Twardość 40x13 w stanie dostawy. Doskonałe właściwości po odpowiedniej obróbce cieplnej
Każda stal ma pewne właściwości charakterystyczne tylko dla określonej marki. A hutnicy starają się dołożyć wszelkich starań, aby uzyskać najwyższe i cechy jakościowe materiał. Ponieważ jednak uzyskanie idealnej konstrukcji stalowej nie jest całkowicie możliwe, wszystko sprowadza się do wybrania optymalnych możliwości dla określonych celów. Przecież każdy wie, że nóż wykonany z miękkiej stali jest łatwiejszy do naostrzenia niż nóż z twardszej stali. Przeciwnie, twarda stal jest bardzo odporna na naprężenia mechaniczne.
Dzięki złożonemu składowi chemicznemu, proces produkcji produkcja stali i stąd taki koszt ukończony produkt rozwój.
Jakość noża nie zawsze zależy od konkretnego gatunku stali. Odgrywa tu dużą rolę wysokiej jakości obróbka cieplna produktu. Za najpopularniejszą stal do produkcji noży uważa się stal 40x13. Posiada wszystkie niezbędne właściwości i właściwości.
Jakie właściwości ma stal 40x13?
Gatunek stali 40x13 ma następujące właściwości:
Stal swoje właściwości antykorozyjne uzyskuje dzięki złożonemu procesowi technologicznemu polegającemu na specjalnym hartowaniu. W wyniku tego postępowania całkowite rozpuszczenie węglika co zapewnia ochronę antykorozyjną materiału. Jedną z przyczyn spadku odporności na korozję jest obniżona zawartość chromu w węgliku lub obniżenie temperatury topnienia stali do 600 stopni. Ale jeśli proces technologiczny zostanie zapewniony prawidłowo, nie powinno się to zdarzyć.
Stal topi się w specjalnych otwartych piecach. W tym celu można je wykorzystać piece indukcyjne. Proces topienie stali odbywa się w temperaturach od 850 do 1100 stopni, co zapewnia jego całkowite odkształcenie. Aby zapobiec tworzeniu się pęknięć, procedura technologiczna przewiduje specjalne tryby ogrzewania i chłodzenia, które przeprowadza się naprzemiennie.
Elementy po hartowaniu
Po przejściu stali przez proces hartowania, jej składnikami są następujące elementy:
Po osiągnięciu temperatury granicznej 1050 stopni i wyższej obserwuje się spadek twardości materiału. Wskazuje to na wzrost ilości austenitu w składzie stali. Gdy temperatura topnienia spadnie do 450-550 stopni obserwuje się twardość wtórną materiału, która powstaje w wyniku uwolnienia drobnego węglika z składu stali.
Zakres zastosowania stali 40x13
Stal gatunku 40x13 jest szeroko stosowana do produkcji niedrogich domowych noży kuchennych. Produkty wykonane z tej stali doskonale nadają się do użytku w gospodarstwie rolnym, gdyż w żadnym wypadku nie rdzewieją, są łatwe w ostrzeniu i wygodne zarówno w użytkowaniu, jak i konserwacji. Nóż z taką stalą bez problemu pokroi każdy rodzaj produktów gastronomicznych, mięso, ryby, warzywa i owoce. Ostrze to jest nie tylko wystarczająco ostre, ale także całkowicie bezpieczne do stosowania w celach spożywczych.
Oprócz, Do produkcji skalpeli medycznych używana jest stal 40x13 i inne narzędzia. Wykonuje się z niego przyrządy pomiarowe, sprężyny, łożyska, elementy sprężarek i inne przedmioty używane w gospodarstwie domowym.
Jedyną wadą produktów wykonanych z takiej stali jest niestabilność w agresywnym środowisku i wysokich temperaturach. Dlatego tego typu stali nie wolno używać do spawania.
Jakie są recenzje produktów wykonanych ze stali 40x13?
Produkty wykonane ze stali 40x13 cieszą się dużym zainteresowaniem wśród szerokiego grona konsumentów. Dlatego produkcja tego gatunku stali zajmuje ważne miejsce w metalurgii. Wiele osób zauważa, że noże są wykonane z tego materiału bardzo trwały ze względu na swoją twardość. Ostrza dobrze się ostrzą i długo pozostają ostre. Ponadto stal nie ulega korozji, co dodatkowo zwiększa jej popyt na rynku. Ponadto produkty z niego wykonane mają akceptowalny koszt w porównaniu z innymi analogami.
