Osnovne lastnosti jekla za hladno obdelavo AISI A2

A2 je jeklo za hladno obdelavo, izboljšano na osnovi SKD11 (Cr12Mo1V1). V pogojih običajne toplotne obdelave se preostali avstenit skoraj popolnoma razgradi. Na splošno je kriogeno obdelavo mogoče izpustiti, visoko žilavost pa je še vedno mogoče ohraniti pri močni trdoti.
I. Načrt eksperimenta
Po kaljenju pri 1040 stopinjah in popuščanju pri 520 ~ 530 stopinjah ima A2 trdoto HRC 60 ~ 62 in žilavost dvakrat večjo od Cr12Mo1V1, kar je trenutno najvišje med običajno uporabljenimi hladno obdelanimi jekli. Ima dobro obdelovalnost in brusljivost, nizko preostalo napetost v modificirani plasti električne obdelave, malo ostankov avstenita ter fine in enakomerno porazdeljene karbide.
Zaradi zapletene napetostne situacije matrice morajo imeti nekateri delovni deli matrice nekatere posebne mehanske lastnosti. Če standardni postopek toplotne obdelave pogosto ne more izpolniti idealnih zahtev glede delovne zmogljivosti, je treba osnovne lastnosti, kot so trdota, žilavost in odpornost proti obrabi, ustrezno prilagoditi s toplotno obdelavo, da se doseže najboljše delovno stanje matrice. Temperatura kaljenja in temperatura kaljenja sta glavna parametra postopka toplotne obdelave. Ta članek se osredotoča na značilnosti kaljenja A2.
II. Oblikovanje poskusa
V poskusu je bila specifikacija toplotne obdelave A2 nekoliko spremenjena in temperatura kaljenja je bila ustrezno prilagojena, temperatura kaljenja pa je bila vzeta kot šest stopenj, in sicer 100 stopinj, 200 stopinj, 300 stopinj, 400 stopinj, 500 stopinj in 600 stopinj . Za 100-stopinjsko kaljenje se za ogrevanje uporablja sušilna peč 101-2, za ogrevanje pa škatlasta uporovna peč SX-25-12. Za vsako temperaturo popuščanja se vzameta dva vzorca.
Za preskus trdote, ki se izvaja pri normalni temperaturi, je izbran kovinski Rockwellov preizkus trdote, uporablja pa se optični merilnik trdote po Brinellu HBRVU-187.5.
10mm za preskus udarca × 10mm × 55mm vzorec brez zarez je preizkušen na stroju za testiranje udarcev JB30B z energijo udarca 0,3 KN. m ali 0,15 KN. m.
Eksperimentalni rezultati in analiza
1. Vrednost trdote
Vzemite tri različne položaje za vsak vzorec za merjenje trdote in pridobite vrednost trdote pri vsaki temperaturi popuščanja. Glede na vrednost trdote vsakega vzorca se A2 pri kaljenju pri 100 ~ 500 stopinjah malo spremeni; Trdota je nekoliko višja pri kaljenju pri srednji temperaturi 400 stopinj, najvišja trdota po standardni toplotni obdelavi in ​​kaljenju pa je na splošno okoli 520 stopinj; Po visokotemperaturnem kaljenju pri 600 stopinjah se trdota znatno zmanjša, povprečna vrednost trdote HRC pa je samo 52,4, zato temperatura kaljenja ne sme biti previsoka.
2. Udarna žilavost
Po popuščanju se plast oksidacijskega razogljičenja na površini vzorca odstrani in izmeri udarna vrednost vsakega vzorca pri različnih temperaturah popuščanja. Glede na vrednost udarca vsakega vzorca, ko je DC53 kaljen pri 200 stopinjah, povprečna vrednost udarca doseže več kot 60 J/cm2. Pri kaljenju pri 500 stopinjah je udarna žilavost slaba, kar kaže na določeno krhkost pri visoki temperaturi. Udarna žilavost pri kaljenju nad 600 stopinj je zelo dobra, vendar je trdota močno zmanjšana, kar ne more izpolniti zahtev glede uporabe
Eksperimentalni rezultati kažejo, da ima A2 dobro splošno stabilnost pri popuščanju, trdota in udarna vrednost pa se v določenem temperaturnem območju popuščanja malo spreminjata; Pri kaljenju pri 400 ~ 500 stopinjah se žilavost močno zmanjša in pojavi se temper krhkost; Pri popuščanju pri 600 stopinjah je žilavost vzorca zelo visoka in udarna vrednost doseže 85 J/cm2, vendar se trdota močno zmanjša. V proizvodnji se lahko za nekatere kalupe za hladno obdelavo z nizkimi zahtevami glede trdote in odpornosti proti obrabi ter visokimi zahtevami glede žilavosti uporabi kaljenje pri visoki temperaturi; Za hladne obdelovalne matrice z visokimi zahtevami glede trdote in visoke žilavosti je treba uporabiti popuščanje pri nizki temperaturi pri približno 200 stopinjah. Trdoto in udarno vrednost pri drugih temperaturah popuščanja je mogoče predvideti z ustreznimi računskimi metodami (kot je interpolacijska metoda, aproksimacija funkcije itd.) in nato preveriti s poskusi. Karbid v kaljenem vzorcu je porazdeljen v nezvezne tanke trakove, karbid pa je enakomerno porazdeljen po temperiranju pri 200 stopinjah in v strukturi skoraj ni masivnega karbida, zato je žilavost dobra. Glede na morfologijo zloma je stopnja cepitve zloma kaljene strukture pri 200 stopinjah veliko manjša kot pri kaljenem vzorcu, v zlomu metalografske strukture pa je pri 5000-krat nekaj majhnih in plitvih vdolbin, kar kaže, da ima določeno žilavost. Po popuščanju se preostali avstenit popolnoma transformira, karbid pa je fin in enakomerno porazdeljen, kar poveča žilavost
sklep
1. Po pravilni nastavitvi temperature kaljenja ima A2 večjo trdoto in udarno žilavost, ko je kaljen pri 200 stopinjah; Pri kaljenju pri 400 ~ 500 stopinjah je trdota višja in žilavost se močno zmanjša; Pri kaljenju pri 600 stopinjah je udarna žilavost zelo visoka in trdota se znatno zmanjša
2. Postopek nizkotemperaturnega kaljenja je treba sprejeti za natančno matrico, matrico za obrezovanje, hladno valjano kolo in druga orodja in matrice s kompleksnimi oblikami, da delovni deli matrice pridobijo visoko trdoto, visoko žilavost, dobro odpornost proti obrabi in visoko trdnost, ki lahko učinkovito podaljša življenjsko dobo matrice in prepreči čezmerno obrabo, deformacijo, pokanje in druge zgodnje odpovedi
3. Za kompleksne kalupe z veliko udarno obremenitvijo je mogoče uporabiti postopek nizkega kaljenja in visokega okrevanja, da se doseže visoka udarna žilavost in prepreči krhek zlom kalupa.