такое инструментальная сталь S5?
Инструментальная сталь S5 — это среднеуглеродистая, закаливаемая в масле сталь из серии «S», известная своей высокой ударной вязкостью. Она сочетает в себе свойства кремний-марганцевой стали с преимуществами закаливаемой в масле стали, предлагая меньшую деформацию во время термообработки. S5 может быть закалена до 62 Rockwell C и используется в основном в высокопрочных приложениях, таких как ударные инструменты, ковочные штампы и режущие инструменты. По сравнению с S7, S5 обеспечивает превосходную ударную вязкость и прочность, что делает ее лучшим выбором для сложных условий.
SteelPro Group поставляет инструментальную сталь S5 в виде круглых прутков, плоских прутков, пластин и специальных форм, адаптированных для различных применений. Наша продукция соответствует международным стандартам, включая ASTM A681, FED QQ-T-570, SAE J437 и SAE J438, что гарантирует точность и надежность.
Чему эквивалентна инструментальная сталь S5?
Инструментальная сталь S5 эквивалентна следующим маркам в различных стандартах:
- УНС: Т41905
- ДИН: 1.2357
- JIS: СКС3
- БС: 230M07
Химический состав инструментальной стали S5
Состав инструментальной стали S5 обеспечивает баланс прочности, вязкости и износостойкости. Ключевые элементы, такие как углерод, хром и ванадий, повышают твердость и долговечность. В таблице ниже приведен ее химический состав.
| Элемент | Состав (%) |
| Углерод (С) | 0.50 – 0.65 |
| Хром (Cr) | ≤ 0,35 |
| Железо (Fe) | 95 |
| Марганец (Mn) | 0.8 |
| Молибден (Mo) | 0.77 |
| Фосфор (P) | ≤ 0,030 |
| Кремний (Si) | 2 |
| Сера (S) | ≤ 0,030 |
| Ванадий (V) | ≤ 0,35 |
Физические свойства инструментальной стали S5
В таблице ниже приведены физические свойства инструментальной стали S5.
| Свойство | Метрический | Империал |
| Плотность | 7,85 г/см³ | 0,284 фунта/дюйм³ |
| КТР, линейный | 11,0 мкм/м-°C | 6,11 мкдюйм/дюйм-°F |
Механические свойства инструментальной стали S5
Механические свойства инструментальной стали S5 отражают ее прочность, твердость и вязкость. Эти свойства изменяются в зависимости от условий термообработки. В таблице ниже приведены основные механические свойства инструментальной стали S5.
| Свойство | Метрический | Империал |
| Твердость по Кнупу | 548 | 548 |
| Твердость по Роквеллу C | 55 – 60 HRC | 55 – 60 HRC |
| Твёрдость по Виккерсу | 560 | 560 |
| Прочность на растяжение (максимальная) | 965 – 1200 МПа | 140000 – 174000 фунтов на кв. дюйм |
| Предел прочности на разрыв (текучесть) | 690 МПа | 100000 фунтов на квадратный дюйм |
| Удлинение при разрыве | 9-15% | 15% |
| Модуль объемной упругости | 160 ГПа | 23207 тыс.фунтов на кв. дюйм |
| Модуль сдвига | 80 ГПа | 11603 кфунтов на кв. дюйм |
Механические свойства инструментальной стали S5 зависят от термической обработки, в первую очередь за счет изменения микроструктуры.
- Более высокие температуры закалки и более высокие скорости охлаждения приводят к образованию мартенсита, что повышает твердость и прочность на разрыв, но снижает ударную вязкость.
- Отпуск при определенных температурах снижает твердость, улучшая пластичность и вязкость.
- Удлинение при разрыве и ударная вязкость обычно уменьшаются с повышением твердости.
Термическая обработка инструментальной стали S5
Процесс термообработки имеет решающее значение для максимизации производительности инструментальной стали S5, обеспечивая оптимальную твердость, прочность и износостойкость. В SteelPRO Group мы поставляем инструментальную сталь S5 в предварительно обработанном или готовом к использованию состоянии, что позволяет нашим клиентам получать материал, соответствующий их конкретным требованиям с минимальной последующей обработкой.
Отжиг
Обогрев: Равномерно нагрейте сталь до 1550°F (843°C).
Время замачивания: Выдерживайте сталь в течение 1 часа на каждые 25,4 мм (1 дюйм) толщины, чтобы обеспечить равномерное распределение температуры.
Процесс охлаждения: Медленно охлаждайте сталь со скоростью 20°F (11°C) в час, пока она не достигнет 1000°F (538°C). Затем дайте стали остыть на воздухе до комнатной температуры.
Твердость после отжига: После отжига твердость должна быть в пределах 180–220 HB в зависимости от точного охлаждения и состава.
Закалка
Предварительный нагрев: Медленно нагрейте сталь до 1600°F (871°C). Для сложных или больших деталей сначала предварительно нагрейте до 1200°F (649°C), чтобы снизить термическое напряжение и риск растрескивания.