Nurkowie, rybacy, nurkowie i po prostu gospodynie domowe szczególnie kochają stal 40x13. W końcu noże wykonane z tej stali są naprawdę praktyczne w zastosowaniu w różnych gałęziach przemysłu. Z powodzeniem produkowane są z niego także ostrza pamiątkowe.
Warto zaznaczyć, że produkty wykonane z materiału stalowego nie wymagają żadnej szczególnej pielęgnacji, poza ostrzeniem. Ale Stal 40x13 wymaga ostrożnego obchodzenia się, ponieważ ostrza noży są bardzo elastyczne. Na przykład takiego noża nie można używać do pracy z twardymi powierzchniami.
Szczególnie popularne są narzędzia do manicure wykonane z materiału takiego jak stal 40x13. Pęseta ze względu na swoją twardość dobrze radzi sobie ze skórkami. Nie należy jednak często ostrzyć narzędzia. A jego ciągłe użytkowanie nie prowadzi do deformacji produktu.
Jesteśmy szczególnie zadowoleni z jakości ostrzy i pracownicy medyczni w szczególności chirurgów. Mimo wszystko skalpele wykonane są głównie ze stali 40x13. Zyskała nawet nową nazwę – stal medyczna.
Kupując produkty wykonane ze stali 40x13, musisz pamiętać, że musisz obchodzić się z nimi ostrożnie. Ostrza noży nie lubią być przechowywane w wilgotnych i bardzo wilgotnych warunkach. Mogą pojawić się na nich drobne plamki rdzy, które oczywiście znikną po ostrzeniu. Ale lepiej unikać takich błędów.
Od kilku lat używam noża kuchennego ze stali 40x13. I chcę powiedzieć, że nóż wykonany z tego materiału jest dość trwały i łatwy w użyciu. Jest dobry i łatwy w ostrzeniu. Doskonale tnie nawet twarde mięso i ryby. Jego trwałość jest niesamowita. Ostrze w ogóle nie uległo zużyciu przy ciągłym użytkowaniu.
Elena Orel
Od 10 lat pracuję jako manicurzystka. W swojej pracy musiałam używać różnych narzędzi skrawających do nadania paznokciom pożądany kształt i schludne wygląd. Szczególnie podobały mi się nożyczki do skórek, wykonane ze stali 40x13. Materiał jest dość trwały, długo pozostaje ostry i nie odkształca się podczas ostrzenia.
Swietłana, Jekaterynburg
Na rynku zaoferowano zakup łożyska do roweru wykonanego ze stali 40x13. Byłem bardzo zadowolony. Okazało się, że jest dość trwały i wysokiej jakości. Wysoce zalecane!
Stal U8 należy do klasy stali eutektoidalnych węglowych. W stanie początkowym – po kuciu lub walcowaniu i schłodzeniu na powietrzu, jego struktura składa się z czystego perlitu płytkowego. Obróbka cieplna takich stali odbywa się w dwóch etapach: obróbka wstępna i końcowa. Pierwszy polega na wyżarzaniu granulowanego perlitu w temperaturze 750–760°C. Taka struktura po pierwsze ułatwia obróbkę mechaniczną, a po drugie po utwardzeniu właściwości będą bardziej jednolite. Cechy hartowania stali węglowych, w tym U8, niedopuszczalność nawet najmniejszego spowolnienia podczas hartowania ze względu na bardzo dużą prędkość krytyczną. Mogą tworzyć się miękkie punkty.
Do stali U8 Stosuje się utwardzanie przerywane. Aby to osiągnąć, gorącą część umieszcza się najpierw w wodzie, a następnie przenosi do oleju, gdzie następuje ostateczne schłodzenie. W ten sposób można uniknąć pojawienia się miękkich punktów, ale ze względu na zmniejszenie szybkości chłodzenia o ostatni etap naprężenia konstrukcyjne są zmniejszone. Stal U8 hartowana jest w temperaturze 780°C, a temperatura odpuszczania wynosi 400°C.
Gwarantowane rezultaty przy przestrzeganiu parametrów
Stal 40X13 dobrze znosi odkształcenia plastyczne na gorąco, które przeprowadza się w zakresie temperatur 1100-860°C.
Stal jest podatna na pękanie pod wpływem szybkiego ogrzewania lub chłodzenia. Dlatego stosuje się powolne ogrzewanie do 830°C, a po odkształceniu chłodzenie w piasku lub w piecu.Po odkształceniu na gorąco stosuje się wyżarzanie pośrednie w temperaturach od 740 do 800°C lub wyżarzanie całkowite w zakresie od 810 do 880°C z powolnym chłodzeniem nie większym niż 25-50°C/h do 600°C.
