K110 - це 12% ледебуритова хромиста сталь, що відповідає марці матеріалу 1.2379 (або X153CrMoV12, D2). Ця інструментальна сталь поєднує переваги традиційних 12% ледебуритових хромистих сталей із властивостями сучасних інструментальних марок. У своїй групі сталь BÖHLER K110 забезпечує найкраще поєднання зносостійкості, міцності на стиск та в'язкості, завдяки чому вона використовується практично в усіх операціях холодної обробки (холодного штампування).
Сталь K110 зазвичай постачається у відпаленому стані з максимальною твердістю 250 HB.
Технічний опис сталі K110 / 1.2379
Це основні технічні характеристики та сфери застосування високохромистої, ледебуритової сталі, відомої під марками D2 або BÖHLER K110.
Процес виробництва
Плавка: виплавлена у печі.
- Додаткова інформація:часто використовується електрошлакова переплавка (ESR) для підвищення чистоти та однорідності.
Властивості
- Зносостійкість: добра.
- Пояснення: високий вміст вуглецю та ванадію сприяє утворенню твердих карбідів, що забезпечують високу стійкість до абразивного зносу.
- Стабільність розмірів: добра.
- Пояснення: сталь демонструє мінімальні деформації під час термічної обробки, що критично важливо для виготовлення складних та точних інструментів.
Сфери застосування
Ця сталь є універсальною для інструментів, та деталей, схильних до високого зносу:
- Штампування та різання: вирубка, штампування, дрібне вирубування, карбування.
- Деформування: вальцювання, холодне формування, накатування різьб.
- Промислові ножі: промислові ножі, машинні ножі (для виробників).
- Складові частини: стандартні деталі: форми, пластини, пуансони, штифти.
- Спеціальні деталі: шнеки та стволи, компоненти для переробної промисловості, зношувані деталі, валки.
- Інше: загальні компоненти для машинобудування, компоненти для підземного будівництва (буріння, шахти).
- Порошкова металургія: пресування порошків.
Хімічний склад
| Хімічний склад марка сталі K110 | ||||||
| C | Cr | Mn | Mo | Si | V | Fe |
| 1,55 | 11,3 | 0,30 | 0,75 | 0,30 | 0,75 | Решта |
Термічна обробка
| Термічна обробка сталі K110 | ||
| Відпал | ||
| Температура | 800 до 850 °C (1472 до 1562 °F) | Повільне контрольоване охолодження в печі зі швидкістю 10 до 20 °C/год (18 до 36 °F/год) до температури приблизно 600 °C (1112 °F). Подальше охолодження на повітрі. |
| Зняття напруги | ||
| Температура | 650 до 700 °C (1202 до 1292 °F) | Після повного прогрівання витримати в нейтральній атмосфері протягом 1 - 2 годин. Повільне охолодження в печі. Метою є зняття напруг, спричинених інтенсивною механічною обробкою або наявністю складних форм. |
| Гартування та відпуск | ||
| Температура | 1030 до 1070 °C (1886 до 1958 °F) | Гартування (загартовування) здійснюється в оливі, соляній ванні (220 - 250 °C або 500 - 550 °C), газі, стисненому або спокійному повітрі; при цьому інструменти складної форми або з гострими крайками бажано гартувати на повітрі; час витримки після вирівнювання температури становить 15 - 30 хвилин; після гартування необхідно провести відпуск до бажаної робочої твердості згідно з таблицею відпуску. |
Таблиця відпуску
Рекомендації до процесу:
- Розмір зразка: квадрат 20 мм (0,787 дюйма).
- Нагрівання: повільне нагрівання до температури відпуску відразу після гартування.
- Час витримки: 1 година на кожні 20 мм товщини, але щонайменше 2 години.
- Твердість: рекомендовані значення дивіться у таблиці відпуску.
- Кількість відпусток: рекомендовано щонайменше тричі вище максимуму вторинної твердості.
- Охолодження: на повітрі до кімнатної температури після кожного етапу.
- Зняття напруги: на 30 - 50 °C (86 - 122 °F) нижче найвищої температури відпуску.
- Зелена зона: позначає рекомендований діапазон температур на графіку.
