เหล็กกล้าเครื่องมือคืออะไร: คำตอบโดยตรง
เหล็กกล้าเครื่องมือเป็นกลุ่มของเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมมาเป็นพิเศษเพื่อสร้างรูปร่าง ตัด หรือขึ้นรูปวัสดุอื่นๆ โดยไม่สูญเสียความแข็ง คมตัด หรือความแม่นยำของมิติในตัวเองภายใต้ความเค้นเชิงกลและความร้อนซ้ำๆ เหล็กกล้าเครื่องมือต่างจากเหล็กโครงสร้างซึ่งส่วนใหญ่เลือกจากความแข็งแรงและความสามารถในการเชื่อมได้ เหล็กกล้าเครื่องมือถูกเลือกจากความต้านทานการสึกหรอ ความเหนียว และความสามารถในการคงรูปทรงที่แม่นยำผ่านรอบการทำงานหลายพันหรือหลายล้านรอบ พวกมันคือเหล็กที่อยู่เบื้องหลังแม่พิมพ์ปั๊ม แม่พิมพ์ฉีด ใบมีดตัด พั้นช์ ดอกสว่าน และแม่พิมพ์ตีขึ้นรูป
ลักษณะเฉพาะของเหล็กกล้าเครื่องมือก็คือเคมีของโลหะผสม ผู้ผลิตเติมโครเมียม วานาเดียม โมลิบดีนัม ทังสเตน และโคบอลต์ในปริมาณที่ควบคุมได้ลงในเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา องค์ประกอบเหล่านี้จะก่อตัวเป็นอนุภาคฮาร์ดคาร์ไบด์ภายในโครงสร้างจุลภาคของเหล็กในระหว่างนั้น การตีเหล็ก และการบำบัดความร้อนในภายหลัง และคาร์ไบด์เหล่านั้นคือสิ่งที่ต้านทานการเสียดสี การเสียรูป และการทำให้อ่อนตัวจากความร้อนในงานได้จริง เหล็กกล้าเครื่องมือที่ไม่มีโครงสร้างคาร์ไบด์ที่เหมาะสมเป็นเพียงวิธีหนึ่งในการผลิตแม่พิมพ์แบบอ่อนที่มีราคาแพง
ตามข้อมูลที่เผยแพร่โดยระบบการจำแนกประเภทของ American Iron and Steel Institute เหล็กกล้าเครื่องมือถูกจัดกลุ่มออกเป็นเจ็ดกลุ่มหลักตามการใช้งานหลักและวิธีการดับ ได้แก่ การชุบแข็งด้วยน้ำ (W) การต้านทานแรงกระแทก (S) งานเย็น (โอ, เอ, ดี), งานร้อน (H), ความเร็วสูง (ที, เอ็ม), วัตถุประสงค์พิเศษ (แอล, เอฟ) และเหล็กกล้าแม่พิมพ์ (P) คำนำหน้าตัวอักษรแต่ละตัวจะบอกนักโลหะวิทยาหรือผู้ซื้อถึงบางสิ่งที่เฉพาะเจาะจงเกี่ยวกับพฤติกรรมของเหล็กนั้น ก่อนที่จะตรวจสอบแผ่นข้อมูลจำเพาะด้วยซ้ำ
ตระกูลเหล็กเครื่องมือทั้งเจ็ดและสิ่งที่แยกพวกเขาออกจากกัน
เกรดเหล็กกล้าเครื่องมือทุกเกรดมีร่องรอยย้อนกลับไปถึงหนึ่งในกลุ่มผลิตภัณฑ์ เอไอเอส ด้านล่างนี้ การรู้ว่าเกรดเป็นของครอบครัวใดจะบอกคุณเกี่ยวกับพฤติกรรมในโลกแห่งความเป็นจริงได้มากกว่าเปอร์เซ็นต์โลหะผสมเพียงอย่างเดียว
| ครอบครัว | คำนำหน้า | ลักษณะเบื้องต้น | การใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|---|
| การแข็งตัวของน้ำ | W | คาร์บอนสูง ชุบแข็งตื้น | เครื่องมือช่าง คมตัดเบา |
| กันกระแทก | S | ความเหนียวสูง ความแข็งปานกลาง | สิ่ว ดอกเครื่องมือเกี่ยวกับลม |
| งานเย็น | O, A, D | ทนต่อการสึกหรอที่อุณหภูมิห้อง | ฝาปิดตายเกจ |
| Hot-Work | H | คงความแข็งไว้สูงกว่า 500°C | การตีขึ้นรูปเครื่องมือการอัดขึ้นรูป |
| ความเร็วสูง | T, M | จับคมตัดที่อุณหภูมิการตัด | ดอกสว่าน เครื่องกลึง |
| วัตถุประสงค์พิเศษ | L, F | โลหะผสมต่ำ, การแปรรูปได้ | อาร์เบอร์, คอลเลท |
| แม่พิมพ์เหล็ก | P | ความสามารถในการขัดเงา ความบิดเบี้ยวต่ำ | แม่พิมพ์ฉีดพลาสติก |
เกรดที่ระบุโดยทั่วไปในการจัดซื้อภาคอุตสาหกรรมในปัจจุบันคือ เหล็กงานเย็น D2 , เหล็กงานร้อน H13 และ เหล็กความเร็วสูง M2 . D2 ประกอบด้วยโครเมียมประมาณ 12% และคาร์บอน 1.5% ทำให้มีความสามารถในการชุบแข็งด้วยอากาศและทนทานต่อการขีดข่วนได้ดี H13 ประกอบด้วยโครเมียมประมาณ 5% บวกกับโมลิบดีนัมและวานาเดียม ช่วยให้สามารถหมุนเวียนด้วยความร้อนในงานหล่อและการตีขึ้นรูปโดยไม่แตกร้าว
องค์ประกอบโลหะผสมที่กำหนดพฤติกรรมของเหล็กกล้าเครื่องมือ
ประสิทธิภาพของเหล็กกล้าเครื่องมือไม่ใช่ตัวเลขเดียวในเอกสารข้อมูล มันเป็นผลลัพธ์ที่รวมกันของธาตุผสมหลายตัว ซึ่งแต่ละธาตุมีส่วนทำให้เกิดผลกระทบทางกลเฉพาะ การทำความเข้าใจว่าแต่ละองค์ประกอบทำอะไรได้บ้าง จะช่วยขจัดการคาดเดาจากการเปรียบเทียบสองเกรดที่มีลักษณะคล้ายกันบนกระดาษ
คาร์บอน
คาร์บอน is the primary hardening agent in any tool steel. During quenching, carbon atoms trapped in the iron lattice distort the crystal structure into martensite, which is what gives hardened steel its resistance to indentation. Grades with carbon content above 1.0%, such as D2 at roughly 1.5%, can reach higher peak hardness than low-carbon grades like H13, which sits closer to 0.4% carbon.
