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Geschrieben von AZoMSep 14 2012
Behandelte Themen
Einführung
Chemische Zusammensetzung
Physikalische Eigenschaften
Mechanische Eigenschaften
Thermische Eigenschaften
Andere Bezeichnungen
Verarbeitung und Wärmebehandlung
Vergüten
Glühen
Kaltumformung
Schweißen
Schmieden
Umformen
Bearbeitbarkeit
Wärmebehandlung
AnwendungenEinführung
Stähle vom Typ A2, A3, A4, A6, A7, A8, A9 und A10 bilden lufthärtende, mittellegierte Kaltarbeitsstähle oder Stähle der Gruppe A. Ausreichende Mengen an Mangan, Molybdän und Chrom, die in Stählen der Gruppe A vorhanden sind, sorgen für volle Härte in Abschnitten mit einer Dicke von mindestens 100 mm im Durchmesser, wenn sie an der Luft gekühlt werden.
Der Kohlenstoffgehalt in Stählen der Gruppe A reicht von 0,5 bis 2 %. Diese Stähle sind mit Lufthärtungseigenschaften versehen, die eine minimale Rissbildung und Verformung beim Abschrecken ermöglichen.
A2 lufthärtende, mittellegierte, kaltverformbare Werkzeugstähle sind eine Art von Stählen der Gruppe A, die Molybdän und Chrom enthalten. Der Kohlenstoffgehalt in A2-Werkzeugstählen ist hoch. A2-Werkzeugstähle können tiefgehärtet werden, um den Verzug zu minimieren.
Die folgenden Daten geben einen Überblick über die luftgehärteten, mittellegierten A2-Kaltarbeitsstähle.
Chemische Zusammensetzung
Die chemische Zusammensetzung der A2-Werkzeugstähle ist in der folgenden Tabelle dargestellt.
Element Gehalt (%) C 0.95-1,05 Mn 1 Si 0.5 Cr 4,75-5,50 Ni 0,3 Mo 0,90-1,40 V 0,15-0,50 Cu 0.25 P 0.03 S 0.03 Physikalische Eigenschaften
Die folgende Tabelle zeigt die physikalischen Eigenschaften von A2 Werkzeugstählen.
Eigenschaften Metrisch Imperial Dichte 7,86 g/cm3 0.284 lb/in3 Schmelzpunkt 1424°C 2595°F Mechanische Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften der A2-Werkzeugstähle sind in der folgenden Tabelle dargestellt.
Eigenschaften Metrisch Zollwert Härte, Rockwell C (wie luftgehärtet (63-65 HRC Durchschnitt), 60-62 HRC bei 205°C, 59-61 HRC bei 260°C, 58-60 HRC bei 315°C, 57-59 HRC bei 370°C und 425°C und 480°C, 56-58 HRC bei 540°C, 50-52 HRC bei 595°C, 42-44 HRC bei 650°C) 64 64 Blockmodul (typisch für Stähle) 140 GPa 20300 ksi Bearbeitbarkeit (bezogen auf Kohlenstoff-Werkzeugstahl) 65% 65% Scher-Modul 78.0 GPa 11300 ksi Poissonzahl 0,27-0,30 0,27-0.30 Elastizitätsmodul 190-210 GPa 27557-30457 ksi Wärmetechnische Eigenschaften
Die thermischen Eigenschaften der A2-Werkzeugstähle sind in der folgenden Tabelle angegeben.
Eigenschaften Bedingungen T (°C) Behandlung Thermische Ausdehnung 10.7 x 10-6/ºC 20-100 – Weitere Bezeichnungen
Äquivalente Werkstoffe zu A2 Werkzeugstählen sind:
- AFNOR Z 100 CDV 5
- DIN 1.2363
- JIS SKD 12
- SS 2260
- B.S. BA 2
- ASTM A681
- FED QQ-T-570
- SAE J438
- SAE J437
- UNS T30102
Herstellung und Wärmebehandlung
A2-Werkzeugstähle werden bei Temperaturen von 177°C (350°F) für Rockwell C 62 bis 538°C (1000°F) für Rockwell C 56 wärmebehandelt und anschließend angelassen.
Glühen
A2-Werkzeugstähle werden bei 857°C (1575°F) geglüht und dann langsam im Ofen mit einer Rate von 4°C (40°F) pro Stunde oder weniger abgekühlt.
Kaltverformung
A2-Werkzeugstähle werden im geglühten Zustand kaltverformt.
Schweißen
A2-Werkzeugstähle sind legierte Stähle und können daher geschweißt werden. Allerdings wird das Schweißen von A2-Werkzeugstählen wegen der Gefahr der Rissbildung nicht sehr bevorzugt. Die folgenden Richtlinien können beim Schweißen von A2-Stählen befolgt werden:
A. Schweißen zum Härten des weichgeglühten A2-Werkzeugstahls
- Erwärmen auf Austenitisierungstemperatur
- Abkühlen auf ca. 500°C (932°F)
- Schweißen bei ca. 500°C (932°F)
- Abkühlen auf ca. 100°C (212°F)
- Hartauftragselektrode
B. Reparaturschweißen von A2-Werkzeugstahl im vergüteten Zustand
- Vorwärmen auf die Anlasstemperatur (min. 200°C) (392°F)
- Schweißen bei Anlasstemperatur
- Sofortiges Erwärmen auf Anlasstemperatur, jedoch max. 300°C (572°F). Die Stähle 3 Stunden lang einweichen
- An der Luft auf ca. 80°C (176°F) abkühlen
- Erwärmen auf Anlasstemperatur. 2 Stunden einweichen
- Hartauftragselektrode
C. Schweißen von weichgeglühtem A2-Werkzeugstahl
- Vorwärmen auf 300-500°C (572-932°F)
- Schweißen bei 300-500°C (572-932°F)
- Sofort spannungsfrei machen.
- Cr-Mo legierte Elektrode zum Schweißen von Baustahl
Schmieden
A2 Werkzeugstähle werden zwischen 1093 bis 913°C (2000 bis 1675°F) geschmiedet. Diese Werkzeugstähle sollten nicht unter 899°C (1650°F) geschmiedet werden.
Umformung
Die Umformung von A2-Werkzeugstählen erfolgt durch Zerspanen oder Warmschmieden.
Zerspanbarkeit
A2-Werkzeugstähle haben eine mittlere Zerspanbarkeit.
Wärmebehandlung
A2-Werkzeugstähle werden langsam auf 788°C (1450°F) erwärmt, danach wird die Temperatur auf 954°C (1750°F) erhöht. A2-Werkzeugstähle werden für 30 bis 45 Minuten bei 954°C gehalten und schließlich aus dem Ofen genommen und abgekühlt.
Anwendungen
A2-Werkzeugstähle werden in Schneidemaschinen, Matrizen und anderen Anwendungen eingesetzt, bei denen die Verschleißfestigkeit von Bedeutung ist.