Takım çeliği - Tool steel

Çelikler
FagerstaRAÄ2.jpg
Aşamalar
mikro yapılar
sınıflar
Diğer demir bazlı malzemeler

Avadanlık çeşitli belirtir karbon çeliği ve alaşımlı çelik , özellikle içine yapılacak çok uygundur araçlar . Uygunlukları, ayırt edici sertliklerinden , aşınmaya ve deformasyona karşı dirençlerinden ve yüksek sıcaklıklarda bir kesme kenarı tutma yeteneklerinden gelir. Sonuç olarak, takım çelikleri diğer malzemelerin şekillendirilmesinde kullanıma uygundur. %0,5 ile %1,5 arasında bir karbon içeriğine sahip olan takım çelikleri, gerekli kaliteyi üretmek için dikkatle kontrol edilen koşullar altında üretilir. Matrislerinde karbürlerin varlığı , takım çeliğinin kalitelerinde baskın rol oynar. Takım çeliğinde karbür oluşturan dört ana alaşım elementi şunlardır: tungsten , krom , vanadyum ve molibden . Farklı karbürlerin demirin ostenit formuna çözünme hızı, çeliğin yüksek sıcaklık performansını belirler (ısıya dayanıklı çelik için daha yavaş olan daha iyidir). Bu çeliklerin uygun ısıl işlemi , yeterli performans için önemlidir. Manganez içeriği genellikle su içinde çatlama olasılığını en aza indirmek için düşük tutulur su verme .

Altı grup takım çeliği vardır: suda sertleşen, soğuk iş, darbeye dayanıklı, yüksek hızlı, sıcak iş ve özel amaçlı. Grup seçimi maliyet, çalışma sıcaklığı, gerekli yüzey sertliği, dayanıklılık, şok direnci ve tokluk gereksinimlerine bağlıdır. Servis durumu ne kadar şiddetli olursa (yüksek sıcaklık, aşındırıcılık, aşındırıcılık, yükleme), alaşım içeriği ve buna bağlı olarak takım çeliği için gereken karbür miktarı o kadar yüksek olur.

Takım çelikleri, metallerin ve diğer malzemelerin kesilmesi, preslenmesi, ekstrüzyonlanması ve şekillendirilmesi için kullanılır. Takımlamada kullanımları esastır; Örneğin enjeksiyon kalıpları , kullanım ömrü boyunca yüz binlerce kalıplama işlemine olanak tanıyan, kalıp dayanıklılığı için önemli bir kriter olan aşınmaya karşı dirençleri için takım çelikleri gerektirir.

AISI - SAE takım çeliği notları takım çeliği çeşitli sınıflarda tanımlamak için kullanılan en yaygın ölçektir. Bir kalitedeki bireysel alaşımlara bir numara verilir; örneğin: A2, O1, vb.

Su sertleştirme grubu

W-grubu takım çeliği, adını, suyla söndürülmesi gereken tanımlayıcı özelliğinden alır. W sınıfı çelik, esasen yüksek karbonlu düz karbonlu çeliktir . Bu takım çeliği grubu, diğerlerine göre düşük maliyeti nedeniyle en yaygın kullanılan takım çeliğidir. Yüksek sıcaklıklarla karşılaşılmayan parçalar ve uygulamalar için iyi çalışırlar; 150 °C'nin (302 °F) üzerinde gözle görülür derecede yumuşamaya başlar. Bu sertleşebilirlik W grubu takım çelikleri su kullanımını gerektirecek bir şekilde hızlı söndürmeye tâbi gerekir, böylece düşüktür. Bu çelikler yüksek sertlik ( HRC 66'nın üzerinde) elde edebilir ve diğer takım çeliklerine kıyasla oldukça kırılgandır. W-çelikleri, özellikle yaylar için hala satılmaktadır, ancak 19. ve 20. yüzyılın başlarında olduğundan çok daha az yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunun nedeni kısmen, W-çeliklerinin su verme sırasında yağla su verilmiş veya hava ile sertleştirilmiş çeliklerden çok daha fazla bükülmesi ve çatlamasıdır.