โครเมียม
โครเมียม forms hard chromium carbides that resist abrasive wear, and it also improves the steel's ability to harden through thicker sections without a fast quench. High-chromium grades such as D2, with around 12% chromium, are described as air-hardening because the chromium slows the cooling rate needed to form martensite.
วาเนเดียม
วาเนเดียม forms extremely hard, fine-grained carbides that resist softening at elevated temperature and refine the steel's grain structure. Even small additions, typically under 1%, measurably improve wear resistance and grain stability during repeated heating cycles, which is why vanadium content is closely controlled in hot-work and high-speed grades.
โมlybdenum
โมlybdenum raises the temperature at which a tool steel begins to soften, a property directly relevant to hot-work and high-speed grades that operate under continuous frictional or radiant heat. It also reduces the risk of temper embrittlement during the tempering cycle, which matters for parts that undergo multiple reheating passes.
ทังสเตน
ทังสเตน performs a similar role to molybdenum in resisting softening at high temperature, but it does so with a denser, more stable carbide structure. Classic high-speed grades such as T1 rely on tungsten as the primary red-hardness contributor, though many modern shops favor molybdenum-based M-series grades for lower raw material cost.
บริษัทbalt
บริษัทbalt does not form carbides itself, but it strengthens the surrounding steel matrix and allows the existing carbides to remain effective at higher temperatures. Cobalt-bearing grades like M35 and M42 are specified when a high-speed tool must cut abrasive or high-temperature alloys that would rapidly dull a standard M2 edge.
ไม่มีองค์ประกอบใดทำงานแยกจากกัน ประสิทธิภาพขั้นสุดท้ายของเกรดมาจากอัตราส่วนระหว่างองค์ประกอบเหล่านี้ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเหล็กสองชนิดที่มีปริมาณโครเมียมใกล้เคียงกันจึงสามารถทำงานแตกต่างกันมากได้เมื่อมีการปรับระดับโมลิบดีนัม วาเนเดียม หรือคาร์บอน
ข้อมูลจำเพาะและมาตรฐานที่ผู้ซื้อควรรับรู้
เหล็กกล้าเครื่องมือมีการซื้อขายและรับรองตามมาตรฐานที่กำหนดเป็นประจำจำนวนหนึ่ง การรับรู้ถึงการอ้างอิงเหล่านี้ในใบรับรองโรงงานหรือใบเสนอราคาของซัพพลายเออร์จะช่วยยืนยันว่าวัสดุตรงกับเกรดที่ต้องการ แทนที่จะอาศัยคำอธิบายทั่วไป
| ตัวเครื่องมาตรฐาน | ระบบการกำหนดตำแหน่ง | ครอบคลุมอะไรบ้าง |
|---|---|---|
| AISI | ตัวอักษร-ตัวเลข (D2, H13, M2) | ครอบครัว classification by application and hardening method |
| มาตรฐาน ASTM | A681, A600, A681 | องค์ประกอบทางเคมีและขีดจำกัดคุณสมบัติทางกล |
| ดิน/อังกฤษ | ตัวเลข (1.2379, 1.2344) | การกำหนดตามเคมีของยุโรป ซึ่งพบได้ทั่วไปในเครื่องมือนำเข้า |
| JIS | SKD, SKH ซีรีส์ | มาตรฐานอุตสาหกรรมของญี่ปุ่น มักพบเห็นได้บ่อยในเครื่องมือหล่อแบบไดคาส |
การอ้างอิงโยงที่เป็นประโยชน์ที่ควรค่าแก่การจดจำ: AISI D2 สอดคล้องอย่างใกล้ชิดกับ DIN 1.2379 และ JIS SKD11 ในขณะที่ AISI H13 สอดคล้องกับ DIN 1.2344 และ JIS SKD61 . การอ้างอิงโยงเหล่านี้มีความสำคัญในการจัดหาจากซัพพลายเออร์ในภูมิภาคต่างๆ เนื่องจากโลหะผสมทางกายภาพชนิดเดียวกันมักถูกอ้างถึงภายใต้รหัสการกำหนดที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับที่ตั้งของโรงงาน
ใบรับรองโรงงานที่น่าเชื่อถือจะระบุองค์ประกอบทางเคมีที่ตรวจวัดได้จริง ไม่ใช่แค่ชื่อเกรดที่ระบุ พร้อมด้วยหมายเลขความร้อนที่ใช้ในการตรวจสอบย้อนกลับ ผู้ซื้อที่จัดหาเหล็กกล้าเครื่องมือสำหรับเครื่องมือที่สำคัญควรขอใบรับรองนี้ แทนที่จะยอมรับชื่อเกรดเพียงอย่างเดียว เนื่องจากเคมีอาจเบี่ยงเบนเล็กน้อยระหว่างความร้อนในการผลิต แม้จะอยู่ในเกรดที่กำหนดเดียวกันก็ตาม