Криві постійного охолодження (CCT-діаграми)
Умови випробувань:
- Температура аустенітизації: 1080 °C
- Час витримки: 30 хвилин
- Твердість за Віккерсом
- 2...100: відсоткові частки фаз
- λ (0.40...59.8): параметр тривалості охолодження (800-500 °C)
- 1...2 К/хв: швидкість охолодження
Позначення фаз:
Кількісна фазова діаграма
Умовні позначення:
- HV10 — Твердість за Віккерсом
- Lk — Ледебуритні карбіди
- RA — Залишковий аустеніт
- M — Мартенсит
- B — Бейніт
- P — Перліт
Режими охолодження:
- --- Охолодження в оливі
- - · - Охолодження на повітрі
Розташування:
- 1 — Кромка або поверхня
- 2 — Серцевина (центр)
Ізотермічні криві перетворення (TTT-діаграма)
Параметри випробувань:
- Температура аустенітизації: 1020 °C
- Час витримки: 30 хвилин
Умовні позначення фаз:
- A — Аустеніт
- K — Карбід
- P — Перліт
- B — Бейніт
- M — Мартенсит
- Ms — Температура початку мартенситного перетворення
Примітка: Ця діаграма показує час, необхідний для розпаду аустеніту при постійній температурі. Вона є критично важливою для вибору оптимальних режимів ступінчастого гартування сталі K110 з метою мінімізації внутрішніх напружень та деформацій.
Прогартовуваність (Залежність твердості від розміру)
Параметри графіка:
- Гартування з температури: 1030 °C
- Охолоджувальне середовище:
- —— Олива: забезпечує максимальну твердість навіть при великих діаметрах.
- - - - Повітря: рекомендовано для складних форм для мінімізації деформацій.
- Твердість серцевини: показник HRC у самому центрі заготовки після гартування.
Глибина прогартовуваності:
Врізка (нижній лівий кут) показує розподіл твердості від поверхні до центру. Сталь K110 має відмінну проскрізну прогартовуваність, що дозволяє отримувати високу твердість навіть у масивних деталях.
Практичне значення: Ці дані дозволяють технологу точно спрогнозувати фінальну твердість інструмента залежно від його габаритів. Наприклад, при охолодженні в оливі виріб діаметром до 100 мм зберігає максимальну твердість близько 64 HRC по всьому перерізу.
Послідовність термічної обробки
Графік демонструє повний цикл обробки сталі K110: від зняття напруги та ступеневого підігріву до загартовування з різними варіантами охолодження та наступного багатократного відпуску.
Діаграма циклу: нагрів, витримка та охолодження
Фізичні властивості
Нижче наведені основні фізичні параметри сталі K110 при температурі 20°C. Ці показники є критично важливими для інженерних розрахунків маси деталей та їхньої поведінки під час експлуатації.
| Параметр | Значення (метричні одиниці) |
|---|---|
| Густина | 7,67 кг/дм³ |
| Теплопровідність | 23,9 Вт/(м·К) |
| Питома теплоємність | 0,47 кДж/(кг·К) |
| Питомий електричний опір | 0,65 Ом·мм²/м |
| Модуль пружності | 200 x 10³ Н/мм² |
Теплове розширення
Параметри лінійного розширення сталі K110 у температурному діапазоні від 20°C до зазначеної межі. Це дозволяє прогнозувати зміну розмірів інструменту при нагріванні під час роботи.
| Температура (°C) | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Теплове розширення (10⁻⁶ м/(м·К)) | 11,0 | 11,4 | 11,9 | 12,2 | 12,7 | 12,8 | 12,1 |
Сталь BÖHLER K110 (1.2379 / D2) є еталоном серед інструментальних сталей для холодного штампування. Завдяки високому вмісту хрому та вуглецю, вона забезпечує виняткову зносостійкість та стабільність розмірів, що робить її незамінною для виготовлення складних вирубних штампів, ножів та прес-форм. Відмінна прогартовуваність та можливість точного налаштування твердості через багатоступеневий відпуск дозволяють використовувати K110 у найвідповідальніших вузлах промислового обладнання, де потрібне поєднання довговічності та надійності.