W-grubu takım çeliklerinin tokluğu, manganez, silikon ve molibden ile alaşımlanarak arttırılır. Isıl işlem sırasında ince tane boyutlarını korumak için %0,20'ye kadar vanadyum kullanılır.

Çeşitli karbon bileşimleri için tipik uygulamalar W-çelikler içindir:

  • %0,60–0,75 karbon: makine parçaları, keskiler, tespit vidaları; özellikleri arasında iyi tokluk ve şok direncine sahip orta sertlik bulunur.
  • %0,76–0,90 karbon: dövme kalıpları, çekiçler ve kızaklar.
  • %0,91–1,10 karbon: törpüler, matkaplar, kesiciler ve kesme bıçakları gibi iyi bir aşınma direnci ve tokluk dengesi gerektiren genel amaçlı takım uygulamaları.
  • %1,11–1,30 karbon: eğeler, küçük matkaplar, torna tezgahları, tıraş bıçakları ve daha fazla dayanıklılık gerektirmeyen daha fazla aşınma direncinin gerekli olduğu diğer hafif hizmet uygulamaları. Yaklaşık %0.8 C'lik çelik, daha fazla karbon içeren çelik kadar sertleşir, ancak %1 veya %1.25 karbon çeliğindeki serbest demir karbür parçacıkları, kenarı daha iyi tutmasını sağlar. Bununla birlikte, asidik veya tuzlu malzemeleri kesmek için kullanılıyorsa, ince kenar muhtemelen aşındığından daha hızlı paslanır.

Soğuk çalışma grubu

Soğuk iş takım çelikleri arasında O serisi (yağda sertleştirme), A serisi (havada sertleştirme) ve D serisi (yüksek karbon-krom) bulunur. Bunlar, düşük sıcaklıklardaki malzemeleri kesmek veya şekillendirmek için kullanılan çeliklerdir. Bu grup, yüksek sertleşebilirlik ve aşınma direncine ve ortalama tokluğa ve ısıyla yumuşama direncine sahiptir. Sertleştirme sırasında minimum bozulma gerektiren daha büyük parçaların veya parçaların üretiminde kullanılırlar. Yağda su verme ve havada sertleştirme kullanımı, daha hızlı su vermenin neden olduğu yüksek gerilimleri önleyerek bozulmayı azaltmaya yardımcı olur. Suda sertleştirme sınıfına kıyasla bu çeliklerde daha fazla alaşım elementi kullanılır. Bu alaşımlar, çeliklerin sertleşebilirliğini arttırır ve bu nedenle daha az şiddetli bir su verme işlemi gerektirir ve sonuç olarak çatlama olasılığı daha düşüktür. Yüksek yüzey sertliğine sahiptirler ve genellikle bıçak ağızları yapmak için kullanılırlar. Yağda sertleştirme kalitelerinin işlenebilirliği yüksektir, ancak yüksek karbon-krom türleri için düşüktür.

Yağda sertleştirme: O serisi

Bu seri bir O1 tipi, bir O2 tipi, bir O6 tipi ve bir O7 tipi içerir. Bu gruptaki tüm çelikler tipik olarak 800 °C'de sertleştirilir, yağda su verilir ve ardından < 200 °C'de temperlenir.

Seviye Kompozisyon Notlar
O1 %0.90 C , 1.0–1.4% Mn , %0.50 Cr , %0.50 W , %0.30 Si , %0.20 V Ölçü aletleri, kesici aletler, ağaç işleme aletleri ve bıçaklar için kullanılan soğuk iş çeliğidir. Bu 66 ile sertleştirilmiş edilebilir HRC tipik Rc61-63 kullanılan. Vanadyum isteğe bağlıdır. Arne, SKS3, 1.2510 ve 100MnCrW4 olarak da satılır.
O2 %0.90 C , %1.5–2.0 Mn , %0.30 Cr , %0.30 Si , %0.15 V Ölçü aletleri, kesici aletler, ağaç işleme aletleri ve bıçaklar için kullanılan soğuk iş çeliğidir. Bu 66 ile sertleştirilmiş edilebilir HRC tipik Rc61-63 kullanılan. 1.2842 ve 90MnCrV8 olarak da satılır.
O6 %1,45 C , %1,0 Mn , %1,0 Si , %0,3 Mo Metalden metale kayma aşınmasına ve gevşemesine karşı olağanüstü dirençli, soğuk işlenmiş yağda sertleşen, grafitli bir takım çeliğidir. UYGULAMALAR: Diş mastarları, ana mastarlar, kamlar, burçlar, manşonlar, et kırma plakaları, miller, şekillendirme silindirleri, kesme bıçakları, zımbalar, kalıplar, çubuk besleme kılavuzları

Havada sertleştirme: A serisi

Havada sertleşen ilk takım çeliği , o zamanlar havayla sertleşen çelik olarak bilinen mushet çeliğiydi .

