D3 Инструментална стомана

D3 ИНСТРУМЕНТНА СТОМАНА

СРАВНЕНИЕ НА СТОМАНА С МАРКА D3 И СРАВНЕНИЕ НА ХИМИЧЕСКИЯ СЪСТАВ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Стоманата D3 се използва главно за производството на високо износоустойчиви и високопрецизни форми за студена обработка, особено подходящи за работни условия с високо натоварване, като например щанцови матрици, матрици за дълбоко изтегляне и матрици за студено екструдиране. Отличната износоустойчивост на стоманата D3 я прави изключителна при щамповането на твърди материали като силициеви стоманени листове и плочи от неръждаема стомана.

Стоманата D3 също така често се използва за направата на прецизни измервателни инструменти (като блокови калибри, калибри), режещи инструменти (като ножове за ножици) и износоустойчиви вложки за пластмасови форми.

ХАРАКТЕРИСТИКИ НА СТОМАНА D3

Като високовъглеродна и високохромна стомана за студено формоване, характеристиките на стоманата D3 могат да бъдат анализирани цялостно - от състава на материала, механичните свойства до експлоатационните характеристики. Стоманата D3 заема важно място в областта на производството на матрици благодарение на уникалното си съотношение на легиране и реакцията си на термична обработка.

Химичният състав на стоманата D3 подчертава нейната износоустойчива ориентация, със съдържание на въглерод от 2,00-2,35%, комбинирано с 12% хром, образувайки голямо количество карбиди тип M7C3. Микроструктурата на стоманата D3 придава на материала изключително висок потенциал за твърдост, достигащ 60-62HRC след закаляване, с обемна фракция на карбида над 15%, което е водещо ниво сред подобни марки стомани.

Характеристиките на процеса на термична обработка на стомана D3 се характеризират с тесен прозорец за закаляване (940-980 ℃), което изисква закаляване в масло или градуирано закаляване, за да се избегне напукване. Вторичният ефект на втвърдяване на стомана D3 е значителен, а твърдостта достига пик след отпускане при 500 ℃. Ако обаче надвиши 550 ℃, производителността ще намалее рязко поради агрегирането на карбиди, което изисква прецизен контрол на процеса.

Износоустойчивостта може да се счита за най-забележителното предимство на стоманата D3, а експлоатационният ѝ живот може да достигне 1,8 пъти по-дълъг от този на стомана SKD11 при тестове за щанцоване на алуминиеви плочи. Механизмът на износване е главно чрез лющене на карбиди, а способността ѝ да поддържа грапавостта на повърхността е отлична. Стоманата D3 е особено подходяща за тежки работни условия, като например прецизно щанцоване и изтегляне.

Стоманата D3 показва отлична якост на натиск, достигаща над 2500 MPa при стайна температура. Ударната жилавост обаче е сравнително слаба (около 15 J/cm² за проби без прорези) и е необходимо повишено внимание при прилагането ѝ върху части от форми с концентрация на напрежение. Стоманата D3 обикновено се препоръчва за статични или леки ударни натоварвания.

По отношение на размерната стабилност, скоростта на закаляване при деформация на стомана D3 е около 0,15% -0,25%, което е по-ниско от повечето легирани инструментални стомани. Стоманата D3 може да намали последващото напрежение при обработка чрез предварително нагряване (600 ℃ × 2 часа), а крайното размерно отклонение на прецизните форми може да се контролира в рамките на ± 0,02 mm/m.

Машинните характеристики на стомана D3 показват поляризация: отгрятото състояние (≤ 255HB) има добри стругови характеристики, но закаленото състояние изисква използването на режещи инструменти с CBN. По време на електроерозионна обработка на стомана D3 е склонна към образуване на бял слой, който трябва да се елиминира чрез обработка със стареене при 160-180 ℃.

Стоманата D3 има по-добра устойчивост на корозия от обикновената инструментална стомана, а 12% съдържание на хром ѝ позволява да образува пасивен филм във влажна среда. Въпреки това, в сравнение с неръждаемата стомана, продължителното излагане на охлаждаща течност все още изисква повърхностна обработка. Препоръчително е използването на хромирано или PVD покритие за подобряване на защитата.

Основни физически параметри

ПлътностПриблизително7,85 г/см³, попадайки в диапазона на плътността на конвенционалната стомана.

Твърдост в състояние на доставкаСлед сфероидизиращо отгряване, твърдостта е217~269 HBW(някои стандарти изискват ≤255 HBW), което улеснява последващата обработка.

Твърдост след термична обработкаСлед закаляване и нискотемпературно отпускане, твърдостта може да достигне58~64 HRC‌, отговарящи на изискванията за сценарии с висока износоустойчивост.

Термични свойства

Коефициент на термично разширение в различни температурни диапазони (единица:$10^{-6}\text{м/(м}\backslash cdotp\text{К)}$отпК)):

Топлопроводимост при различни температури (единица: W/(M\cdotpK)W/(M\cdotpK)):

При 20℃: 16,6; при 350 ℃: 20,5; при 700 ℃: 24,3

Физически характеристики, свързани с процеса

Стоманата D3 е ‌стомана, закаляваща се в масло(малките секции могат да бъдат закалени и във вакуум с газ), а основните му характеристики на процеса са:

След закаляване, той има забележителнифункция за микродеформацияи добра размерна стабилност, която е подходяща за обработка на високопрецизни форми.

Матрицата съдържа голямо количество евтектичен карбид, така че има отлична износоустойчивост, но ниска жилавост и висока крехкост, което я прави неподходяща за работа под ударно натоварване.

След омекотяване чрез сфероидизиращо отгряване, той има добри режещи характеристики и може да се обработва гладко чрез електроерозионна обработка.