1.2311 - W SKRÓCIE
Jakim rodzajem stali jest 1.2311?
Stal 1.2311 (40CrMnMo7) jest dostarczana jako materiał hartowany i odpuszczany i może być używana jako materiał dostarczany, co może być zaletą na przykład przy produkcji form. Ogólnie rzecz biorąc, stal narzędziowa 1.2311 jest używana głównie do produkcji form do tworzyw sztucznych, form odlewniczych i narzędzi. Nadaje się jednak również do zastosowań takich jak szyny i wały. Ten gatunek stali jest łatwy do spawania i może być polerowany do doskonałego wykończenia powierzchni.
Charakteryzuje się wysoką hartownością i jednolitą wytrzymałością, co jest korzystne dla utrzymania stałej wydajności narzędzi i form. Aby uzyskać wyższą twardość, stal 1.2311 może być dalej hartowana, ale jej hartowność jest ograniczona w porównaniu z innymi stalami narzędziowymi i nie nadaje się do zastosowań wymagających dużych naprężeń.
Właściwości
Jako stal narzędziowa, 1.2311 jest niezawodnym i sprawdzonym wyborem, jeśli chodzi o formy, matryce i narzędzia. Charakteryzuje się dobrą równowagą między skrawalnością i ciągliwością oraz jest łatwa do polerowania, co ma pozytywny wpływ na powierzchnię formowanych części.
- Hartowana i odpuszczana stal do pracy na zimno
- Stal na formy do tworzyw sztucznych
- Możliwość polerowania, lepsza niż 1.2312
- Wytrawialna
- Wysokie hartowanie na wskroś
- Jednolita wytrzymałość komponentów
- Azotowalność
- Żarowytrzymały
Możliwości zastosowania
Stal 1.2311 nie wymaga dalszej obróbki cieplnej, dzięki czemu może być stosowana od razu po dostarczeniu i bez opóźnień. Ponieważ nie jest wymagana dalsza obróbka cieplna, ryzyko odkształcenia podczas obróbki jest wyeliminowane, a wymagane właściwości, takie jak wysoka odporność na zużycie i wytrzymałość dla form, matryc, uchwytów i narzędzi, są jednolicie obecne.
- Ogólna budowa maszyn
- Przyrządy i oprzyrządowanie
- Płyty bazowe
- Części korpusu
- Ramy form
- Formy do tworzyw sztucznych
- Przetwórstwo tworzyw sztucznych
- Formy wtryskowe
- Formy do odlewania ciśnieniowego
- Formy IHU
- Tuleje odbiorcze
- Tuleje pośrednie
- Formy składane
- Uchwyty narzędziowe
- Prasy do wytłaczania
- Prasy do rur
- Uchwyty matryc
- Wkładki matrycowe
1.2311 Wartości orientacyjne
Analiza chemiczna:
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,35 - 0,45 | 0,2 - 0,4 | 1,3 - 1,6 | 0,0 - 0,035 | 0,0 - 0,035 | 1,8 - 2,1 | 0,15 - 0,25 |
Nazwa wg składu chemicznego:
40CrMnMo7
Twardość robocza:
ok. 32 HRC (stan dostawy) do 50 HRC
Dostarczalna twardość:
325 HB
WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE 1.2311
Do której grupy stali należy stal 1.2311?
- Stal narzędziowa
- Stal do pracy na zimno
- Stal na formy do tworzyw sztucznych
Czy 1.2311 jest stalą szlachetną?
1.2311 nie jest stalą szlachetną w tradycyjnym rozumieniu. Aby mogła zostać sklasyfikowana jako stal szlachetna, musi zawierać co najmniej 10,5% chromu; materiał ten ma zawartość chromu na poziomie 1,8–2,1%.
Czy stal 1.2311 jest odporna na korozję?
1.2311 ma ułamek masowy 1,8–2,1% i dlatego nie jest stalą szlachetną.
Dodatkowa obróbka powierzchni i konserwacja, a także przechowywanie części w suchym środowisku, mogą wydłużyć odporność na korozję, ale nie zapobiegają całkowicie matowieniu.
Czy 1.2311 jest magnesowalna?
Tak, jako metal zawierający żelazo, 1.2311 można magnesować. Szlifowanie, frezowanie i obróbka elektroerozyjna (EDM) mogą być wykonywane na przykład na maszynach z adhezją magnetyczną.
1.2311 Obróbka na zimno
1.2311 można łatwo obrabiać na zimno przy użyciu standardowych metod obróbki.
1.2311 Odporność na zużycie
W skali od 1 do 6, gdzie 1 oznacza najniższą, a 6 najwyższą wartość, materiał 1.2311 otrzymuje ocenę 3 za odporność na zużycie.
WŁAŚCIWOŚCI TECHNICZNE 1.2311
Czy 1.2311 to stal nożowa?
Stal narzędziowa 1.2311 zazwyczaj nie jest używana do produkcji noży. Chociaż posiada pewne właściwości, takie jak dobre trzymanie ostrości, wytrzymałość, odporność na korozję i twardość, nie są one wystarczające do produkcji noży.