Hartowanie 40Х13 w zakresie temperatur od 950 do 1050°C stosowany jest jako obróbka cieplna końcowa. Chłodzenie - w powietrzu lub w oleju. Następnie przeprowadza się odpuszczanie z uwzględnieniem określonej twardości i odporności na korozję. Do stali 40Х13 stosowany jako półprodukt do narzędzi chirurgicznych, utwardzanie stopniowe odbywa się od 1030-1040°C z chłodzeniem w roztworze alkalicznym do 350°C. Jest to konieczne, aby zmniejszyć wypaczenia i zwiększyć właściwości elastyczne.
Istnieją specjalne wymagania dotyczące obróbki cieplnej stali 40X. Czas chłodzenia części wykonanych z tej stali w wodzie lub w powietrzu lub wodzie powinien być krótki ze względu na jej skłonność do kruchości odpuszczania i kruchości na zimno. Obecność chromu zmniejsza krytyczną szybkość utwardzania i zapobiega wzrostowi ziaren. Temperatura przemiany martenzytycznej stali 40X niższa, jego hartowność jest wyższa niż w przypadku zwykłej stali węglowej 40. W rezultacie jest odpuszczany w wyższej temperaturze.
Stal 40X należy do grupy ulepszonych. Jego właściwości użytkowe naprawdę poprawiają się w wyniku odpowiedniej ekspozycji termicznej. Dzięki niemu właściwości mechaniczne stały się wyższe niż w całej serii stale konstrukcyjne. Przy zachowaniu odpowiednio wysokiej wytrzymałości i ciągliwości, stal ta należy do najtrwalszych.Każdy gatunek stali ma swój własny zestaw cech i właściwości. Produkując dowolny produkt, metalurdzy starają się zapewnić, że wszystkie wymagane cechy są na maksymalnym poziomie. Nie da się jednak wyprodukować stopu, który będzie odpowiedni do wszystkich celów. Z tego powodu należy wybrać, które parametry należy poprawić, aby stop z powodzeniem wykorzystać w określonym kierunku.
Ogólny opis stali
Stal 40 x 13 jest najpopularniejszą w produkcji noży. Charakterystyka tego produktu najlepiej nadaje się do stworzenia właśnie takiego produktu. Tutaj warto zrozumieć, że im bardziej złożony skład chemiczny, tym trudniejszy i dłuższy będzie proces przetwarzania. Ponadto koszt gotowego produktu znacznie wzrośnie. Warto też wiedzieć, że najlepszą stal np. na noże uzyskuje się dopiero po obróbce cieplnej.
Podstawowe właściwości stopu
- Jednym z pierwszych i bardzo ważnych parametrów jest wysoka odporność cieplna materiału.
- Drugim parametrem, który również odgrywa bardzo ważną rolę, jest odporność na różne rodzaje korozja. Znacząco zwiększa to żywotność wszystkich produktów tej marki.
- Stal 40x13 to kompozycja, która prawie nigdy nie rdzewieje.
Taki produkt w dużej mierze swoje wysokie właściwości antykorozyjne zawdzięcza złożonemu i długotrwałemu procesowi produkcyjnemu, który koniecznie obejmuje taki etap, jak utwardzanie materiału. Wynikiem tej procedury było całkowite rozpuszczenie substancji takiej jak węglik. Zapewnia to wysoką ochronę przed korozją.
Może się zdarzyć, że odporność na tę wadę zostanie zmniejszona. Najczęściej ma to miejsce, gdy ilość węglika w chromie jest zbyt mała lub gdy temperatura topnienia stali obniży się do 600 stopni. Jednak z prawem proces technologiczny to zwykle się nie zdarza.
Stal 40 x 13 topi się w specjalnych otwartych piecach. Aby przeprowadzić tę procedurę, można użyć piekarników indukcyjnych. Sam proces wytapiania metalu zachodzi w temperaturach od 850 do 1100 stopni Celsjusza. Aby uniknąć pęknięć podczas silnego nagrzewania, operacja technologiczna przebiega etapami, naprzemiennie nagrzewając i schładzając materiał.