аустенитизация: После предварительного нагрева увеличьте температуру до 1800°F (982°C) для аустенизации.
Время замачивания: Первые 25,4 мм (1 дюйм) материала следует выдерживать в течение 30 минут, а затем дополнительно по 15 минут на каждые 25,4 мм толщины для равномерного нагрева.
Закалка: Закалите сталь в масле или на воздухе до температуры ниже 150°F (66°C) для достижения мартенситного превращения, гарантируя надлежащую закалку стали.
Закалка
Обогрев: Равномерно нагрейте сталь до 1100°F (593°C) для отпуска.
Время замачивания: Выдерживайте сталь в течение 1 часа на каждые 25,4 мм (1 дюйм) толщины.
Охлаждение: После отпуска дайте стали остыть на воздухе.
Длительное замачивание (для больших участков): Для сечений более 6 дюймов (152,4 мм) выдержите при температуре отпуска в течение 4–6 часов, чтобы минимизировать внутренние напряжения и повысить стабильность электроэрозионных инструментов после обработки.
Криогенная и низкотемпературная обработка
Криогенная и низкотемпературная обработка улучшают эксплуатационные характеристики инструментальной стали S5, улучшая износостойкость, ударную вязкость и размерную стабильность. Обе обработки проводятся после закалки и перед отпуском.
Криогенная обработка
Температура: от -80°C до -196°C (от -112°F до -320°F)
Время: от 24 до 48 часов
Цель: Преобразует остаточный аустенит в мартенсит, повышая твердость и износостойкость.
Низкотемпературная обработка
Температура: от -80°C до -120°C (от -112°F до -184°F)
Время: от 6 до 12 часов
Цель: Обеспечивает снятие напряжения и повышает размерную стабильность.
Формы изделий из инструментальной стали S5
Инструментальная сталь S5 доступна в различных формах, включая круглые прутки, плоские прутки, пластины и специальные формы, с типичными размерными диапазонами, адаптированными к различным применениям. Мы обеспечиваем строгий контроль допусков для всех наших продуктов. Если для вашего проекта требуются размеры, выходящие за рамки стандартного диапазона, мы можем обеспечить индивидуальные размеры.
| Форма продукта | Диапазон размеров (метрический) | Диапазон размеров (имперский) |
| Круглые прутки | Диаметр: 25мм – 500мм | Диаметр: 1″ – 20″ |
| Длина: 1000мм – 6000мм | Длина: 3′ 3″ – 19′ 8″ | |
| Плоские прутки | Толщина: 5мм – 100мм | Толщина: 0,2″ – 4″ |
| Ширина: 50мм – 500мм | Ширина: 2″ – 20″ | |
| Длина: 1000мм – 6000мм | Длина: 3′ 3″ – 19′ 8″ | |
| Тарелки | Толщина: 5мм – 100мм | Толщина: 0,2″ – 4″ |
| Ширина: 100мм – 1500мм | Ширина: 4″ – 59″ | |
| Длина: 1000мм – 4000мм | Длина: 3′ 3″ – 13′ 1″ | |
| Индивидуальные формы | Изготавливается по индивидуальному заказу | Изготавливается по индивидуальному заказу |
Применение инструментальной стали S5
Сочетание твердости, прочности и износостойкости инструментальной стали S5 делает ее хорошо подходящей для инструментов и компонентов, которые подвергаются высоким нагрузкам, ударам и износу. Ниже приведены конкретные области применения, где обычно используется инструментальная сталь S5:
- Инструменты для высечки: Используется в режущих и штамповочных инструментах для металла и пластика.
- Кузнечные штампы: Идеально подходит для изготовления штампов, формирующих горячий металл в процессе ковки.
- Инструменты для литья пластмасс под давлением: Используется в формах и вставках для литья пластмасс.
- Инструменты для холодной обработки: Пуансоны, зубила и матрицы для операций холодной штамповки.
- Лезвия для металлообработки: Ножи, ножницы и пилы для резки металлов.
- Инструменты для нарезания резьбы: Метчики и плашки для нарезания резьбы в твёрдых материалах.
- Горнодобывающее оборудование: Такие компоненты, как буровые коронки и камнедробилки.
- Вставки для литья под высоким давлением: Вставки для литья алюминиевых, цинковых и магниевых сплавов.
Специализированная инструментальная сталь S5 для повышения производительности
В SteelPro Group мы поставляем инструментальную сталь S5 в виде круглых прутков, плоских прутков, пластин и специальных форм, все изготавливается по вашим точным спецификациям. Мы также предлагаем Листовой прокат из высокоуглеродистой, высокохромистой стали D2Наши услуги включают в себя прецизионную механическую обработку, изготовление изделий по индивидуальным размерам и термическую обработку, такую как закалка и отпуск, что обеспечивает оптимальную производительность для ваших конкретных применений.
Благодаря нашему опыту и гибким решениям мы помогаем сократить время обработки и поставлять высококачественную, готовую к использованию сталь S5 для ваших проектов.