เหล็กกล้าเครื่องมือได้คุณสมบัติมาอย่างไร: ลำดับการผลิต
แท่งเหล็กกล้าเครื่องมือไม่ได้มาถึงความแข็งในการทำงานจากโรงงาน มันจะต้องผ่านลำดับขั้นตอนทางโลหะวิทยาที่กำหนดไว้ และการข้ามหรือเร่งขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่งจะเปลี่ยนประสิทธิภาพของชิ้นส่วนสุดท้ายอย่างถาวร
- การหลอมและการผสม — เหล็กพื้นฐานจะถูกรวมเข้ากับโครเมียม วานาเดียม ทังสเตน หรือโมลิบดีนัมในเตาอาร์คไฟฟ้าเพื่อให้ได้เคมีเป้าหมายสำหรับเกรด
- การตีเหล็กหรือการรีดร้อน — แท่งโลหะทำงานภายใต้ความกดดันเพื่อแยกโครงสร้างเกรนที่หล่อออกและจัดเรียงคาร์ไบด์ ซึ่งช่วยเพิ่มความเหนียวเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าที่หล่อเพียงอย่างเดียวและไม่เคยปลอมแปลง
- การหลอม — แท่งฟอร์จจะถูกทำให้เย็นลงช้าๆ จนมีสภาพนุ่มนวลและสามารถแปรรูปได้ ดังนั้นผู้ผลิตเครื่องมือจึงสามารถกัดหรือกลึงรูปทรงหยาบได้โดยไม่ทำให้เครื่องมือสึกหรอมากเกินไป
- การชุบแข็ง (ออสเทนไนซ์และการชุบแข็ง) — ชิ้นส่วนได้รับความร้อนจนเกินอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงวิกฤต โดยทั่วไปคือ 980°C ถึง 1,050°C ขึ้นอยู่กับเกรด จากนั้นทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วในน้ำมัน อากาศ หรือน้ำเพื่อล็อคไว้ในโครงสร้างมาร์เทนซิติกแข็ง
- การแบ่งเบาบรรเทา — ส่วนที่แข็งแล้วจะถูกนำไปอุ่นอีกครั้งที่อุณหภูมิต่ำกว่า ซึ่งมักจะอยู่ที่ 150°C ถึง 600°ซ ในหนึ่งรอบหรือมากกว่านั้น เพื่อบรรเทาความเครียดภายในและคืนความเหนียวให้เพียงพอเพื่อป้องกันการแตกร้าวขณะใช้งาน
การข้ามขั้นตอนการตีขึ้นรูปและใช้เฉพาะวัสดุหล่อหรือเหล็กแผ่นรีดเป็นทางลัดทั่วไปในการลดต้นทุนในเครื่องมือเกรดต่ำ ผลลัพธ์ที่ได้คือชิ้นส่วนที่ได้ค่าความแข็งที่ถูกต้องในเครื่องทดสอบ Rockwell แต่ล้มเหลวในการให้บริการตั้งแต่เนิ่นๆ เนื่องจากการกระจายตัวของคาร์ไบด์ไม่สม่ำเสมอและเสี่ยงต่อการแตกร้าว
พารามิเตอร์การรักษาความร้อน: เหตุใดตัวเลขจึงแตกต่างกันไปตามเกรด
เหล็กกล้าเครื่องมือแต่ละกลุ่มมีอุณหภูมิการชุบแข็ง ตัวกลางในการดับ และช่วงการอบคืนตัวเป็นของตัวเอง และการใช้ชุดพารามิเตอร์ที่ไม่ถูกต้องถือเป็นวิธีที่เร็วที่สุดวิธีหนึ่งในการทำลายชิ้นส่วนที่ตัดเฉือนอย่างถูกต้อง ตัวเลขด้านล่างแสดงถึงกรอบเวลาการบำบัดความร้อนที่เผยแพร่ทั่วไปซึ่งใช้โดยผู้บำบัดความร้อนเชิงพาณิชย์
| เกรด | อุณหภูมิออสเทนไนซ์ | ดับกลาง | การแบ่งเบาบรรเทา Range |
|---|---|---|---|
| O1 | 790–815°ซ | น้ำมัน | 175–260°ซ |
| A2 | 925–955°ซ | อากาศ | 175–540°ซ |
| D2 | 1,000–1,030°ซ | อากาศ | 150–540°ซ |
| H13 | 995–1,025°C | อากาศ or salt bath | 540–650°ซ |
| M2 | 1190–1230°ซ | น้ำมัน, salt, or air | 540–595°C หลายรอบ |
สังเกตว่า M2 ต้องการอุณหภูมิออสเทนไนซ์สูงกว่า O1 ประมาณ 200°C เนื่องจากเหล็กความเร็วสูงต้องการความร้อนพิเศษเพื่อละลายทังสเตนและโมลิบดีนัมคาร์ไบด์ที่มีความหนาแน่นสูงจนกลายเป็นสารละลายก่อนที่จะดับ ตัวบำบัดความร้อนที่ใช้วงจรแบบ O1 กับชิ้นส่วน M2 จะสร้างชิ้นงานที่มีความแข็งไม่ถึงตามที่ตั้งใจไว้ ไม่ว่าจะอยู่ในเตาเผานานแค่ไหนก็ตาม
การแบ่งเบาบรรเทาหลายรอบที่ใช้กับ M2 และเกรดความเร็วสูงอื่นๆ ไม่ใช่ทางเลือก วงจรการแบ่งเบาบรรเทารอบแรกจะเปลี่ยนออสเทนไนต์ที่สะสมไว้เป็นมาร์เทนไซต์ ซึ่งจากนั้นต้องใช้รอบการแบ่งเบาบรรเทารอบที่สองเพื่อบรรเทาความเครียดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น การข้ามรอบที่สองบนเกรดความเร็วสูงจะทำให้มาร์เทนไซต์ไม่ได้รับการซ่อมแซมในโครงสร้าง ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทราบกันดีว่าเกิดการแตกร้าวในบริการภายใต้ภาระการตัดแบบวน
เหล็กกล้าเครื่องมือกับเหล็กกล้าอื่นๆ หมวดหมู่: ตำแหน่งที่ลากเส้น
ผู้ซื้อที่เพิ่งเริ่มซื้อโลหะมักสับสนระหว่างเหล็กกล้าเครื่องมือกับเหล็กกล้าไร้สนิมหรือเหล็กโครงสร้าง เนื่องจากทั้งสามมีคำว่า "เหล็ก" เหมือนกัน ความแตกต่างขึ้นอยู่กับฟังก์ชันที่ตั้งใจไว้ ไม่ใช่แค่เคมีเท่านั้น
เหล็กกล้าเครื่องมือกับเหล็กกล้าไร้สนิม
