Насколько тверда инструментальная сталь? Баланс твердости и прочности

После термической обработки твёрдость инструментальной стали может достигать 50–70 HRC. В отожженном состоянии инструментальная сталь обычно имеет твердость 150–250 НВ, легко поддается дальнейшей обработке. Его точная твердость зависит от конкретного типа инструментальной стали и термической обработки, которой он подвергается.

Инструментальная сталь отличается впечатляющей твердостью, идеально подходит для режущих инструментов, форм и других высокопроизводительных применений. В SteelPro Group мы специализируемся на поставках инструментальной стали как в отожженном, так и в предварительно закаленном состоянии.

Насколько твёрда инструментальная сталь?

Инструментальная сталь намного тверже мягкой или конструкционной стали. Такая твердость необходима ей для выполнения сложных работ, таких как резка и формовка под высоким давлением и износом. Из-за ее высокой производительности обработка инструментальной стали обычно выполняется в отожженном состоянии, чтобы обеспечить лучшую обрабатываемость. Ее высокая твердость также означает, что она может быть хрупкой, если ее не закалить должным образом. 

Что влияет на твердость инструментальной стали?

Углерод и легирующие элементы

Более высокие уровни углерода в инструментальной стали позволяют формировать твердые карбиды, которые повышают износостойкость и общую твердость. Легирующие элементы, такие как хром, вольфрам и молибден, дополнительно повышают твердость, улучшая микроструктуру стали и способствуя образованию карбидов.

Эти элементы также повышают прочность и жаропрочность, что делает инструментальную сталь пригодной для сложных условий эксплуатации.

Процессы термической обработки

Термическая обработка инструментальной стали необходима для изменения твердости в соответствии с различными применениями. Основные процессы включают:

Отжиг

В этом состоянии сталь имеет более низкую твердость, обычно около 150–250 HB.

Отжиг помогает внутренней структуре стали расслабиться, снижая напряжение и облегчая формовку и обработку. Он также улучшает пластичность стали, что важно перед закалкой или дальнейшей обработкой.

Закалка

В процессе закалки и закалки инструментальная сталь образует мартенсит — твердую и хрупкую микроструктуру, повышающую твердость до 50–70 HRC и выше.

• Закалка в воде: охлаждение в воде происходит очень быстро и позволяет получить очень твердую сталь, обычно около 55–70 HRC, но из-за быстрого охлаждения могут появиться трещины.
• Закалка в масле: охлаждение в масле происходит медленнее, чем в воде, и приводит к немного более низкой твердости, но снижает риск образования трещин, при этом сталь остается твердой.
• Закалка на воздухе: при этом методе сталь медленно охлаждается воздухом, что обеспечивает умеренную твердость, обычно около 50–60 HRC, и меньший риск образования трещин.

Закалка

Закалка снижает хрупкость, изменяя структуру твердого мартенсита на более стабильную. Этот процесс помогает снять внутренние напряжения, делая сталь менее склонной к растрескиванию, сохраняя при этом ее прочность. Это делает сталь более прочной и долговечной для использования в сложных условиях.

Различные типы инструментальной стали Твердость

Инструментальная сталь делится на шесть основных типов на основе термической обработки и эксплуатационных характеристик. Каждый тип имеет типичный диапазон твердости на разных стадиях. Ниже приведено резюме данных твердости для каждого типа:

Какой тип инструментальной стали самый твёрдый?

Самый твердый тип инструментальной стали — Быстрорежущая сталь (HSS), особенно M-серия и T-серия стали. Эти стали могут достигать твердости 65–70 HRC, что делает их очень износостойкими и способными выдерживать высокие температуры. Они идеально подходят для режущих инструментов, таких как сверла и фрезы.

Как проверить твердость инструментальной стали?

Если вы хотите подтвердить твердость инструментальной стали, у нас есть несколько рекомендуемых методов:

Используйте твердомер по Роквеллу

Самый распространенный метод. Алмазный или стальной шарик вдавливается в поверхность стали и измеряется глубина вмятины. Для инструментальных сталей используется HRC.

Используйте прибор для измерения твердости по Бринеллю

Большой стальной шарик создает углубление, размер которого измеряется для определения твердости.

Используйте твердомер по Виккерсу

Алмазный пирамидальный индентор вдавливается в сталь, и размер отпечатка измеряется под микроскопом. Идеально подходит для небольших или тонких образцов.

Баланс твердости и вязкости инструментальной стали

Если сталь слишком твердая, она может стать хрупкой и сломаться под давлением. Так как же инструментальная сталь совмещает твердость и прочность?

Ключ - это содержание углерода. Инструментальные стали с низкий уровень углерода, нравиться Н13, прочны и устойчивы к разрывам, оставаясь при этом достаточно твёрдыми для большинства видов использования.

Также, легирующие элементы нравиться хром и молибден улучшают прочность и термостойкость, не делая сталь слишком хрупкой. Эти элементы помогают формировать твердые карбиды, которые противостоят износу, сохраняя при этом сталь достаточно прочной, чтобы выдерживать нагрузки.

Кроме того, темперирование также помогает сбалансировать эти свойства.

Выберите правильную твердость для инструментальной стали

Выбор правильной твердости для инструментальной стали важен, чтобы убедиться, что она хорошо подходит для ваших нужд. Теперь пришло время подумать о том, для чего будет использоваться сталь.

• Для режущих инструментов (например, сверл, лезвий): Для инструментов, которые должны оставаться острыми, выбирайте сталь с твердостью около 60–70 HRC (например, быстрорежущая сталь).
• Для пресс-форм и штампов: Если вам нужна сталь для форм или штампов, которые будут подвергаться давлению, выбирайте твердость около 55–65 HRC (например, холоднодеформируемая инструментальная сталь).
• Для ударных инструментов (например, молотков, пробойников): Если сталь будет выдерживать большие удары, выбирайте сталь с меньшей твердостью, но большей вязкостью, примерно 50–60 HRC (например, ударопрочная инструментальная сталь).

Если вы все еще не уверены, что выбрать, не стесняйтесь обращаться! Мы поможем вам выбрать лучшую инструментальную сталь для ваших нужд.

Наши решения и услуги в области инструментальной стали

SteelPro Group предлагает широкий выбор инструментальных сталей, включая такие марки, как быстрорежущая сталь M2, D2 Холоднодеформируемая инструментальная сталь, и ударопрочная сталь S7. Мы также предоставляем услуги по обработке, чтобы удовлетворить ваши точные потребности, и можем помочь с термообработкой или отпуском.

Позвольте нам помочь вам найти подходящие материалы для работы.