RAVNE X RS 450 - sij.rsc.si · sposobnosti poliranja se to jeklo lahko uporablja za orodja za...

RS 450R A V N E X

O R O D N O J E K L O Z A D E L O V V R O Č E M

→ O R O D N O J E K L O Z A D E L O V V R O Č E M

RS OZNAK A W. Nr. DIN AISI

RS 400 1.2343 X38CrMoV5-1 H11

RS 410 1.2344 X40CrMoV5-1 H13

RS 420 1.2367 X38CrMoV5-3 -

RS 431 1.2345 X50CrMoV5-1 -

RS 432 1.2362 X63CrMoV5-1 -

RS 433 1.2365 X32CrMoV33 H10

RS 435 1.2714 56NiCrMoV7 -

RS 440 RAVNEX 1.2343 Mod. X38CrMoV5-1 Mod. H11 Mod.

RS 450 RAVNEX - -

Družina orodnih jekel za delo v vročem RS

RS 450R A V N E X

SPLOŠNE ZNAČILNOSTI . . . . . . . . . . . . . 4Kemična sestava UporabaMikrostruktura v dobavljenem stanju ŽilavostKakovostna primerjava

FIZIKALNE LASTNOSTI . . . . . . . . . . . . . . 7

MEHANSKE LASTNOSTI . . . . . . . . . . . . . 8

Približna trdnost pri povišani temperaturi

KONTINUIRNI PREMENSKI DIAGRAM - CCT . . . . . . . 9

TOPLOTNA OBDELAVA . . . . . . . . . . . . . 10Žarjenje Žarjenje za odpravo notranjih napetosti Kaljenje PopuščanjeDimenzijske spremembe med kaljenjem in popuščanjem

POVRŠINSKA OBDELAVA . . . . . . . . . . . . 12Nitriranje in nitrokarboriranje

VARJENJE IN ELEKTROEROZIJA . . . . . . . . . . 13VarjenjeElektroerozivna obdelava

PRIPOROČILA ZA OBDELAVO . . . . . . . . . . . 14

ŠTUDIJA PRIMERA . . . . . . . . . . . . . . 15Toplotna obdelava jekla RS 450 RAVNEX

V S E B I N A

RS

450

RA

VN

EX4

OPOMBEO

ROD

NO

JEKL

O Z

A D

ELO

V V

ROČE

M

→

→

RS 450 RAVNEX je vrhunsko orodno jeklo za delo v vročem, izdelano v METAL RAVNE, ki ga odlikujejo:

• Izvrstna udarna žilavost• Visoka natezna trdnost v vročem

in visoka delovna trdota• Izvrstna toplotna prevodnost• Dobra sposobnost poliranja• Odlična prekaljivost• Primernost za nitriranje

• Visoka čistost • Visoka vzdržljivost orodja • Odlična homogenost • Dobra sposobnost varjenja

Nadzorovana kemična sestava z minimalno vsebnostjo neželenih elementov v primerjavi z običajnimi vrstami jekla. Čistost po DIN 50602 je K1<10.

Jeklo RS 450 RAVNEX je prvenstveno zasnovano za orodja za litje lahkih kovin in zlitin.

Zaradi svoje odlične prekaljivosti je posebej priporočljivo za orodja večjih dimenzij. Uporablja se za močno obremenjene orodne dele, kjer je zahtevana najvišja žilavost.

Jeklo RS 450 RAVNEX se priporoča tudi za utopno kovanje in ekstrudiranje. Zaradi dobre sposobnosti poliranja se to jeklo lahko uporablja za orodja za brizganje plastičnih mas in orodja za predelavo stekla.

Jeklo RS 450 RAVNEX je dobavljivo v žarjenem stanju s trdoto do 235 HBW (791 N/mm2).

RAZRED RS AISI W. Nr. C Si Mn Cr Mo V Ni

RS 450 RAVNEX - - 0,37 0,25 0,43 4,90 1,60 0,59 1,60

Vsebnost kemijskih elementov izražena v mas. %

K E M I Č N A S E S T A V A R S ( % )

U P O R A B A R S

S P L O Š N E Z N A Č I L N O S T I

RS

450

RA

VN

EX5

OPOMBE

→

Jeklo RS 450 RAVNEX je pregledano v mehko žarjenem stanju v skladu s SEP 1614 (Stahl-Eisen-Prufblatt SEP 1614 - September 1996) in v skladu s standardom NADCA#207.