Obróbka materiału
Obróbka cieplna stali 40 x 13 to zabieg, który w dużej mierze decyduje o pozytywnych właściwościach stopu. Po przejściu tego etapu materiał składa się z cząstek takich jak węgliki, martenzyty i austenity szczątkowe. Jeśli w trakcie procesu temperatura przekroczy 1050 stopni Celsjusza, utworzy się więcej cząstek austenitu. Spowoduje to zmniejszenie twardości stali 40x13. Jeśli obniżysz temperaturę topnienia metalu do 450-550 stopni Celsjusza, możesz uzyskać efekt taki jak twardość wtórna. Dzieje się tak dlatego, że w tej temperaturze zaczyna się wytrącać substancja zwana drobnym węglikiem.
Zastosowanie stopu
Głównym celem wykorzystania stali 40 x 13 jest wykonanie niedrogich, ale dość wytrzymałych noży kuchennych. Wszystkie produkty wykonane z tego stopu doskonale nadają się do stosowania w warunkach domowych, ponieważ prawie nigdy nie rdzewieją. Ponadto noże wykonane z tego gatunku stali można dość łatwo naostrzyć. Są bardzo wygodne w użytkowaniu, a także w pielęgnacji.
Kolejną zaletą stopu jest to, że jest on na tyle ostry, że z powodzeniem przekroi każdą żywność, ale jest także całkowicie bezpieczny dla środowiska, co pozwala na zastosowanie go w kuchni.
Innym obszarem zastosowania takiej stali jest produkcja skalpeli typu medycznego. Istnieje również możliwość wyprodukowania innych części takich jak sprężyny, łożyska i inne. Jedyną negatywną cechą tego materiału jest jego niska odporność na działanie agresywne środowisko, a także wysoka temperatura. Z tych powodów taka stal nie nadaje się do stosowania na przykład przy spawaniu.
Stal nierdzewna 40X13, której skład chemiczny musi odpowiadać wymaganiom GOST 5632, produkowana jest w asortymencie walcowanych prętów i blach zgodnie z GOST 5949. Specyficzne cechy użytkowe tej stali determinują podwyższony poziom wymagań dotyczących jakości jego obróbkę cieplną.
Skład, właściwości i zastosowanie
Stal 40X13 charakteryzuje się wysoką zawartością chromu (od 12 do 14%), przy minimalnej dopuszczalnej zawartości manganu (do 0,8%). W tej stali nie ma niklu, zwykle dodawanego do stali martenzytycznych. Zmniejsza to ryzyko tworzenia się węglików na granicach ziaren i zapewnia stabilne właściwości mechaniczne.
- w temperaturze 200°C przy ciągłej pracy wyrobów ze stali 40X13 granica wytrzymałości na rozciąganie wynosi co najmniej 960 MPa, granica plastyczności 830 MPa i współczynnik udarności 500 kJ/m2;
- w temperaturze 400°C dla ciągłej pracy wyrobów ze stali 40X13 granica wytrzymałości na rozciąganie wynosi co najmniej 795 MPa, granica plastyczności 685 MPa i współczynnik udarności 750 kJ/m2.
Tym samym stal ta charakteryzuje się podwyższoną odpornością na drgania i obciążenia zmienne występujące w elementach i częściach urządzeń, których temperatury pracy przekraczają 300...350°C. Do takich części zaliczają się urządzenia pomiarowe stosowane przy produkcji kucia i tłoczenia, krytyczne części zespołów sprężarkowych, sprężyny podgrzewane do 75°C. Czasami z tego materiału produkuje się także narzędzia odkształcające się, np. noże tnące maszyn do tłoczenia na gorąco.
Wszystkie te zastosowania wymagają zwiększonej wytrzymałości i twardości materiału. Tymczasem w przypadku stali martenzytycznych takie połączenie jest dość trudne do uzyskania, gdyż wraz ze wzrostem twardości wyroby stają się dość kruche i podatne na pękanie pod obciążeniem udarowym.
Wybór optymalnego trybu obróbki cieplnej
W zależności od konkretnych warunków produkcji stal poddawana jest obróbce cieplnej na dwa sposoby:
- Normalizacja w temperaturze przetrzymywania 1050...1100°C, a następnie wysokie odpuszczanie w temperaturze 600...650°C. Normalizacja stabilizuje konstrukcję stalową, zmniejsza ilość austenitu szczątkowego i poprawia skrawalność na maszynach do cięcia metalu. Dzięki temu możliwe jest zastosowanie tej technologii obróbki cieplnej do produkcji półwyrobów na wały i osie stopniowane, pracujące przede wszystkim w środowiskach o dużej wilgotności, a także w warunkach zużycia korozyjnego i mechanicznego.