Twardość robocza 1.2311
Twardość robocza stali 1.2311 wynosi 32–50 HRC.
Gęstość stali 1.2311
Wytrzymałość na rozciąganie 1.2311
Stal 1.2311 w momencie dostawy charakteryzuje się wytrzymałością na rozciąganie wynoszącą około 1100 N/mm². Aby uzyskać tę wartość, przeprowadza się próbę rozciągania, która pokazuje, ile siły potrzeba do rozciągnięcia lub wydłużenia próbki, zanim ulegnie ona zerwaniu.
1.2311 Granica plastyczności
Granica plastyczności wskazuje, jakie naprężenie jest potrzebne do wywołania odkształcenia plastycznego oraz moment, w którym materiał nie powraca już do swojego pierwotnego kształtu po ustąpieniu naprężenia. Pozostaje wówczas w odkształconym kształcie lub pęka.
Granica plastyczności dla tej stali narzędziowej wynosi od 827 do 862 N/mm².
1.2311 Skrawalność
W skali, gdzie 1 oznacza niską, a 6 wysoką skrawalność, 1.2311 otrzymuje ocenę 3 za skrawalność.
Przewodność cieplna 1.2311
Przewodność cieplna materiału 1.2311 wynosi 32,5 W/(m*K) w temperaturze 23°C.
Przewodność cieplna
Wartość W/(m*K)
Przy temperaturze
32,5
23 °C
32,9
150 °C
31,3
300 °C
30,2
350 °C
29,5
400 °C
27,4
500 °C
Współczynnik rozszerzalności cieplnej 1.2311
Poniższa tabela przedstawia rozszerzalność i kurczenie w różnych temperaturach, co może być bardzo istotne w przypadku pracy w wysokich temperaturach lub przy dużych wahaniach temperatury.
Średni współczynnik rozszerzalności cieplnej
Wartość 10-6m/(m*K)
Przy temperaturze
12,6
20 – 100 °C
13,0
20 – 200 °C
13,5
20 – 300 °C
13,7
20 – 350 °C
13,9
20 – 400 °C
14,1
20 – 450 °C
14,3
20 – 500 °C
1.2311 Ciepło właściwe
Ciepło właściwe 1.2311 wynosi 0,46 J/kg*K w temperaturze pokojowej. Wartość ta wskazuje, ile ciepła potrzeba do podniesienia temperatury określonej ilości materiału o 1 kelwin.
1.2311 Opór elektryczny właściwy
Poniższa tabela przedstawia opór elektryczny właściwy dla 1.2311.
Opór elektryczny właściwy
Wartość (Ohm*mm2)/m
Przy temperaturze
0,47
20 °C
1.2311 Elastizitätsmodul (e-Modul)
Das Spannungs- und Dehnungsmodul, oder das Elastizitätsmodul (Youngscher Modul), für Werkzeugstahl 1.2311 liegt bei 219 kN/mm2.
OPTYMALNY DOBÓR MATERIAŁU Z ABRAMS® PORADNIK STALI: WWW.PORADNIKSTALI.PL
PROCES 1.2311
Obróbka cieplna 1.2311
Obróbka cieplna stali 1.2311 nie jest zazwyczaj wymagana, ponieważ jest ona dostarczana w stanie wstępnie odpuszczonym. W przypadku konieczności utwardzenia po obróbce cieplnej należy wykonać poniższe czynności.
1.2311 Wyżarzanie
Równomiernie nagrzać materiał do temperatury 710–740°C, a następnie schłodzić w piecu.
Wyżarzanie odprężające 1.2311
Stal 1.2311 należy odprężyć po obróbce i sporadycznie w trakcie użytkowania. Należy równomiernie nagrzać obrabiany element do temperatury 550–600°C i wygrzewać przez 1 godzinę na każde 25 mm grubości, a następnie schłodzić materiał w piecu.
Odprężanie zapobiega odkształceniom i pęknięciom stali 1.2311, poprawia właściwości mechaniczne materiału i zwiększa stabilność wymiarową, co jest ważne w przypadku form.
1.2311 Normalizowanie
Normalizacja uszlachetnia strukturę ziarna i nadaje stali jednorodną mikrostrukturę. Może to poprawić skrawalność i zmniejszyć naprężenia wewnętrzne, które mogły powstać w wyniku wcześniejszej obróbki cieplnej, kucia lub odlewania.
Nagrzać materiał równomiernie powyżej temperatury krytycznej i wygrzewać przez około 1 godzinę na każde 25 mm grubości. Następnie wyjąć części z pieca i schłodzić je w spokojnym powietrzu.
Zakończyć proces dokładną kontrolą, aby upewnić się, że części mają pożądaną mikrostrukturę i właściwości.
1.2311 Odpuszczanie
Elementy obrabiane należy odpuszczać natychmiast po studzeniu. Temperaturę odpuszczania należy utrzymywać przez co najmniej 2 godziny lub 1 godzinę na każde 25 mm grubości, po czym elementy obrabiane należy pozostawić do ostygnięcia do temperatury pokojowej na powietrzu.