Tabeli sprejemljivosti žarjenega jekla RS 450 RAVNEX.

M I K R O S T R U K T U R A V S T A N J U O B D O B A V I


←

←

→TA B 2: K R I T E R I J I S P R E J E M L J I V O S T I Ž A R J E N E M I K R O S T R U K T U R E P O N A D C A # 2 0 7-2 0 0 3

Rastoča stopnja segregacije

Rast

oča

stop

nja

defo

rmac

ije

Vrhunska kakovost Standardna kakovost Nesprejemljivo

SA SB SC SD SE

→ TA B 1: M I K R O H O M O G E N O S T

SA1 SB1 SC1 SD1 SE1

SA2 SB2 SC2 SD2 SE2

SA3 SB3 SC3 SD3 SE3

SA4 SB4 SC4 SD4 SE4

50 ×

Vse mikrostrukture jedkane s 5 % Nitalom.

Sprejemljivo Nesprejemljivo

AS1 AS4 AS7 AS10 AS13 AS16

AS11 AS14 AS17

AS12 AS15 AS18

AS2 AS5 AS8

AS3 AS6 AS9

500 ×

RS

450

RA

VN

EX6

OPOMBEO

ROD

NO

JEKL

O Z

A D

ELO

V V

ROČE

M

→

→

Ž I L A V O S T

K A K O V O S T N A P R I M E R J A V A

Za preskušanje udarne žilavosti v prečni smeri se uporabljajo preizkušanci brez zareze (7 × 10 × 55 mm), po SEP 1314 (Stahl-Eisen-Prufblatt SEP 1314- April 1990). Preizkušanci so kaljeni in popuščeni na 45 + /- 2 HRC, preskus pa se izvaja pri 20 °C.Povprečna udarna žilavost preizkušancev iz kovanega jekla je višja od 299 joulov za odkovek povprečne velikosti 900 × 400 mm.

RS 450 RAVNEX je vrhunsko orodno jeklo z visoko žilavostjo, izdelano v Metalu Ravne.Grafikon prikazuje njegovo žilavost pri visoki temperaturi v primerjavi z jeklom RS400, jeklom za delo v vročem W.Nr. 1.2344 in jeklom RS 440 RAVNEX. Orodno jeklo s povišano žilavostjo pri visoki temperaturi je bistvenega pomena pri aplikacijah, kjer obstaja velika nevarnost nastajanja razpok.Lastnosti izmerjene pri 600 °C.

←

←

44-46 HRC

Uda

rna

žilav

ost (

Joul

e)

DGM

W.Nr. 1.2343

RS 450 RAVNEX

0

100

200

300

400

TRDNOST

RS 400

W.Nr.1.2343

W.Nr.1.2344

RS 440 RAVNEX

ŽILAVOSTRAZRED RS

RS 450 RAVNEX

DGM (Deutsche Gesellschaft für Materialkunde) priporoča udarno žilavost najmanj 200 joulov za orodna jekla za delo v vročem za različne uporabe pri delu v vročem.

TRDNOST pomeni najvišjo natezno trdnost, ki izhaja iz krivulje napetost-raztezek. ŽILAVOST se določa glede na zmanjšanje preseka preizkušanca za natezni preizkus na področju porušitve.


RS

450

RA

VN

EX7

OPOMBE

→ F I Z I K A L N E L A S T N O S T I ( O D V I S N E O D T E M P E R A T U R E )

GOS TOTA (g /c m 3)

7.83 (20 °C) 7.70 (450 °C) 7.68 (500 °C) 7.66 (550 °C) 7.65 (600 °C)

TOPLOT NA PRE VODNOS T (W/(m.K))

32.80 (100 °C) 34.30 (450 °C) 34.10 (500 °C) 33.90 (550 °C) 33.50 (600 °C)

EL EK T RIČ NA UP ORNOS T (O hm. mm 2/m)

0.50 (100 °C) 0.58 (450 °C) 0.63 (500 °C) 0.68 (550 °C) 0.73 (600 °C)

