Содержание
Инструментальная сталь W1, закаленная в воде: свойства, процесс и применение
- Джон
Инструментальная сталь W1 — отличный выбор, если вам нужен материал, который одновременно прочный и легкий в обработке. Он идеально подходит для таких инструментов, как режущие кромки, штифты и валы, предлагая солидную износостойкость и способность быстро закаливаться.
В этой статье мы рассмотрим основные характеристики, области применения и этапы термообработки инструментальной стали W1. Независимо от того, только ли вы начинаете или хотите максимально использовать этот универсальный материал, у нас есть все необходимое.
Что такое инструментальная сталь W1?
Инструментальная сталь W1 — это высокоуглеродистая сталь, состоящая из углерода 0,70–1,50%. Она входит в группу закаливаемых водой инструментальных сталей и обычно классифицируется как холоднодеформируемая инструментальная сталь. W1 обычно используется в виде буровых штанг, прутков или кругов и соответствует таким стандартам, как ASTM A686 и EN ISO 4957. Известная своей хорошей обрабатываемостью и высокой твердостью, W1 часто используется в таких областях, как валы, штифты, кузнечные инструменты и кратковременно изнашиваемые инструменты.
Что такое сталь марки W?
Сталь марки W — это группа инструментальных сталей, закаливающихся в воде, в основном состоящих из углерода с небольшим количеством легирующих элементов, таких как хром и ванадий. Распространенные марки включают W1, W2 и W3.
В чем разница между сталью W1 и W2?
Инструментальная сталь W1 имеет более высокое содержание углерода (0,70–1,50%) по сравнению с W2 (0,90–1,10%), что делает W1 более твёрдой и износостойкой. Однако в W2 немного больше марганца, что повышает её прочность и стойкость к растрескиванию. Она лучше работает при более высоких температурных нагрузках, чем W1.
В чем разница между W1 и 1095?
Сталь W1 имеет более высокое содержание легирующих элементов (марганец, кремний) для лучшей износостойкости и прочности, что делает ее идеальной для инструментов холодной обработки. 1095 — более простая углеродистая сталь, в основном используемая для лезвий и режущих инструментов, с превосходной стойкостью режущей кромки, но более низкой прочностью по сравнению с W1.
Эквивалентные марки инструментальной стали W1
Ниже представлен полезный обзор эквивалентных марок инструментальной стали W1, признанных в различных стандартах и спецификациях в разных регионах.
| Стандарты | Оценки |
| УНС | Т72301 |
| SAE J437 | W108, W109, ВОЗ, W112 |
| SAE J438 | W108, W109, W110, W112 |
| EN ISO 4957 | 1.1545 / С105У |
Химический состав инструментальной стали W1
Ниже представлен типичный анализ сталеразливочного ковша для инструментальной стали W1, показывающий точный химический состав, который гарантирует, что сталь соответствует требуемым спецификациям для ваших проектов:
| Элемент | Состав (%) |
| Углерод (С) | 0,70 – 1,50 |
| Марганец (Mn) | 0,10 – 0,40 |
| Кремний (Si) | 0,10 – 0,40 |
| Хром (Cr) | 0.15 |
| Никель (Ni) | 0.2 |
| Молибден (Mo) | 0.1 |
| Вольфрам (W) | 0.15 |
| Ванадий (V) | 0.1 |
| Медь (Cu) | 0.2 |
| Фосфор (P) | Макс 0,025 |
| Сера (S) | Макс 0,025 |
Физические свойства инструментальной стали W1
Ниже приведена краткая справочная таблица физических свойств инструментальной стали W1 в метрической и дюймовой системах.
| Свойство | Метрическая единица | Имперская единица |
| Плотность | 7,83 г/см³ | 0,283 фунта/дюйм³ |
| Температура плавления | 1435°С | 2615°F |
| Теплопроводность | 30–40 Вт/м·К | 17,5–23,0 БТЕ·фут/ч·фут²·°F |
| Удельная теплоемкость | 0,48 Дж/г·К | 0,115 БТЕ/фунт·°F |
| Электрическое сопротивление | 0,0007 Ом·см | 0,0003 Ом·дюйм |
| Твердость (HRC) | 50 HRC - 55 HRC | 50 HRC - 55 HRC |
| Коэффициент теплового расширения | 11–12 мкм/м·°C | 6,1–6,7 мкдюйм/дюйм·°F |
Механические свойства инструментальной стали W1
В этой таблице приведено сравнение основных механических свойств инструментальной стали W1, что дает вам четкое представление о ее эксплуатационных характеристиках.