สแตนเลสถูกสร้างขึ้นมาโดยคำนึงถึงความต้านทานการกัดกร่อน โดยมีโครเมียมอย่างน้อย 10.5% เหล็กกล้าเครื่องมือได้รับการออกแบบมาโดยคำนึงถึงความต้านทานการสึกหรอและความเสถียรของขนาดภายใต้ภาระ เกรดเหล็กกล้าเครื่องมือบางเกรด เช่น ซีรีส์ A และ D มีโครเมียมเพียงพอที่จะต้านทานการกัดกร่อนเล็กน้อย แต่ความต้านทานการกัดกร่อนนั้นเป็นผลข้างเคียง ไม่ใช่เป้าหมายการออกแบบ
เหล็กกล้าเครื่องมือกับเหล็กโครงสร้าง
เหล็กโครงสร้าง เช่น A36 หรือ A572 ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการเชื่อมและความแข็งแรงของผลผลิตที่คาดการณ์ได้ในคานและโครง แทบไม่เคยผ่านการอบด้วยความร้อนจนมีความแข็งสูงเลย เพราะจะทำให้เปราะสำหรับใช้ในการก่อสร้าง เหล็กกล้าเครื่องมือตรงกันข้าม: เหล็กกล้าเครื่องมือได้รับความร้อนอย่างจงใจเพื่อให้มีความแข็ง และมักทำให้ความสามารถในการเชื่อมลดลงโดยสิ้นเชิง
เหล็กกล้าเครื่องมือกับเหล็กกล้าสปริง
เหล็กสปริง เช่น 1095 หรือ 5160 ได้รับการอบคืนตัวตามช่วงความแข็งเฉพาะที่ช่วยเพิ่มความต้านทานการยืดหยุ่นและความเมื่อยล้าสูงสุดภายใต้การดัดงอซ้ำๆ เหล็กกล้าเครื่องมือได้รับการอบคืนตัวเพื่อคงความแข็งคงที่เมื่อสัมผัสกับการเสียดสีหรือแรงกระแทก ไม่ใช่สำหรับการงอแบบยืดหยุ่น
การรักษาพื้นผิวและการเคลือบที่ช่วยยืดอายุการใช้งานของเหล็กกล้าเครื่องมือ
การอบชุบด้วยความร้อนจะกำหนดความแข็งรวมของชิ้นส่วนเหล็กกล้าเครื่องมือ แต่วิศวกรรมพื้นผิวจะเพิ่มการป้องกันชั้นที่สองที่ส่วนต่อการสึกหรอจริง สำหรับเครื่องมือการผลิตที่มีรอบสูง การเคลือบผิวหรือการปรับสภาพพื้นผิวมักจะเป็นตัวกำหนดอายุการใช้งานของเครื่องมือพอๆ กับตัวเลือกโลหะผสมพื้นฐาน
| การรักษา | เพิ่มความแข็งพื้นผิวแล้ว | เหมาะที่สุดสำหรับ |
|---|---|---|
| ไนไตรดิ้ง | เทียบเท่าสูงสุดถึง 70 HRC | แม่พิมพ์งานร้อน, เครื่องมืออัดขึ้นรูป |
| การเคลือบดีบุก | ความแข็งผิว ~2,300 HV | เครื่องมือตัด, เจาะ |
| การเคลือบ TiCN | ความแข็งผิว ~3,000 HV | ปั๊มดายที่มีการเสียดสีสูง |
| การเคลือบดีแอลซี | ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ | เครื่องมือขึ้นรูป ดายหน้าสัมผัสแบบเลื่อน |
| ออกไซด์สีดำ | การเปลี่ยนแปลงความแข็งน้อยที่สุด | ป้องกันการกัดกร่อนระดับเล็กน้อยเท่านั้น |
ไนไตรดิ้งจะกระจายไนโตรเจนไปยังพื้นผิวเหล็กที่อุณหภูมิต่ำพอที่จะหลีกเลี่ยงการรบกวนความแข็งของแกนกลางที่เกิดขึ้นในระหว่างการอบชุบด้วยความร้อนแบบเดิม ซึ่งทำให้มีคุณค่าอย่างยิ่งสำหรับแม่พิมพ์งานร้อน H13 ที่ต้องการพื้นผิวที่สึกหรอแข็งโดยไม่ทำให้ความทนทานของวัสดุเทกองลดลง การเคลือบ PVD เช่น TiN และ TiCN จะถูกนำไปใช้หลังจากการเจียรขั้นสุดท้าย และเพิ่มชั้นคล้ายเซรามิกที่บางและแข็งมาก ซึ่งทนทานต่อการครูดและการสึกหรอของการยึดเกาะในการขึ้นรูปโลหะแผ่น
จุดที่คุ้มค่าแก่ผู้ซื้อ: สารเคลือบไม่สามารถชดเชยเกรดพื้นฐานที่ไม่ถูกต้องได้ การเจาะ O1 ที่เคลือบ TiN จะยังคงล้มเหลวเนื่องจากการเสียรูปจำนวนมากภายใต้ภาระที่เกินความทนทานของแกนกลางของ O1 เนื่องจากการเคลือบผิวมีความหนาเพียงไมครอนเท่านั้น และไม่มีการรับภาระทางโครงสร้างของชิ้นส่วนใด ๆ การเลือกการเคลือบควรเป็นไปตามการเลือกเกรดที่ถูกต้องเสมอ ไม่ใช่การเปลี่ยนใหม่
เกณฑ์มาตรฐานประสิทธิภาพ: ความแข็ง ความเหนียว และขีดจำกัดความร้อนตามเกรด
เอกสารข้อมูลจำเพาะจะอธิบายประสิทธิภาพของเหล็กกล้าเครื่องมือโดยใช้ตัวเลขซ้ำๆ กัน 3 ตัว ได้แก่ ความแข็ง Rockwell C (HRC) ความทนทานต่อการกระแทกเป็นหน่วยฟุต-ปอนด์ และเพดานอุณหภูมิความแข็งสีแดง การเปรียบเทียบตัวเลขเหล่านี้กับเกรดทั่วไปจะให้ความกระจ่างว่าทำไมผู้ออกแบบแม่พิมพ์จึงเลือกเหล็กชนิดหนึ่งมากกว่าอีกชนิดหนึ่ง
| เกรด | ความแข็งในการทำงาน (HRC) | คะแนนความเหนียว | ฝ้าเพดานทนความร้อน |
|---|---|---|---|
| O1 | 57–62 | โมderate | 175°ซ |
| A2 | 57–62 | โมderate-High | 250°ซ |
| D2 | 58–62 | ต่ำ-ปานกลาง | 425°ซ |
| H13 | 44–54 | สูง | 540°ซ |
| M2 | 62–66 | ต่ำ | 600°C |