SPEC IFIČ NA TOPLOT NA K APAC I T E TA (J/(g .K))

0.44 (20 °C) 0.64 (450 °C) 0.68 (500 °C) 0.72 (550 °C) 0.83 (600 °C)

EL A S T IČ NI MODUL (10 3 xN/mm 2)

210 (20 °C)

KOEFIC IEN T L INE ARNE TOPLOT NE R A Z T E ZNOS T I (10 - 6 °C -1, 20 °C)*

11.60 (200 °C) 11.80 (300 °C) 12.02 (400 °C) 12.04 (500°C) 12.01 (600 °C)

* CTE je srednji koeficient toplotne razteznosti pri referenčni temperaturi 20 °C.

F I Z I K A L N EL A S T N O S T I

RS

450

RA

VN

EX8

OPOMBEO

ROD

NO

JEKL

O Z

A D

ELO

V V

ROČE

M

→ U D A R N A Ž I L A V O S T P R I P O V I Š A N I T E M P E R A T U R I

←

30

40

50

60

70

80

90

0 100 200 300 400 500

Uda

rna

žilav

ost K

V (Jo

ule)

Temperatura (˚C)

Slika prikazuje udarno žilavost kot funkcijo temperature. Preizkušanci odvzeti iz jedra odkovka v krajši vzdolžni smeri. Nato se kalijo in popuščanjo (K+P; 1030 °C / olje /2× popuščanje) na 45 +/- 1 HRC. Meritev:EN ISO 148: 2010

M E H A N S K EL A S T N O S T I

RS

450

RA

VN

EX9

OPOMBE

Temperatura avstenitizacije: 1030 °C - 1050 °C, čas zadrževanja 30 min.

Hitrost ohlajanja mora biti zadostna, da se ustvari pretežno martenzitna struktura brez večje količine bainita. Večja količina bainita zvišuje občutljivost jekla na toplotno utrujenost, saj je bainit manj stabilna faza z nižjo trdnostjo.

B+K

M+K

A+K

Ms

P+K

Ac 3 = 880 °C

Ac 1 = 790 °C

- Hardness HV10 161453479633655685

1 10 1000100 10000 100000

1000100101 Minute

Sekunde 1000000

Tem

pera

tura

(˚C)

40

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

Legenda:

A - avstenit

K - karbid

P - perlit

M - martenzit

B - bainit

TIP 1 ←

K O N T I N U I R N I P R E M E N S K I D I A G R A M - C C T

RS

450

RA

VN

EX10

OPOMBEO

ROD

NO

JEKL

O Z

A D

ELO

V V

ROČE

M

→

→

→

Ž A R J E N J E

Ž A R J E N J E Z A O D P R A V O N O T R A N J I H N A P E T O S T I

K A L J E N J E

Priporočila NADCA#207.

Trdota po kaljenju je 56-58 HRC (2030 - 2180 N/mm2).

SEGRE VAN JE T EMPER AT UR A Ž AR JEN JA OHL A JAN JE

50 °C/h 800 - 850 °C 20 °C/h

Zaščitite pred oksidacijo, nastajanjem škaje in razogljičenjem. Min. 4 ure. Počasi v peči. Od 600 °C

naprej je možno ohlajanje na zraku.

SEGRE VAN JE Ž AR JEN JE Z A ODPR AVO NOT R AN JIH NAPE TOS T I OHL A JAN JE

100°C/h 650 °C ali 50 °C pod zadnjo temperaturo popuščanja. 20°C/h

Zaščitite pred oksidacijo in razogljičenjem. Min. 3 ure.

Počasi in enakomerno v peči, da se prepreči nastajanje dodatnih zaostalih

napetosti. Od približno 200 °C je možno ohlajanje na zraku.

SEGRE VAN JE AVS T ENI T IZ AC I JA OHL A JAN JE

25 - 650 °C, 150-220 °C/h650 - 850 °C, ≤150 °C/h850 - 1030 °C, ≤150 °C/h

1030 - 1050 °C See CCT diagram

Držite v peči pri T = 650 °C / 850°Cdokler ni razlika TPOVRŠINE-TJEDRA ≤ 110 °C / 60 °C

Od 15 do 30 min po izenačitvi temperature obdelovanca.