Modern hava ile sertleşen çelikler, yüksek krom içeriği nedeniyle ısıl işlem sırasında düşük bozulma ile karakterize edilir. İşlenebilirlikleri iyidir ve aşınma direnci ve tokluk dengesine sahiptirler (yani D ve darbeye dayanıklı kaliteler arasında).

Seviye Kompozisyon Notlar
A2 %1.0 C , %1.0 Mn , %5.0 Cr , %0.3 Ni , %1.0 Mo , %0.15–0.50 V Genel amaçlı bir takım çeliği; hava ile sertleşen çeliğin en yaygın kullanılan çeşididir. Genellikle zımbalar, kırpma kalıpları, diş açma kalıpları ve enjeksiyon kalıplama kalıpları için körleme ve şekillendirme için kullanılır.
A3 %1,25 C, %0,5 Mn, %5,0 Cr, %0,3 Ni, %0,9–1,4 Mo, %0,8–1,4 V
A4 %1.0 C, %2.0 Mn, %1.0 Cr, %0.3 Ni, %0.9-1.4 Mo
A6 %0.7 C, %1.8–2.5 Mn, %0.9–1.2 Cr, %0.3 Ni, %0.9–1.4 Mo Bu tip takım çeliği nispeten düşük bir sıcaklıkta (yağda sertleşen tiplerle yaklaşık olarak aynı sıcaklıkta) havada sertleşir ve boyutsal olarak stabildir. Bu nedenle, aşırı aşınma direnci gerektirmeyen ancak yüksek stabilite gerektiren kalıplar, şekillendirme araçları ve mastarlar için yaygın olarak kullanılır.
A7 %2.00–2.85 C, %0.8 Mn, %5.00–5.75 Cr, %0.3 Ni, %0.9–1.4 Mo, %3.9–5.15 V, 0.5–1.5 W
A8 %0,5–0,6 C, %0,5 Mn, %4,75–5,50 Cr, %0,3 Ni, %1,15–1,65 Mo, 1,0–1,5 W
A9 %0,5 C, %0,5 Mn, % 0,95–1,15 Si , %4,75–5,00 Cr, %1,25–1,75 Ni, %1,3–1,8 Mo, %0,8–1,4 V
A10 %1,25–1,50 C, %1,6–2,1 Mn, %1,0–1,5 Si, %1,55–2,05 Ni, %1,25–1,75 Mo Bu kalite, işlenebilirliği artırmak ve kendi kendini yağlama özellikleri sağlamak için düzgün bir grafit parçacıkları dağılımı içerir . Göstergeler, miller, makaslar ve zımbalar için yaygın olarak kullanılır.

Yüksek karbon-krom: D serisi

Başlangıçta D2, D3, D6 ve D7 tiplerini içeren soğuk iş sınıfı takım çeliklerinin D serisi, %10 ila %13 arasında krom içerir (bu alışılmadık derecede yüksektir). Bu çelikler sertliklerini 425 °C (797 °F) sıcaklığa kadar korurlar. Bu takım çelikleri için yaygın uygulamalar arasında dövme kalıpları, kalıp döküm kalıp blokları ve çekme kalıpları bulunur. Yüksek krom içeriği nedeniyle, belirli D tipi takım çelikleri genellikle paslanmaz veya yarı paslanmaz olarak kabul edilir , ancak krom ve karbon bileşenlerinin çoğunun karbür olarak çökelmesi nedeniyle korozyon dirençleri çok sınırlıdır.