กฎที่เป็นประโยชน์ที่ผู้สร้างเครื่องมือที่มีประสบการณ์นำไปใช้: ความแข็งและความเหนียวเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามภายในเกรดเดียวกัน . การดัน D2 ให้มีระดับสูงสุด 62 HRC ผ่านอุณหภูมิการอบคืนตัวที่ต่ำลง จะช่วยยืดอายุการใช้งานของการสึกหรอ แต่เพิ่มความเสี่ยงที่จะเกิดการกะเทาะเมื่อกระแทก การปรับให้กลับมาอยู่ที่ 58 HRC จะช่วยแลกกับอายุการใช้งานบางส่วนเพื่อให้ได้คมตัดที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น การแลกเปลี่ยนนี้ไม่ใช่จำนวนคงที่ คือสิ่งที่นักโลหะวิทยาปรับแต่งเมื่อเลือกกำหนดเวลาการแบ่งเบาบรรเทาสำหรับการใช้งานแม่พิมพ์เฉพาะ
ที่ซึ่งตระกูล Tool Steel แต่ละตระกูลมีประสิทธิภาพสูงสุดในการผลิตจริง
การจับคู่กลุ่มผลิตภัณฑ์เหล็กกับโหมดความล้มเหลวที่เกิดขึ้นจริงจากประสบการณ์ของเครื่องมือในการให้บริการถือเป็นปัจจัยเดียวที่ใหญ่ที่สุดในอายุการใช้งานของเครื่องมือ หมวดหมู่ด้านล่างนี้สะท้อนถึงรูปแบบความล้มเหลวทั่วไปที่รายงานในการดำเนินการปั๊มโลหะและการตีขึ้นรูป
แม่พิมพ์ปั๊มปริมาณมาก
D2 และ A2 ครองหมวดหมู่นี้เนื่องจากการปั๊มโลหะแผ่นสวมแม่พิมพ์ผ่านหน้าสัมผัสแบบเลื่อนที่มีฤทธิ์กัดกร่อนแทนที่จะใช้ความร้อน ปริมาณโครเมียมคาร์ไบด์ที่สูงของ D2 ทำให้มีความทนทานต่อการสึกหรอจากการเสียดสี และกระบวนการชุบแข็งด้วยอากาศช่วยลดการบิดเบี้ยวในรูปทรงแม่พิมพ์ขนาดใหญ่และซับซ้อน
เครื่องมือตีขึ้นรูปและหล่อแบบร้อน
H13 เป็นตัวเลือกมาตรฐาน เนื่องจากพื้นผิวเครื่องมือสัมผัสกับโลหะซ้ำๆ ที่อุณหภูมิ 700°C หรือสูงกว่า ปริมาณโมลิบดีนัมและวานาเดียมของ H13 ช่วยให้สามารถต้านทานการอ่อนตัวลงที่อุณหภูมิเหล่านี้ ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่เรียกว่าความแข็งของสีแดง ในขณะที่ปริมาณคาร์บอนที่ต่ำกว่าช่วยให้มีความเหนียวพอที่จะอยู่รอดจากการเปลี่ยนแปลงของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิโดยฉับพลันโดยไม่เกิดการแตกร้าว
เครื่องมือตัดและดอกสว่าน
เหล็กความเร็วสูง M2 ยังคงเป็นเกรดที่ใช้งานได้ดีสำหรับดอกสว่าน ต๊าป และเครื่องมือกลึง เนื่องจากยังคงรักษาความแข็งของคมตัดไว้ได้ แม้ว่าแรงเสียดทานจะทำให้ปลายเครื่องมือร้อนขึ้นในระหว่างการตัดเฉือนก็ตาม รุ่นปรับปรุงโคบอลต์ เช่น M35 ช่วยเพิ่มความทนทานต่อความร้อนสำหรับการตัดโลหะผสมแข็งหรือโลหะผสมแปลกใหม่
แม่พิมพ์ฉีดพลาสติก
เหล็กกล้าแม่พิมพ์ P20 ถูกเลือกเนื่องจากความสามารถในการขึ้นรูปในสถานะชุบแข็งล่วงหน้า และความสามารถในการขัดเงาสูง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการขึ้นรูปชิ้นส่วนพลาสติกใสหรือเพื่อความสวยงาม ซึ่งข้อบกพร่องที่พื้นผิวบนแม่พิมพ์จะถ่ายโอนไปยังทุกชิ้นส่วนที่ผลิตโดยตรง
แม่พิมพ์ขึ้นรูปเย็นและการขึ้นรูปลวด
แม่พิมพ์หัวเย็นซึ่งใช้ในการสร้างหัวยึดและรูปร่างลวดผ่านการอัดขึ้นรูปที่บริสุทธิ์ โดยทั่วไปจะใช้เกรด D2 หรือเกรด D-series อัลลอยด์ที่สูงกว่า เนื่องจากกระบวนการนี้สร้างแรงดันเฉพาะจุดที่รุนแรงโดยไม่มีความร้อนสูง โหมดความล้มเหลวที่โดดเด่นในที่นี้คือการบิ่นที่มุมภายในที่แหลมคม แทนที่จะเป็นการสึกหรอทีละน้อย ซึ่งทำให้ความแข็งแกร่งในช่วงความแข็งในการทำงานมีความสำคัญพอๆ กับค่าความต้านทานการสึกหรอบนแผ่นข้อมูลจำเพาะ
ใบมีดเฉือนและมีดตัด
ใบมีดเฉือนที่ตัดแผ่นโลหะหรือคอยล์จะรวมการรับแรงกระแทกเข้ากับหน้าสัมผัสแบบเลื่อนที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่คมตัด ซึ่งทำให้เกรดซีรีส์ S ที่ทนต่อแรงกระแทกหรือเกรดงานเย็นซีรีส์ A ที่แกร่งกว่าเป็นทางเลือกทั่วไปมากกว่าเหล็กกล้าซีรีส์ D ที่แข็งแต่เปราะมากกว่า กราวด์ใบมีดจาก D2 อาจยึดขอบได้นานกว่าในวัสดุ light-gauge แต่มีแนวโน้มที่จะบิ่นมากกว่าเมื่อเส้นพบกับสต็อกที่หนากว่าหรือขดลวดโลหะผสมที่แข็งกว่าที่ระบุไว้ในตอนแรก
คำถามเกี่ยวกับการปลอมแปลง: เหตุใดอายุการใช้งานของเครื่องมือจึงเปลี่ยนแปลงไปมากกว่าที่ผู้ซื้อคาดหวัง
ช่องว่างเหล็กกล้าเครื่องมือหลอมและช่องว่างแบบหล่อมีใบรับรองทางเคมีที่เหมือนกันและยังคงประสิทธิภาพการทำงานแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงในภาคสนาม ความแตกต่างอยู่ที่โครงสร้างเกรน ไม่ใช่เอกสารเคมี