V atmosferi pod tlakom N2 je priporočljivo hitro ohlajanje. Za orodja za delo v

vročem večjih dimenzij glej specifikacije NADCA#207 ali GM DC-9999-1Rev.18.

Pri aplikacijah z ekstremnimi toplotnimi obremenitvami je ustrezna toplotna obdelava bistvenega pomena. Da bi preprečili prekomerno rast zrn med avstenitizacijo je zaželjeno, da del karbidov ostane neraztopljen.

TIP 2 ←

T O P L O T N A O B D E L A V A

RS

450

RA

VN

EX11

OPOMBE

S popuščanjem moramo začeti takoj po zaključku kaljenja (ko del doseže 90-70 °C). Priporočamo tri cikle popuščanja. Prvo popuščanje destabilizira preostali avstenit. Drugo popuščanje popusti na novo ustvarjene mikrostrukture faze.

Priporočamo, da pustite dodatek za obdelavo po kaljenju najmanj 0,2 % od velikosti kosa, enako v vseh treh smereh.

SEGRE VAN JE T EMPERTAUR A POPUŠ Č AN JA OHL A JAN JE

150 °C/h – 250 °C/h

1.: 540 – 550 °C 2.: izberite delovno trdoto (glejte diagram kaljenja). 3.: 50 °C pod temperaturo 2. popuščanja.

Med cikli popuščanja ohlajajte na zraku ali v peči do sobne temperature.

Zaščitite pred oksidacijo in razogljičenjem. 1 ura na 25mm debeline stene na podlagi temperature peči. Najmanj 2 uri.

Povečana žilavost tega posebnega razreda jekla vam nudi višjo delovno trdoto. -> Višja toplotna prevodnost in visoka odpornost na temperaturo v primerjavi z običajnimi razredi jekla H11 prispevata tudi k izboljšani odpornosti proti toplotni utrujenosti.

TIP 3 ←

→

→

P O P U Š Č A N J E

D I M E N Z I J S K E S P R E M E M B E M E D K A L J E N J E M I N P O P U Š Č A N J E M

200100 300 400 500 600 700Temperatura popuščanja (˚C)

T avstenitizacije = 1030 ˚C T avstenitizacije = 1050 ˚C

40

45

55

50

60

550 600 650

Trdo

ta (H

RC)

Trdo

ta (H

RC)

Temperatura kaljenja (˚C)

40

50

55

45

60

T O P L O T N AO B D E L A V A

Diagram popuščanja

RS

450

RA

VN

EX12

OPOMBEO

ROD

NO

JEKL

O Z

A D

ELO

V V

ROČE

M

→ N I T R I R A N J E I N N I T R O K A R B O R I R A N J E

Za povišanje površinske trdote jekel RS 450 RAVNEX običa-jno priporočamo nitriranje

Postopek nitriranja jekel za delo v vročem se izvaja s tvorbo difuzijske plasti (faze nitrida) samo do globine, ki jo določa-jo specifične zahteve uporabe, s popolnim onemogočan-jem tvorbe spojinske plasti sloja (γ' in ε nitridne faze).

Nitriranje pri orodjih za brizganje plastičnih mas ali pri apli-kacijah za delo v hladnem se izvaja s tvorbo površinske spo-jinske plasti s sestavo in globino, ki ju določajo specifične zahteve aplikacije.

Za aplikacije z zahtevami po dodatni površinski zaščiti, iz-boljšanju drsnih lastnosti oziroma izboljšanju¬ korozijske obstojnosti je po nitriranju priporočljivo izvesti oksidacijo (Fe3O4).

Za podrobnosti glede priprava površine in nastavitve pa-rametrov za nitriranje, da bi lahko dobili želene lastnosti površine, se posvetujte z našimi strokovnjaki za postopke nitriranja.

