ASTM D2工具钢

ASTM D2工具钢，是一种多功能的高碳、高铬空冷硬化工具钢。它以其相对较高的可达到的硬度和大量富含铬的合金碳化物在微观结构中而闻名，这些碳化物提供了良好的耐磨性，能够抵抗与其他金属和磨料材料的滑动接触。以下是对ASTM D2材料的详细介绍：

基本特性

• 化学成分：ASTM D2工具钢的典型化学成分包括碳(C) 1.50%，锰(Mn) 0.30%，硅(Si) 0.30%，铬(Cr) 12.00%，钼(Mo) 0.75%，钒(V) 0.90%。

• 性能特点：ASTM D2以其高硬度和优良的耐磨性而著称，同时保持了良好的韧性。它提供了耐磨性和韧性、工具性能、价格和多种产品形式的有效组合。

应用领域

• 典型应用：ASTM D2工具钢适用于制造辊、冲头、用于冲裁、成形、修整和螺纹轧制的模具、剪切刀、食品加工刀、以及量具等。

物理性能

• 密度：0.278 lb/in³ (7695 kg/m³)

• 比重度：7.70

• 弹性模量：30x10⁶ psi (207 GPa)

• 热膨胀系数：在61-62 HRC下，100-1500°F (38-816°C)范围内变化为5.71-6.90 in/in·°Fx10⁻⁶ 或 10.3-12.4 mm/mm·°Cx10⁻⁶

• 可加工性：相当于1%碳钢的50-60%

热处理指南

• 硬化：

  • 临界温度：Ac1 1449°F (788°C)，Ac3 1553°F (845°C)，Ar1 1418°F (769°C)，Ar3 1373°F (744°C)

  • 预热：以不超过400°F/小时 (222°C/小时)的速率加热至1150-1250°F (621-677°C)，然后加热至1400-1450°F (760-788°C)。

  • 奥氏体化：在炉内或盐浴中以1850-1875°F (1010-1024°C)的温度下加热。

  • 淬火：空冷或加压气体冷却至150-125°F (66-51°C)。

• 回火：淬火后立即进行回火，保持温度为每英寸(25.4 mm)厚度1小时，最少2小时，然后空冷至室温。为获得最大耐磨性，回火温度在300-350°F (149-177°C)，硬度为62-64 HRC。为获得耐磨性和韧性的最佳平衡，回火温度在500-550°F (260-288°C)，硬度为58-60 HRC。为获得最大韧性，可进行双重回火，每次2小时，回火温度高于950°F (510°C)，硬度小于58 HRC。

• 退火：在热加工后和重新硬化前进行退火。以不超过400°F/小时 (222°C/小时)的速率加热至1600-1650°F (871-899°C)，保持温度为最大厚度每英寸(25.4 mm)1小时；最少2小时。然后以不超过50°F/小时 (28°C/小时)的速率随炉冷至1000°F (538°C)，继续在炉内或空气中冷却至室温。退火后的硬度应最大为255 HBW。

热处理响应

• 硬度：根据不同的奥氏体化温度和时间，空冷后的硬度范围在62.5-64.5 HRC。

• 尺寸变化：在硬化过程中，材料的尺寸变化是典型的，并且会因化学成分、产品尺寸和热处理参数的正常变化而有所不同。

总结

ASTM D2工具钢因其卓越的耐磨性和良好的韧性，在工业制造中被广泛采用。它的热处理工艺能够确保在各种应用中获得所需的硬度和韧性，使其成为制造各种工具和模具的理想选择。此外，ASTM D2工具钢还提供电渣重熔(ESR)产品，该重熔过程提供了改善的化学均匀性、碳化物尺寸细化以及相关的机械和疲劳性能改善。