1.2311 Hartowanie
Aby ponownie zahartować materiał 1.2311 (w razie potrzeby), należy go równomiernie podgrzać do temperatury 840–870°C i utrzymywać tę temperaturę przez 30 minut dla pierwszych 25 mm grubości i przez 15 minut dla każdego kolejnego 25 mm grubości.
1.2311 Studzenie
Materiał należy studzić w temperaturze 180–200°C w następujących mediach:
- olej
- kąpiel solna
1.2311 Ciągły wykres ZTU
Wykres ten przedstawia mikrozmiany w czasie w różnych temperaturach. Są one ważne podczas obróbki cieplnej, ponieważ dostarczają informacji na temat optymalnych warunków dla procesów takich jak hartowanie, wyżarzanie i normalizacja.
1.2311 Izotermiczny wykres ZTU
Wykres ten przedstawia zmiany strukturalne na poziomie mikro w czasie przy stałej temperaturze. Pokazuje on, w jakiej temperaturze i po jakim czasie zaczynają się tworzyć różne fazy, np. perlit, martenzyt lub bainit.
1.2311 OBRÓBKA POWIERZCHNI
1.2311 OBRÓBKA POWIERZCHNI
Poniżej znajduje się kilka przykładów obróbki powierzchni, którą można wykonać na materiale 1.2311.
Azotowanie stali 1.2311
Stal narzędziową 1.2311 można azotować, aby uzyskać twardą i odporną na ścieranie powierzchnię do głębokości 0,40 mm. Podczas azotowania, w celu uzyskania tego efektu, azot jest dyfundowany w głąb powierzchni.
1.2311 Czernienie
W wyniku czernienia materiału 1.2311 narzędzia i elementy obrabiane pokrywają się czarną warstwą tlenku mieszanego, która zapewnia im pewną ochronę przed korozją.
Cynkowanie jest jednak najczęściej wykonywane ze względów estetycznych. Nadaje ono częściom niebiesko-czarne zabarwienie, które zmniejsza odbicie światła na powierzchni.
1.2311 Proces PVD
W procesie fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD) na powierzchnię materiału nakładana jest cienka warstwa, która zwiększa odporność na zużycie i może zmniejszyć tarcie.
Polerowanie 1.2311
1.2311 można polerować na wysoki połysk odpowiednimi metodami. Aby uniknąć efektu skórki pomarańczowej i wżerów, należy uważać, aby nie polerować tego materiału zbyt mocno.
1.2311 Niklowanie chemiczne
W tym procesie powłoka niklowo-fosforowa jest nakładana na powierzchnię materiału poprzez redukcję chemiczną bez użycia prądu. Metoda ta jest często stosowana w przypadku przedmiotów obrabianych z wgłębieniami lub otworami, do których trudno dotrzeć innymi metodami powlekania. Nałożona w ten sposób warstwa niklu jest twarda i zapewnia dobrą ochronę przed zużyciem.
1.2311 Laserowe hartowanie powierzchni
Laserowe hartowanie powierzchni (utwardzanie powierzchniowe) pozwala na utwardzenie wybranego fragmentu powierzchni bez wpływu na właściwości pozostałej części przedmiotu obrabianego. Osiąga się to za pomocą lasera dużej mocy, który nagrzewa określone obszary powierzchni. Obszary te następnie szybko schładzają się samoistnie, tworząc twardą warstwę martenzytu. Powoduje to poprawę odporności na zużycie w tych obszarach, przy jednoczesnym zachowaniu ciągliwości pozostałej części materiału.
Dzięki lokalnemu i powierzchniowemu nagrzewaniu, hartowanie jest zbędne, co zapobiega odkształceniom i zasadniczo eliminuje potrzebę dodatkowej obróbki.
OBRÓBKA 1.2311
Zmiany wymiarów stali 1.2311
Gdy ten gatunek stali jest hartowany w oleju w temperaturze hartowania 840°C, materiał zazwyczaj rozszerza się o 0,0762 mm/mm. Jednak zmiany wymiarów podczas obróbki cieplnej w dużej mierze zależą od rozmiaru i kształtu części. Aby zminimalizować zmiany wymiarów, ważne jest przestrzeganie odpowiednich procedur obróbki cieplnej.
1.2311 Kucie
Stal narzędziową można kuć w zakresie temperatur 900–1090°C. Należy unikać kucia w temperaturze poniżej 870°C, a w razie potrzeby materiał należy podgrzać do temperatury kucia.
Spawanie stali 1.2311
Materiał 1.2311 można spawać wszystkimi konwencjonalnymi metodami. Materiał należy podgrzać do temperatury 315–370°C. Nie należy obniżać temperatury spawania poniżej 315°C. Materiał dodatkowy powinien być dobrany do twardości materiału bazowego. Stop należy powoli schładzać do temperatury 40–65°C, a następnie podgrzewać ponownie do temperatury 540°C przez jedną godzinę na każde 25 mm głębokości spoiny, nie przekraczając 565°C, ponieważ może to prowadzić do utraty twardości. W miarę możliwości należy odpuszczać dwukrotnie.