การตีเหล็กจะบีบอัดและใช้งานโลหะด้วยกลไก ซึ่งจะปิดรูพรุนภายในที่เหลือจากการหล่อ และจัดแนวการไหลของเกรนตามแนวแกนรับน้ำหนักของชิ้นส่วน สำหรับแม่พิมพ์หรือหมัดที่ต้องกระแทกซ้ำๆ การวางแนวเกรนนี้เป็นสิ่งที่ป้องกันไม่ให้รอยแตกเมื่อยล้าเกิดขึ้นที่ช่องว่างภายใน ข้อมูลอุตสาหกรรมเกี่ยวกับส่วนประกอบเหล็กกล้าเครื่องมือหลอมเทียบกับเหล็กกล้าเครื่องมือแบบหล่อแสดงให้เห็นอย่างสม่ำเสมอว่าชิ้นส่วนหลอมมีช่วงเวลาการบริการที่ยาวนานขึ้นภายใต้การโหลดแบบเป็นรอบ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมชุดแม่พิมพ์ระดับพรีเมียมส่วนใหญ่จึงระบุช่องว่างการหลอมขึ้นรูป แม้ว่าจะมีราคาต่อหน่วยมากกว่าการหล่อหรือแบบรีดที่เทียบเท่าก็ตาม
สำหรับผู้ซื้อที่ประเมินราคาเสนอของซัพพลายเออร์ การถามโดยเฉพาะว่าชิ้นงานปลอมนั้นผ่านการหลอม รีดร้อน หรือการหล่อเป็นหนึ่งในคำถามเดียวที่มีประโยชน์ที่สุด เนื่องจากคำตอบมีความสัมพันธ์โดยตรงกับอายุการใช้งานที่คาดหวัง แม้ว่าเกรดโลหะผสมบนกระดาษจะเท่ากันก็ตาม
โหมดความล้มเหลวของเหล็กกล้าเครื่องมือทั่วไปและสาเหตุที่แท้จริง
ความล้มเหลวของเหล็กกล้าเครื่องมือส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปแบบที่สังเกตได้จำนวนไม่มาก การระบุว่ารูปแบบใดที่เกิดขึ้นคือวิธีที่เร็วที่สุดในการวินิจฉัยว่าปัญหาคือการเลือกเกรด การรักษาความร้อน หรือสภาพการทำงาน
การสึกหรอแบบมีฤทธิ์กัดกร่อน
การสูญเสียความแม่นยำของมิติอย่างค่อยเป็นค่อยไปตามพื้นผิวการทำงาน โดยมองเห็นได้เป็นขอบโค้งมนหรือหน้าสัมผัสที่ทื่อและมีรอยขีดข่วน สาเหตุหลักมักเกิดจากปริมาณคาร์ไบด์ไม่เพียงพอต่อการเสียดสีของวัสดุที่กำลังแปรรูป หรือการเคลือบผิวที่สึกหรอผ่านเหล็กฐาน
บิ่น
เศษเล็กเศษน้อยที่หลุดออกจากคมตัดหรือมุม โดยทั่วไปเมื่อสตาร์ทเครื่องหรือเมื่อมีสิ่งแปลกปลอมเข้าไปในแม่พิมพ์ สาเหตุหลักมักเกิดจากการตั้งค่าความแข็งไว้สูงเกินไปสำหรับความเหนียวตามความต้องการใช้งาน หรือวงจรการอบคืนตัวที่ทำให้ชิ้นส่วนเปราะเกินกว่าที่เกรดจะทนได้
การตรวจสอบความร้อน
เครือข่ายของรอยแตกบนพื้นผิวละเอียดที่มีลักษณะคล้ายโคลนแห้ง ซึ่งพบได้ทั่วไปในงานเครื่องมือร้อนและงานหล่อขึ้นรูป สาเหตุหลักคือการหมุนเวียนความร้อนซ้ำๆ ระหว่างการสัมผัสโลหะร้อนและการทำความเย็น ซึ่งจะทำให้พื้นผิวล้าเร็วกว่าแกน และจะถูกเร่งเมื่อน้ำหล่อเย็นไหลไม่สม่ำเสมอทั่วหน้าแม่พิมพ์
การเปลี่ยนรูปพลาสติก
การโค้งงอ การงอกของดอกเห็ด หรือการแบนที่มองเห็นได้ของขอบการทำงานภายใต้ภาระหนัก แทนที่จะเกิดการแตกร้าว โดยทั่วไปสาเหตุที่แท้จริงคือเกรดที่มีความแข็งรวมไม่เพียงพอสำหรับแรงกดที่ใช้ หรือชิ้นส่วนที่ไม่เคยชุบแข็งอย่างถูกต้องเนื่องจากปัญหาการสอบเทียบเตาหลอม
การสึกหรอและการยึดเกาะ
วัสดุจากชิ้นงานจะถ่ายโอนไปยังพื้นผิวเครื่องมือ ทำให้เกิดการสะสมตัวที่ทำให้คุณภาพผิวสำเร็จของชิ้นส่วนต่อๆ ไปลดลง สาเหตุที่แท้จริงคือความแข็งของพื้นผิวหรือการหล่อลื่นไม่เพียงพอเมื่อเทียบกับวัสดุชิ้นงาน และเป็นหนึ่งในโหมดความล้มเหลวที่การเคลือบ PVD จัดการได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด
ปัจจัยด้านต้นทุนที่ขับเคลื่อนการกำหนดราคาเหล็กเครื่องมือ
ราคาเหล็กเครื่องมือต่อกิโลกรัมมีความแตกต่างกันมากกว่าเหล็กโครงสร้างมาก เนื่องจากปริมาณโลหะผสม เส้นทางการประมวลผล และฟอร์มแฟกเตอร์ล้วนทำให้ราคาเคลื่อนไหวอย่างเป็นอิสระ การทำความเข้าใจว่าปัจจัยใดที่ผลักดันการเสนอราคาช่วยให้ผู้ซื้อประเมินได้ว่าราคาที่แตกต่างกันระหว่างซัพพลายเออร์สะท้อนถึงความผันแปรด้านคุณภาพที่แท้จริงหรือเพียงแค่เส้นทางการผลิตที่แตกต่างกัน
| บริษัทst Driver | ผลกระทบโดยทั่วไป | ทำไมมันถึงสำคัญ |
|---|---|---|
| เนื้อหาโลหะผสม | สูง | ทังสเตน, molybdenum, and cobalt are priced on volatile global commodity markets |
| ฟอร์จกับหล่อ/รีด | โมderate-High | การตีขึ้นรูปจะเพิ่มเวลาและพลังงานในการกด แต่ปรับปรุงโครงสร้างของเกรน |
| ขนาดและรูปแบบแท่ง | โมderate | หน้าตัดที่ใหญ่ขึ้นและวัสดุสต็อกแบบเรียบก่อนกราวด์จะมีพรีเมี่ยมเหนือเหล็กเส้นกลม |
| บริการบำบัดความร้อน | โมderate | การชุบแข็งด้วยสุญญากาศและการอบคืนตัวแบบหลายรอบมีค่าใช้จ่ายมากกว่ารอบเตาเผาพื้นฐาน |