←

γε

α γʹ

Nitridni potencial

Tem

pera

tura

(˚C)

0

400

500

600

700

800

0.1 1 10

Nitriranje za aplikacije za delo v vročem (z omejeno ali brez spojinske plasti)

Nitriranje za aplikacije za delo v hladnem (dobro razvita spojinska plast)

Nitriranje za vmesne površinske lastnosti

300

300

Lehrerjev diagram na sliki prikazuje vpliv dveh parametrov:(1) primernosti za nitriranje (ki je funkcija parcialnega tlaka amoniaka in dušika) in(2) temperature, na sestavo nitridnih faz, ki se tvorijo na površini materiala. Slika prikazuje priporočeno izbiro dveh bistvenih parametrov za ustrezno izvedbo nitriranje za dva skrajna režima uporabe, za delo v vročem in za delo v hladnem.

P O V R Š I N S K A O B D E L A V A

RS

450

RA

VN

EX13

OPOMBE

→

→

V A R J E N J E

E L E K T R O E R O Z I V N E O B D E L A V E

RS 450 RAVNEX je dobro variva zlitina, ki se da variti z varilnima postopkoma TIG in MMA v kaljenem ali mehko žarjenem stanju. Dodajni material mora biti enake ali pod-obne kemične sestave. Po varjenju se priporoča termična obdelava. Po varjenju mehko žarjenih kosov je treba izvesti žarjenje, po varjenju kaljenih in poboljšanih kosov pa po-puščanje, pri čemer naj bo temperatura popuščanja 50 °C pod temperaturo zadnjega popuščanja. Za popravilo manjših razpok in robov se priporoča lasersko varjenje.

Zaradi taljenja in ponovnega strjevanja površinskega sloja nastaja pri elektroero-zivnih obdelavah na površini krhek sloj.

Priporočamo: (1) da ponovno strjeno plast odstranite s poliranjem, brušenjem ali drugimi mehanskimi postopki ali (2), obdelovanec popuščate pri temperaturi približno 50 °C pod zadnjo temperaturo popuščanja. Popuščanje ponovno strje-ne in nepopuščene plasti pod površino je zelo pomembno.

T EMPER AT URE PRED GRE TJA MAK SIMAL NA T EMPER AT UR A MED VARKI OHL A JAN JE P O VAR JEN JU

320 °C 470 °C Približno 30 °C / h, ne nižje od 70 °C, nato popuščanje.

POS TOPEK VAR JEN JA D ODA JNI MAT ERIAL T RD OTA PO VAR JEN JU

TIG, MMA H11, izjemoma H13 ~ 50 HRC

V A R J E N J E I N E D M

RS

450

RA

VN

EX14

OPOMBEO

ROD

NO

JEKL

O Z

A D

ELO

V V

ROČE

M

→

→

→

V R T A N J E

R E Z K A N J E

S T R U Ž E N J E

Informacije v nadaljevanju so mišljene zgolj kot splošne smernice za mehansko obdelavo. Nanašajo se na material v mehko žarjenem stanju.

ORODJE PREMER SVEDR A (mm) RE Z AL NA HI T ROS T (m/min) POMIK (mm/vr t .)

K15 - K20 5 - 20 70 0.05 - 0.15

ORODJE RE Z AL NA HI T ROS T (m/min) POMIK (mm/zob) GLOBINA RE Z AN JA (mm)

P30-P40 c.* (grobo rezkanje) 60 - 100 0.20 - 2.00

P10-P20 c.* (fino rezkanje) 75 - 130 0.20 - 2.00

ORODJE RE Z AL NA HI T ROS T (m/min) POMIK (mm/vr t .) GLOBINA RE Z AN JA (mm)

P30-P40 c.* (grobo struženje) 65 - 100 - 1.00 - 4.00

P10 c.* (fino struženje) 140 - 200 - 0.30 - 2.00

* c. = naneseni karbid

P R I P O R O Č I L A Z A M E H A N S K O O B D E L A V O

RS

450

RA

VN

EX15

OPOMBE

→ T O P L O T N A O B D E L A V A J E K L A R S 4 5 0 R A V N E X

Za dimenzijsko stabilnost, optimalno mikrostrukturo in mehanske lastnosti vsakega obdelovanca je nadzor nad hlajenjem bistvenega pomena.Po metodi končnih elementov za toplotno obdelavo se pokaže, da so tako temperatura kaljenja kot čas zadrževanja na temperaturi, kakor tudi hitrost ohlajanja močno odvisni parametri od velikosti in geometrije obdelovanca.