| Свойство | Метрическая единица | Имперская единица |
| Предельная прочность на растяжение | 1680 МПа | 244 000 фунтов на квадратный дюйм |
| Предел текучести при растяжении | 1500 МПа | 218 000 фунтов на кв. дюйм |
| Твёрдость (после термообработки) | 50–55 HRC | 50–55 HRC |
| Ударная вязкость | 10–20 Дж (Шарпи, V-образный надрез) | 7,4–14,8 фут-фунтов |
| Модуль объемной упругости | ~140 ГПа | ~20 000 кфунтов на кв. дюйм |
| Модуль сдвига | ~80 ГПа | ~11 600 кфунтов на кв. дюйм |
| Модуль упругости | 200 ГПа | 29 000 кфунтов на кв. дюйм |
| Коэффициент Пуассона (25°C) | 0,27–0,30 | 0,27–0,30 |
| Усталостная прочность | 600 МПа | 87 000 фунтов на квадратный дюйм |
Основные характеристики инструментальной стали W1
Исключительная твердость
Инструментальная сталь W1 обеспечивает отличную твердость благодаря высокому содержанию углерода (0,70–1,50%), что делает ее очень устойчивой к износу. Это делает ее идеальной для режущих инструментов, валов и штифтов, которые должны выдерживать трение в течение долгого времени.
- Ограничение: Та же твердость делает W1 более склонным к хрупкости, особенно в более толстых сечениях, что означает, что он может треснуть или сломаться при сильных ударах или шоковых нагрузках.
Умеренная прочность для низких и средних нагрузок
W1 обеспечивает надежный баланс между твердостью и прочностью, что делает его идеальным для применений с умеренными нагрузками или там, где материал не будет подвергаться чрезмерным ударным нагрузкам.
- Ограничение: Если для вашего проекта требуется высокая ударопрочность, лучше подойдет более прочная сталь, например S7.
Хорошая обрабатываемость в отожженном состоянии
Сталь W1 относительно легко поддается механической обработке в отожженном состоянии, что делает ее отличным выбором для точной резки или жестких допусков.
- Ограничение: По сравнению с низкоуглеродистыми сталями, такими как 1045, сталь W1 в закаленном виде труднее обрабатывать.
Закалка в воде для эффективной термообработки
W1 — это сталь, закаливаемая в воде, то есть ее можно быстро и экономически эффективно закалить с помощью закалки в воде. Это делает ее популярным выбором для массового производства и крупносерийных применений.
- Ограничение: Быстрый процесс закалки может вызвать коробление или искажение, особенно в более толстых деталях. По сравнению со сталями, закаливающимися на воздухе, такими как A2, W1 более чувствителен к размерным изменениям во время термообработки.
Изготовление и обработка инструментальной стали W1
Ковка и формовка
Инструментальная сталь W1 может эффективно коваться в диапазоне температур 1900°F – 1550°F (1038°C - 843°C). Крайне важно избегать ковки ниже 1500°F (815°C), так как это может нарушить структурную целостность стали. Также избегайте перегрева, так как чрезмерные температуры могут привести к росту зерна и потере вязкости.
W1 — это трудно сформировать из-за своей твердости, но может эффективно формоваться, когда находится в отожженное состояние.
Термическая обработка
Отжиг
Отжиг смягчает инструментальную сталь W1, что значительно облегчает ее обработку и помогает снять внутренние напряжения. Это первый шаг, если вы планируете обработку перед закалкой.
- Обогрев: Нагрейте сталь до 1350°F - 1450°F (732°C - 788°C). Это позволяет стали нагреваться равномерно.
- Замачивание: Держите сталь при этой температуре около 1-2 часа, в зависимости от толщины материала.
- Охлаждение: После замачивания охладите сталь. медленно в печи чтобы избежать деформации, затем дайте ему остыть на воздухе до комнатной температуры. Это помогает снять внутренние напряжения, не повреждая сталь.
Закалка
Здесь сталь становится более твердой и износостойкой, что придает ей прочность, необходимую для резки и обработки инструментом.
- Предварительный нагрев: Сначала нагрейте сталь примерно до 1200°F (649°C) для обеспечения равномерного нагрева перед затвердеванием.
- Закалка: Затем нагрейте его до 1425°F - 1475°F (774°C - 802°C) около 30 минут на дюйм толщины. Это обеспечивает полное проникновение тепла в материал.