| การรับรองและตรวจสอบย้อนกลับ | ต่ำ-ปานกลาง | ใบรับรองโรงงานฉบับสมบูรณ์พร้อมตัวเลขความร้อนเพิ่มค่าใช้จ่ายในการบริหารจัดการแต่ลดความเสี่ยง |
ราคาทังสเตนและโคบอลต์มีความผันผวนเป็นพิเศษเนื่องจากโลหะทั้งสองขึ้นอยู่กับประเทศผู้ผลิตจำนวนน้อย ซึ่งหมายความว่าเกรดเหล็กความเร็วสูงเช่น M2 และ M35 จะเห็นการเปลี่ยนแปลงของราคาที่มากขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในปีที่กำหนดมากกว่าเกรดงานเย็นที่ใช้โครเมียม เช่น D2 หรือ A2 ผู้ซื้อที่วางแผนโปรแกรมเครื่องมือขนาดใหญ่เกี่ยวกับเกรดความเร็วสูง บางครั้งอาจล็อกการกำหนดราคาวัสดุก่อนดำเนินการผลิตโดยเฉพาะเพื่อจัดการกับความผันผวนนี้
เมื่อเปรียบเทียบราคาจากซัพพลายเออร์หลายรายสำหรับสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นเกรดเดียวกัน แหล่งที่มาที่พบบ่อยที่สุดของราคาที่ต่ำผิดปกติคือการทดแทนสต็อกแบบรีดหรือแบบหล่อสำหรับสต็อกปลอมแปลง หรือการลดจำนวนรอบการอบคืนตัวที่ใช้ในระหว่างการอบชุบด้วยความร้อน ปุ่มลัดทั้งสองจะสร้างชิ้นส่วนที่ผ่านการตรวจสอบความแข็งเริ่มต้น แต่มีอายุการใช้งานที่คาดหวังสั้นลงอย่างมาก
กรอบการทำงานที่เป็นประโยชน์สำหรับการเลือกเหล็กกล้าเครื่องมือที่เหมาะสม
การเลือกเกรดเหล็กกล้าเครื่องมือจะต้องตอบคำถามสี่ข้อตามลำดับ แทนที่จะเริ่มจากเกรดที่ชื่นชอบแล้วย้อนกลับไป
- โหมดความล้มเหลวที่โดดเด่นคืออะไร? การสึกหรอจากการเสียดสีชี้ไปที่เกรดงานเย็นที่มีโครเมียมสูง เช่น D2; จุดรับแรงกระแทกไปยังเกรด S ที่ทนทานต่อแรงกระแทก การสัมผัสกับความร้อนจะชี้ไปที่เกรดงานร้อนซีรีส์ H
- ช่วงอุณหภูมิในการทำงานคือเท่าไร? สิ่งใดก็ตามที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่า 300°C อย่างสม่ำเสมอจะตัดเกรดงานเย็นส่วนใหญ่ออกจากการพิจารณา โดยไม่คำนึงถึงค่าความแข็งของอุณหภูมิห้อง
- เรขาคณิตของชิ้นส่วนมีความซับซ้อนเพียงใด? รูปทรงที่ซับซ้อนซึ่งมีส่วนที่บางจะเหมาะกับเกรดที่ชุบแข็งด้วยอากาศ เนื่องจากการบิดเบี้ยวในระหว่างการชุบแข็งน้อยกว่าเกรดที่ชุบแข็งด้วยน้ำหรือน้ำมัน
- ขั้นตอนการตัดเฉือนและการเก็บผิวละเอียดใดบ้างที่เป็นไปตามการบำบัดความร้อน เกรดที่ต้องการสำหรับการเจียรเพื่อให้ได้ผิวสำเร็จที่ละเอียด เช่น D2 จะต้องระบุโดยคำนึงถึงค่าเผื่อการเจียร เนื่องจากการเคลื่อนตัวของมิติหลังการชุบแข็งจะแตกต่างกันไปตามเกรด
การตอบคำถามสี่ข้อนี้ก่อนขอใบเสนอราคาจะช่วยป้องกันข้อผิดพลาดที่พบบ่อยและมีราคาแพงที่สุดในการจัดหาเครื่องมือ นั่นคือ การสั่งซื้อเกรดที่ตรงกับข้อกำหนดด้านความแข็งบนกระดาษ แต่ล้มเหลวต่อกลไกการสึกหรอจริงของชิ้นส่วนที่ได้รับบริการ
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับเหล็กกล้าเครื่องมือ
อะไรทำให้เหล็กเป็น "เหล็กกล้าเครื่องมือ" แทนที่จะเป็นเหล็กกล้าโลหะผสมทั่วไป
การจำแนกประเภทขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การใช้งานและการประมวลผล ไม่ใช่แค่เคมีเท่านั้น เหล็กถือเป็นเหล็กกล้าเครื่องมือเมื่อได้รับการผสมสูตรและผ่านกรรมวิธีทางความร้อนโดยเฉพาะเพื่อรักษาความแข็ง รูปทรงของคมตัด และความต้านทานการสึกหรอขณะขึ้นรูปหรือตัดวัสดุอื่นๆ แทนที่จะใช้เป็นส่วนประกอบโครงสร้างรับน้ำหนัก
เชื่อมเหล็กเครื่องมือได้ไหม?
เกรดบางเกรดสามารถเชื่อมด้วยการให้ความร้อนก่อนและหลังการเชื่อม แต่โดยทั่วไปจะหลีกเลี่ยงเมื่อใช้เครื่องมือที่เสร็จแล้วและชุบแข็งแล้ว เนื่องจากความร้อนจากการเชื่อมในท้องถิ่นจะปรับอุณหภูมิใหม่หรือทำให้พื้นที่แข็งตัวอีกครั้ง ทำให้เกิดบริเวณที่เปราะและมีแนวโน้มที่จะแตกร้าว โดยทั่วไปการซ่อมแซมจะทำก่อนการชุบแข็งขั้นสุดท้ายทุกครั้งที่ทำได้
เหตุใดเหล็กกล้าเครื่องมือหลอมจึงมีราคาสูงกว่าเหล็กกล้าเครื่องมือแบบรีดหรือแบบหล่อ?
การตีเหล็กต้องใช้พลังงานเพิ่มเติม อุปกรณ์กดแบบพิเศษ และเวลาในการประมวลผลที่มากขึ้นเพื่อกลไกการทำงานของบิลเล็ตให้เป็นรูปร่าง ต้นทุนที่เพิ่มขึ้นสะท้อนถึงโครงสร้างเกรนที่ได้รับการปรับปรุงและความพรุนภายในที่ลดลง ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานโดยตรงในการใช้งานรอบสูง
เหล็กกล้าเครื่องมือชุบแข็งด้วยอากาศและเหล็กกล้าเครื่องมือชุบแข็งด้วยน้ำมันแตกต่างกันอย่างไร?
