• 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
    Anwendungen

    Einführung

    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.

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