Osnovna svojstva AISI A2 čelika za hladnu obradu

A2 je čelik za hladno obradu poboljšan na bazi SKD11 (Cr12Mo1V1). Pod konvencionalnim uvjetima toplinske obrade, zaostali austenit je gotovo potpuno razgrađen. Općenito, kriogeni tretman se može izostaviti, a visoka žilavost se i dalje može održavati pod jakom tvrdoćom.
I. Dizajn eksperimenta
Nakon što je kaljen na 1040 stupnjeva i poboljšan na 520~530 stupnjeva, A2 ima tvrdoću HRC od 60~62 i žilavost dvostruko veću od Cr12Mo1V1, što je najviše među trenutno korištenim hladno obrađenim čelicima. Ima dobru obradivost i brušenje, nisko zaostalo naprezanje u modificiranom sloju električnom strojnom obradom, malo zaostalog austenita i fine i ravnomjerno raspoređene karbide.
Zbog složene situacije naprezanja matrice, neki radni dijelovi matrice moraju imati posebna mehanička svojstva. Ako standardni postupak toplinske obrade često ne može ispuniti zahtjeve idealne radne učinkovitosti, osnovne karakteristike kao što su tvrdoća, žilavost i otpornost na trošenje moraju se pravilno prilagoditi toplinskom obradom kako bi se postiglo najbolje radno stanje matrice. Temperatura kaljenja i temperatura kaljenja glavni su procesni parametri toplinske obrade. Ovaj se rad usredotočuje na karakteristike kaljenja A2.
II. Dizajn eksperimenta
U eksperimentu, specifikacija A2 toplinske obrade je malo promijenjena, a temperatura kaljenja je prikladno podešena, a temperatura kaljenja je uzeta kao šest stupnjeva, naime 100 stupnjeva, 200 stupnjeva, 300 stupnjeva, 400 stupnjeva, 500 stupnjeva i 600 stupnjeva . Za kaljenje od 100 stupnjeva, 101-2 sušionica se koristi za grijanje, a SX-25-12 kutijasta otporna peć za grijanje. Za svaku temperaturu kaljenja uzimaju se dva uzorka.
Metalno ispitivanje tvrdoće po Rockwellu odabrano je za ispitivanje tvrdoće, koje se provodi na normalnoj temperaturi, a koristi se optički ispitivač tvrdoće HBRVU-187.5 Brinell.
10mm za ispitivanje udarom × 10mm × 55mm uzorak bez ureza testiran je na JB30B stroju za ispitivanje udarom s energijom udarca od 0,3 KN. m ili 0,15 KN. m.
Eksperimentalni rezultati i analiza
1. Vrijednost tvrdoće
Uzmite tri različita položaja za svaki uzorak za mjerenje tvrdoće i dobijete vrijednost tvrdoće na svakoj temperaturi kaljenja. Prema vrijednosti tvrdoće svakog uzorka, A2 ima male promjene kada se kali na 100~500 stupnjeva; Tvrdoća je malo veća kada se kali na srednjoj temperaturi od 400 stupnjeva, a vršna tvrdoća nakon standardne toplinske obrade i kaljenja općenito je oko 520 stupnjeva; Nakon kaljenja na visokoj temperaturi od 600 stupnjeva, tvrdoća se značajno smanjuje, a prosječna vrijednost HRC tvrdoće je samo 52,4, tako da temperatura kaljenja ne bi trebala biti previsoka.
2. Udarna žilavost
Nakon popuštanja uklanja se oksidacijski dekarburizacijski sloj na površini uzorka i mjeri se udarna vrijednost svakog uzorka pri različitim temperaturama popuštanja. Prema vrijednosti udarca svakog uzorka, kada se DC53 temperira na 200 stupnjeva, prosječna vrijednost udarca doseže više od 60 J/cm2. Kada je kaljen na 500 stupnjeva, udarna žilavost je loša, pokazujući određenu krtost pri kaljenju na visokim temperaturama. Udarna žilavost kaljenja iznad 600 stupnjeva je vrlo dobra, ali je tvrdoća znatno smanjena, što ne može zadovoljiti zahtjeve upotrebe
Eksperimentalni rezultati pokazuju da A2 ima dobru ukupnu stabilnost kaljenja, a tvrdoća i udarna vrijednost malo se mijenjaju unutar određenog temperaturnog raspona kaljenja; Kod kaljenja na 400 ~ 500 stupnjeva, žilavost se uvelike smanjuje i dolazi do krtosti; Kod kaljenja na 600 stupnjeva, žilavost uzorka je vrlo visoka, a vrijednost udarca doseže 85 J/cm2, ali je tvrdoća znatno smanjena. U proizvodnji, za neke hladne kalupe za obradu s niskim zahtjevima za tvrdoću i otpornost na trošenje i visokim zahtjevima za žilavost, može se koristiti kaljenje na visokoj temperaturi; Za kalupe za hladnu obradu s visokim zahtjevima tvrdoće i visoke žilavosti, trebalo bi usvojiti kaljenje na niskoj temperaturi na oko 200 stupnjeva. Tvrdoća i udarna vrijednost na drugim temperaturama kaljenja mogu se predvidjeti odgovarajućim proračunskim metodama (kao što je metoda interpolacije, aproksimacija funkcije, itd.), a zatim potvrditi eksperimentima. Karbid u kaljenom uzorku raspoređen je u diskontinuiranim tankim vrpcama, a karbid je jednoliko raspoređen nakon kaljenja na 200 stupnjeva, i gotovo da nema masivnog karbida u strukturi, stoga je žilavost dobra. Iz morfologije loma, korak cijepanja loma kaljene strukture na 200 stupnjeva daleko je manji nego kod kaljenog uzorka, a postoje male i plitke udubine u lomu metalografske strukture 5000 puta, što ukazuje da je ima određenu žilavost. Nakon kaljenja, preostali austenit se potpuno transformira, a karbid je fin i ravnomjerno raspoređen, što povećava žilavost
zaključak
1. Nakon pravilnog podešavanja temperature kaljenja, A2 ima veću tvrdoću i udarnu žilavost kada je kaljen na 200 stupnjeva; Kod kaljenja na 400 ~ 500 stupnjeva, tvrdoća je veća i žilavost se znatno smanjuje; Kada se kali na 600 stupnjeva, udarna žilavost je vrlo visoka, a tvrdoća se značajno smanjuje
2. Proces kaljenja na niskim temperaturama treba usvojiti za precizne matrice, matrice za podrezivanje, kotače za hladno valjanje i druge alate i matrice složenih oblika kako bi radni dijelovi matrice dobili visoku tvrdoću, visoku žilavost, dobru otpornost na trošenje i visoku čvrstoću, koji može učinkovito produžiti vijek trajanja matrice i spriječiti prekomjerno trošenje, deformaciju, pucanje i druge pojave ranog kvara
3. Proces niskog kaljenja i visokog oporavka može se usvojiti za složene kalupe s velikim udarnim opterećenjem kako bi se postigla visoka udarna žilavost i spriječio krti lom kalupa.