Seviye Kompozisyon Notlar
D2 %1,5 C , %11,0–13,0 Cr ; ayrıca %0.45 Mn , %0.030 P , %0.030 S , %1.0 V , %0.9 Mo , %0.30 Si D2, aşınmaya karşı çok dirençlidir ancak düşük alaşımlı çelikler kadar sert değildir. D2'nin mekanik özellikleri ısıl işleme karşı çok hassastır. Makas bıçakları, planya bıçakları ve endüstriyel kesme aletlerinin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır; bazen bıçak ağızları için kullanılır.

Darbeye dayanıklı grup

Ana madde: Darbeye dayanıklı çelik

Yüksek şok direnci ve iyi sertleşebilirlik, krom-tungsten, silikon-molibden, silikon-mangan alaşımı ile sağlanır. Darbeye dayanıklı grup takım çelikleri (S), hem düşük hem de yüksek sıcaklıklarda darbeye dayanacak şekilde tasarlanmıştır. Gerekli tokluk (yaklaşık %0,5 karbon) için düşük karbon içeriği gereklidir. Karbür oluşturan alaşımlar, gerekli aşınma direncini, sertleşebilirliği ve sıcak iş özelliklerini sağlar. Bu çelik ailesi, çok yüksek darbe tokluğu ve nispeten düşük aşınma direnci sergiler ve nispeten yüksek sertlik elde edebilir ( HRC 58/60). ABD'de tokluk genellikle %1-2 silikon ve %0.5-1 molibden içeriğinden kaynaklanır. Avrupa'da şok çelikleri genellikle %0.5-0.6 karbon ve yaklaşık %3 nikel içerir. L6, 4340 ve İsveç testere çeliği gibi bazı darbeye dayanıklı ve yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çeliklerde (HSLA) hala %1,75 ila %2,75 aralığında nikel kullanılmaktadır, ancak nispeten pahalıdır. Kullanımına bir örnek, kırıcı matkap uçlarının üretimidir .

Yüksek hızlı grup

Ana madde: Yüksek hız çeliği

Sıcak çalışma grubu

Sıcak işlem çelikleri, malzemeyi yüksek sıcaklıklarda kesmek veya şekillendirmek için kullanılan bir grup çeliktir. H-grubu takım çelikleri, yüksek sıcaklıklara uzun süre maruz kalma sırasında dayanıklılık ve sertlik için geliştirilmiştir. Bu takım çelikleri, önemli miktarda karbür nedeniyle iyi sıcak sertlik ve tokluk ve adil aşınma direnci sağlayan düşük karbonlu ve orta ila yüksek alaşımlıdır. H1 ila H19, %5'lik bir krom içeriğine dayanmaktadır; H20 ila H39, %9-18'lik bir tungsten içeriğine ve %3-4'lük bir krom içeriğine dayanmaktadır; H40 ila H59 molibden bazlıdır.

Örnekler arasında DIN 1.2344 takım çeliği (H13) bulunur.

Özel amaçlı grup

  • P tipi takım çeliği , plastik kalıp çeliklerinin kısaltmasıdır. Çinko pres döküm ve plastik enjeksiyon kalıplama kalıplarınıngereksinimlerini karşılamak üzere tasarlanmıştır.
  • L tipi takım çeliği, düşük alaşımlı özel amaçlı takım çeliğinin kısaltmasıdır. L6 son derece zor.
  • F tipi takım çeliği suyla sertleştirilmiştir ve W tipi takım çeliğinden önemli ölçüde daha fazla aşınmaya dayanıklıdır.

Karşılaştırmak

AISI-SAE takım çeliği kaliteleri
özelliği tanımlama AISI-SAE sınıfı önemli özellikler
su sertleştirme W
Soğuk çalışma Ö Yağda sertleştirme
A Havada sertleştirme; orta alaşım
NS Yüksek karbon; yüksek krom
şoka dayanıklı S
Yüksek hız T Tungsten taban
m molibden baz
sıcak çalışma H H1–H19: krom bazlı
H20–H39: tungsten bazlı
H40–H59: molibden bazlı
Plastik kalıp P
Özel amaç L Düşük alaşımlı
F Karbon tungsten

Ayrıca bakınız

Referanslar

bibliyografya

Dış bağlantılar