เกรดชุบแข็งด้วยอากาศ เช่น A2 และ D2 จะมีความแข็งเต็มที่เมื่อถูกทำให้เย็นลงในอากาศนิ่งหลังจากออสเทนไนซ์ ซึ่งช่วยลดการบิดงอในรูปทรงที่ซับซ้อนให้เหลือน้อยที่สุด เกรดการชุบแข็งด้วยน้ำมันจะเย็นตัวเร็วขึ้นในอ่างดับน้ำมัน ทำให้ได้ความแข็งเร็วขึ้น แต่มีความเสี่ยงสูงที่จะเกิดการบิดเบี้ยวในส่วนที่บางหรือซับซ้อน
โดยทั่วไปแม่พิมพ์เหล็กกล้าเครื่องมือที่เลือกอย่างเหมาะสมจะมีอายุการใช้งานนานเท่าใด
อายุการใช้งานจะแตกต่างกันไปอย่างมากตามการใช้งาน แต่แม่พิมพ์ปั๊ม D2 ที่จับคู่อย่างถูกต้องในงานโลหะแผ่นที่มีปริมาณปานกลางมักต้องใช้จังหวะนับแสนครั้งก่อนที่จะต้องลับคมอีกครั้ง ในขณะที่เกรดที่ไม่ตรงกันภายใต้สภาวะเดียวกันอาจล้มเหลวภายในเสี้ยววินาทีของการนับรอบนั้น
ความแข็งที่สูงขึ้นหมายถึงประสิทธิภาพของเครื่องมือที่ดีขึ้นเสมอไปหรือไม่
ไม่ ความแข็งและความเหนียวต้องแลกมาด้วยกันในเกรดเหล็กกล้าเครื่องมือทุกเกรด การดันความแข็งจนถึงระดับสูงสุดจะช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ แต่เพิ่มความเปราะบาง ซึ่งอาจทำให้เกิดการบิ่นภายใต้แรงกระแทก เป้าหมายความแข็งที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับว่าแรงเค้นที่เด่นชัดบนเครื่องมือคือการสึกหรอจากการเสียดสีหรือการกระแทกทางกล
เหล็กกล้าเครื่องมืองานร้อนและงานเย็นแตกต่างกันอย่างไร?
เหล็กกล้าเครื่องมืองานเย็นได้รับการออกแบบสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิห้อง เช่น การปั๊มขึ้นรูปและการปั๊มแม่พิมพ์ โดยให้ความสำคัญกับความต้านทานการสึกหรอต่อการสัมผัสแบบเสียดสีเป็นอันดับแรก เหล็กกล้าเครื่องมืองานร้อนที่ระบุโดยคำนำหน้า H ได้รับการกำหนดสูตรเพื่อรักษาความแข็งและต้านทานความล้าจากความร้อนเมื่อพื้นผิวเครื่องมือสัมผัสกับโลหะที่ได้รับความร้อนหลายร้อยองศาหลายครั้ง เช่น ในการตีขึ้นรูปและการหล่อแบบตายตัว
เกรดเหล็กกล้าเครื่องมือสามารถทดแทนด้วยตัวเลือกที่ถูกกว่าโดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพได้หรือไม่?
บางครั้ง เฉพาะเมื่อเกรดทดแทนตรงกับโหมดความล้มเหลวที่โดดเด่นของต้นฉบับเท่านั้น การแทนที่ O1 ด้วย A2 ในการใช้งานปริมาณน้อยด้วยรูปทรงธรรมดาอาจใช้งานได้ เนื่องจากทั้งสองอย่างมีความแข็งใกล้เคียงกัน แต่การแทนที่ O1 ด้วย D2 ในการใช้งานปั๊มขัดที่มีปริมาณมาก โดยทั่วไปจะทำให้อายุการใช้งานของเครื่องมือสั้นลงอย่างมาก เนื่องจาก O1 ขาดปริมาณโครเมียมคาร์ไบด์ที่จำเป็นสำหรับความต้านทานต่อการเสียดสีอย่างยั่งยืน
โดยทั่วไปเหล็กกล้าเครื่องมือจะถูกส่งไปยังร้านขายเครื่องจักรหรือผู้ผลิตแม่พิมพ์อย่างไร
เหล็กกล้าเครื่องมือมักมีจำหน่ายในรูปแบบเหล็กเส้นกลมอบอ่อน เหล็กเส้นแบน หรือเหล็กสต็อกแบบเรียบก่อนกราวด์ ทั้งหมดนี้อยู่ในสภาพอ่อนและแปรรูปได้ จากนั้นผู้ซื้อหรือผู้ให้ความร้อนตามสัญญาจะดำเนินการชุบแข็งและอบคืนตัวหลังจากที่ชิ้นส่วนได้รับการประมวลผลตามรูปทรงที่หยาบหรือใกล้ถึงขั้นสุดท้ายแล้ว เนื่องจากการกลึงเหล็กกล้าเครื่องมือชุบแข็งโดยตรงจะดำเนินการช้าและทำให้เครื่องมือสึกหรอมากเกินไปบนอุปกรณ์ตัด
เหตุใดชิ้นส่วนเหล็กกล้าเครื่องมือบางชิ้นจึงแตกร้าวระหว่างการอบชุบด้วยความร้อนแทนที่จะใช้งานนานหลายปี
การแตกร้าวระหว่างการชุบแข็งแทนที่ในระหว่างการให้บริการ มักจะชี้ไปที่การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วเนื่องจากอัตราการเย็นตัวเร็วเกินไปเมื่อเทียบกับความหนาและรูปทรงของชิ้นส่วน มุมภายในที่แหลมคมซึ่งเน้นความเครียด หรือการอุ่นเครื่องไม่เพียงพอก่อนขั้นตอนออสเทนไนติงขั้นสุดท้าย ปัญหาเหล่านี้เป็นปัญหากระบวนการบำบัดความร้อนมากกว่าปัญหาการเลือกโลหะผสม และโดยทั่วไปแล้วจะส่งผลกระทบต่อชุดงานมากกว่าชิ้นส่วนที่แยกเดี่ยว
เหล็กกล้าเครื่องมือเป็นแม่เหล็กหรือไม่?
เกรดเหล็กกล้าเครื่องมือส่วนใหญ่จะมีสถานะเป็นแม่เหล็กในสถานะมาร์เทนซิติกที่แข็งตัว เนื่องจากมาร์เทนไซต์ยังคงคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าของโครงเหล็กที่อยู่ด้านล่างไว้ เกรดพิเศษจำนวนไม่มากที่มีปริมาณออสเทนไนต์สะสมอยู่สูงมากสามารถแสดงการตอบสนองทางแม่เหล็กที่ลดลงได้ แต่นี่ไม่ใช่เรื่องปกติในเกรดมาตรฐานเชิงพาณิชย์ เช่น O1, A2, D2, H13 หรือ M2