←

˚C800750700650600550500450400350300250200150100

T

A2

A1

a

a

B2

B1

aa

Slika 1 prikazuje porazdelitev temperature med kaljenjem pri dveh obdelovancih različnih debelin ob določenem času (t), (glej sliko 2). Pri debelejšem obdelovancu lahko opazite vroče jedro in visok temperaturni gradient, medtem ko ima tanjši obdelovanec pri enakem času ohlajanja skoraj enakomerno porazdelitev temperature.

→ S L I K A 1

Š T U D I J A P R I M E R A

RS

450

RA

VN

EX16

OPOMBEO

ROD

NO

JEKL

O Z

A D

ELO

V V

ROČE

M

←

←

tČas (min)

Tem

pera

tura

(°C)

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Tavs

1.100

10 20 30 40 50 60

C 1ISOQA 1 A 2 B 1 B 2

Čas (min)

∆T (

˚C)

00

100

200

300

400

500

600

700

800

10 20 30 40 50 60

A 2-A 1 B 2-B 1 B 2-C 1ISOQ

Slika 2 prikazuje potek temperature pri ohlajanju za oba obdelovanca v dveh karakterističnih točkah: (1) 15mm pod površino in (2) v jedru.

Slika 3 prikazuje temperaturno razliko med obema karakterističnima točkama obeh obdelovancev pri enakem poteku ohlajanja. Pri debelejšem obdelovancu nastopi ekstremno visok temperaturni gradient, ki pomeni visoko tveganje za nastanek deformacij ali večjih razpok. Za zmanjšanje negativnih vplivov ekstremnih temperaturnih razlik se priporoča uporaba izotermnih postopkov ohlajanja (glej NADCA#207).Kratko izotermno zadržanje bistveno zmanjša temperaturni gradient pri debelejših obdelovancih.(Glej diagram poteka površinske temperatura C1ISOQ na slikah 2 in 3.)

→ S L I K A 2

→ S L I K A 3


RS

450

RA

VN

EX17

OPOMBE

←

V/A (mm)

Hitr

ost o

hlaj

anja

(˚C/

min

)

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 1200

50

100

150

200

250

300

JEDRO ROBPOVRŠINA

Slika 4 prikazuje povprečno hitrost ohlajanja med 800 in 500°C v jedru obdelovanca s posplošeno geometrijo. Geometrijo in velikost obdelovanca določa razmerje med volumnom (V) in površino (S). Za določanje hitrosti ohlajanja obdelovanca se uporablja srednja stopnja ohlajanja v vakuumski kalilni peči (s 6 bar nadtlaka N2 s srednjo do visoko cirkulacijo plina).Diagram je še posebej uporaben pri določanju optimalne hitrosti ohlajanja pri obdelovancih kjer temperature jedra ni mogoče neposredno spremljati s temperaturnim tipalom.POVRŠINA - temperatura 15 mm pod površino v središču največje ploskve obdelovanca.ROB* - temperatura 15 mm pod najbolj izpostavljenim delom obdelovanca.

→ S L I K A 4

Ostrih robov pri orodij se je treba izogibati, da se prepreči nastanek večjih razpok ali mikro kalilnih razpok, ki lahko povzročijo rastoče razpoke.TIP 4 ←

Da bi dosegli optimalne lastnosti materiala, morajo biti parametri toplotne obdelave prilagojeni dani velikosti in geometriji obdelovanca. Da se prepreči tvorba perlita in precipitacija karbida je potrebna kritična hitrost ohlajanja.Da bi pri obdelovancu določene velikosti in geometrije dosegli optimalno hitrost ohlajanja, je bistvenega pomena, da ves čas ciklusa spremljamo temperaturo na površini in v jedru.

* prikazani podatki so izračunani za točko 15 mm pod robom kocke.


RS

450

RA

VN

EX18

OP

OM

BE

RS

450

RA

VN

EX19

RAVNE X RS 450 - sij.rsc.si · sposobnosti poliranja se to jeklo lahko uporablja za orodja za...

Documents

Transcript of RAVNE X RS 450 - sij.rsc.si · sposobnosti poliranja se to jeklo lahko uporablja za orodja za...