- Hartowanie stopniowe z wysokim odpuszczaniem. Czas trwania i liczba cykli utwardzania zależy od wymaganej twardości powierzchni i końcowej mikrostruktury. Hartowanie stali 40Х13 tą metodą przeprowadza się dla wyrobów, które w trakcie eksploatacji poddawane są okresowym obciążeniom udarowym.
Wybierając tryb obróbki cieplnej, należy wziąć pod uwagę, że stal 40X13 jest wytłaczana w zakresie temperatur 950...1150 °C: w tym zakresie materiał ma maksymalną plastyczność.
We wszystkich przypadkach stal jest wyżarzana przed obróbką. Dzieje się tak za sprawą następujących cech:
- obecność węglików chromu, które powstają podczas walcowania na gorąco przedmiotów obrabianych. Koncentrują się na granicach ziaren wokół podstawowej, bardziej plastycznej struktury;
- obecność cementytu, który różni się strukturą i wielkością ziaren od któregokolwiek z ich węglików chromu. Powoduje to szczątkowe naprężenia rozciągające, które zmniejszają wytrzymałość;
- niebezpieczeństwo nadmiernej ilości austenitu szczątkowego, który jednocześnie zwiększa twardość i zmniejsza plastyczność;
- tendencja danej stali do utwardzania przez odkształcenie podczas odkształcenia plastycznego.
Ustalono doświadczalnie, że w celu uzyskania optymalnej makrostruktury należy stosować następujący tryb wyżarzania: nagrzewanie do temperatury 690...730°C, utrzymywanie do momentu całkowitego nagrzania przekroju części i późniejsze chłodzenie wraz z piecem do 500...550 °C (dalej - w powietrzu). Ostateczną strukturą jest granulowany perlit, który wyróżnia się stabilnością, równowagą i obecnością drobnych ziaren.
Technologia obróbki cieplnej
Normalizację stali 40X13 stosuje się rzadziej, głównie po tłoczeniu/kuciu na gorąco, gdy wlewek lub przedmiot obrabiany został nagrzany do możliwie najwyższej temperatury. Długotrwałe ogrzewanie przyspiesza rozrost ziaren, co jest niepożądane ze względu na pracochłonność obróbki końcowej produktów. Normalizacja jest jednak konieczna, jeśli część znormalizowana i odpuszczona ma złożony kształt, z licznymi różnicami przekroje, a także w obecności ostrych narożników i krawędzi.
Głównym celem hartowania jest zapewnienie wystarczającej zawartości martenzytu w stali. Takie wymagania są stawiane, jeśli część podczas pracy będzie doświadczać znacznych naprężeń eksploatacyjnych. Maksymalna osiągana twardość po hartowaniu wynosi zwykle 50...55 HRC. Zapewnia to następujący tryb obróbki cieplnej: hartowanie od 1000...1050°C do oleju, a następnie niskie odpuszczanie w temperaturze 230...280°C.
Ze względu na niski zakres temperatur obróbki cieplnej, nagrzewanie odbywa się w szybkoobrotowych piecach grzewczych, które posiadają bardzo precyzyjne systemy automatycznej kontroli temperatury.
Specjalne wymagania dotyczące zgodności z reżimami technologicznymi stali hartowanej 40Х13:
- Temperatura czynników stosowanych do chłodzenia wyrobów po utwardzeniu powinna być o 50...75°C niższa od temperatury, w której kończy się przemiana martenzytyczna. Dla omawianego gatunku stali jest to 650...670°C. Jako takie media stosuje się olej, zasady lub stopy soli. Na przykład stop soli KNO 3 i NaNO 3 w stosunku 1:1 ma odpowiednie właściwości. Kąpiele olejowe są mniej korzystne, ponieważ metal ulega nawęgleniu podczas długotrwałej ekspozycji. Co prawda zwiększa to dodatkowo twardość, ale pogarsza skrawalność przedmiotu, szczególnie podczas toczenia i frezowania.
- Czas przetrzymywania produktów podczas utwardzania i późniejszego schładzania wynosi do kilku godzin. Tak długi okres przetrzymywania wynika z konieczności stworzenia warunków do całkowitej przemiany martenzytycznej.
- Szybkość dalszego (po odpuszczeniu) chłodzenia zahartowanych przedmiotów nie jest szczególnie istotna i zależy wyłącznie od możliwości produkcyjnych. W takim przypadku lepiej jest chłodzić części nie w piekarniku, ale na otwartym, ale spokojnym powietrzu. W takich warunkach przemiana martenzytyczna zachodzi w pełni.