- Закалка: Как только вы достигнете нужной температуры, быстро закалите сталь в вода или рассол (Рассол лучше подходит для получения более твердой стали). Обязательно проводите закалку при правильной температуре, чтобы избежать чрезмерной деформации.
Закалка
Отпуск необходим для снижения хрупкости и достижения окончательной твердости. Он проводится после закалки для точной настройки свойств стали.
- После закалки сталь отпустить при температуре от 300°F и 1200°F (от 149°C до 649°C) в зависимости от желаемой твердости. Замачивать на 1-2 часа, затем охладить на воздухе.
- Если сталь испытывает чрезмерное напряжение или деформацию во время нагрева или закалки, можно провести второй цикл отжига. Это может еще больше снизить хрупкость.
Обработка
Инструментальная сталь W1 имеет хорошая обрабатываемость, сравнимая с другими высокоуглеродистыми инструментальными сталями, такими как О1 или А2, но его сложнее обрабатывать, чем низкоуглеродистые стали. Обычно его обрабатывают в отожженное состояние для облегчения резки. Стандартная быстрорежущая сталь (HSS) или твердосплавные инструменты обычно используются для достижения плавных резов и продления срока службы инструмента.
Сварка
Инструментальная сталь W1 нелегко поддается сварке из-за высокого содержания углерода, что увеличивает риск образования трещин. Если необходима сварка, важно предварительно нагреть сталь примерно до 500°F - 1200°F (260°C - 649°C) для уменьшения теплового удара.
Послесварочная термическая обработка, такая как закалка или снятие стресса, рекомендуется для восстановления свойств материала.
Применение инструментальной стали W1
Инструментальная сталь W1 обычно используется в инструментах и прецизионных деталях в таких отраслях, как автомобилестроение, машиностроение и производство. Она особенно подходит для мелко- и среднесерийного производства, где требуются высокая твердость и износостойкость.
Режущие инструменты
W1 используется для создания буровые штанги, краны, развертки, и умирает, обеспечивая превосходное сохранение режущей кромки и износостойкость для выполнения общих задач по резке.
Инструменты для формовки и придания формы
Он также используется для лезвия, режущие кромки, и инструменты формы для обработки таких материалов, как дерево, пластик и мягкие металлы, сохраняя остроту даже при умеренных нагрузках.
Пуансоны и матрицы
W1 идеально подходит для удары, умирает, и инструменты для штамповки требующих высокой твердости и долговечности, особенно в автомобильный и обрабатывающая промышленность.
Приспособления и приспособления
Прочность стали делает ее хорошим выбором для приспособления, приспособления, и специализированный инструмент которым требуется как точность, так и устойчивость к износу.
Другие применения инструментов
W1 также используется для кузнечные инструменты, булавки, и валы в различных механических и производственных процессах.
- Подходит ли сталь W2 для ножей?
Да, сталь W2 отлично подходит для ножей. Она обеспечивает отличное сохранение режущей кромки, износостойкость и прочность, что делает ее идеальной для острых, прочных лезвий, выдерживающих нагрузку без сколов.
Формы продукции из инструментальной стали W1
Инструментальная сталь W1 доступна в нескольких стандартных формах, что обеспечивает ее универсальность для различных применений. Ниже приведены наиболее распространенные формы и их типичные применения:
Буровые штанги
Применение: Идеально подходящие для точного сверления и резки, сверлильные штанги W1 часто используются при производстве небольших инструментов, приспособлений и приспособлений.
Бары
Применение: Прутки из инструментальной стали марки W1 обычно используются для изготовления штампов, пуансонов и других режущих инструментов, требующих прочности и износостойкости.
Раунды
Применение: Круглые прутки часто используются для изготовления валов, штифтов и других цилиндрических деталей.
Выберите правильную инструментальную сталь W1 для ваших нужд
Вы ищете инструментальную сталь W1, которая обеспечивает стабильное качество и производительность для ваших приложений? В SteelPro Group мы поставляем буровые штанги, бары, и раундов из стали W1, полностью соответствующей отраслевым стандартам, таким как ASTM A686 и EN ISO 4957.
Помимо высококачественных материалов, SteelPro Group предлагает индивидуальные услуги по размеру, точной резке и термообработке. Мы также предлагаем быстрая доставка и техническая поддержка чтобы помочь вам максимально эффективно использовать сталь W1, независимо от размера или сложности проекта.
Если вам требуется Инструментальная сталь D2 Благодаря повышенной износостойкости компания SteelPro Group также может поставлять высококачественную продукцию.