Każdy z opracowanych gatunków stali ma na celu rozwiązanie określonej klasy problemów technicznych. Ma swój własny skład chemiczny i ma pewne właściwości mechaniczne. Na przykład stal 40x13 należy do kategorii stali martenzytycznych nierdzewnych, żaroodpornych i odpornych na korozję. Czasami w życiu codziennym nazywa się to „nóżem”. On i jego analogi mają podobne cechy. Mają dobre właściwości mechaniczne i wysoką odporność na korozję (nawet w lekko agresywnym środowisku). Te specyficzne właściwości determinują zakres jego zastosowania.
Jest dostępny w następujących produktach:
- blacha walcowana (o różnych grubościach);
- taśma (różne szerokości);
- określone produkty długie;
- drut o różnej grubości.
Skład i właściwości
Skład stali gatunku 40x13, oprócz głównych składników, obejmuje następujące pierwiastki chemiczne: chrom (14%), węgiel (nie przekracza 0,45%), pozostałe pierwiastki krzem i inne stanowią nie więcej niż 0,8%, co odpowiada GOST 5582-75.
Pobierz GOST 5582-75
Skład chemiczny stali
Główny pierwiastki chemiczne, zawarte w składzie to: żelazo, węgiel, krzem, mangan, chrom, siarka i fosfor. Procentowa zawartość węgla w tej stali (w zależności od uwolnienia) waha się w przedziale 0,36-0,45%. Stal ta zaliczana jest do stali średniowęglowych.
Mikrostruktura chemiczna w stanie hartowanym obejmuje martenzyty, węgliki i resztkową zawartość austenitu. To właśnie te elementy zapewniają dobrą odporność na korozję. Wyższa wydajność jest nieodłączna tylko w przypadku stali nierdzewnej 30x13.
Właściwości mechaniczne
Właściwości mechaniczne stali 40x13 zależą od jej składu i metody przetwarzania. Po specjalnej obróbce zmiękczającej i późniejszym odpuszczaniu w temperaturze około 740 stopni możliwe jest zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie do wartości 560 MPa. Dzięki tej obróbce możliwe jest uzyskanie wydłużenia względnego przekraczającego 15%, co jest bardzo istotne dla dalszej obróbki. Jeśli jest to stal walcowana na gorąco z późniejszym kuciem i kalibracją, wówczas jej twardość osiąga 229 HB. Po procesie hartowania twardość Rockwella przekracza 55 jednostek HRC. Gęstość tego gatunku stali wynosi 7,68 g/cm 3 .
Po kolejnym hartowaniu i stopniowym odpuszczaniu, stal ta uzyskuje dobre właściwości antykorozyjne. Jedynym ograniczeniem w tym zakresie jest długotrwałe użytkowanie w atmosferze przybrzeżnej lub w słonej wodzie morskiej.
na podstawie powyższego właściwości fizyczne, gatunek 40x13 można zaliczyć do stali narzędziowych.
Obszar zastosowań
Dzięki Twojemu charakterystyczne właściwości stal 40x13 znajduje zastosowanie w takich gałęziach przemysłu jak:
- lotnictwo;
- inżynieria mechaniczna (w tym motoryzacja);
- obróbka metalu;
- produkcja urządzeń dla przemysłu spożywczego;
- medycyna;
- produkcja sprzętu AGD i urządzeń.
Przy produkcji helikopterów i samolotów wykonuje się z niego poszczególne elementy konstrukcyjne kadłuba.
W budowie maszyn i przemyśle motoryzacyjnym wykorzystuje się go do produkcji: wałów, różnych tulei, obudów, łopatek turbin, igieł do gaźników silników samochodowych, resorów, łożysk. Jest aktywnie wykorzystywany do produkcji szerokiej gamy wyrobów metalowych (śrub i nakrętek). Ponadto ten gatunek stali wykorzystywany jest do produkcji przyrządów pomiarowych oraz wyrobów przeznaczonych do pracy w środowiskach lekko agresywnych, w niskich temperaturach (nie wyższych niż 450°C).
Szczególne miejsce zajmuje w produkcji artykułów gospodarstwa domowego i medycznych narzędzia tnące. Podczas hartowania wysokiej jakości stal 40x13 produkuje dobre noże i skalpele. Dlatego nazwano ją stalą medyczną. W tym przypadku twardość tych narzędzi w skali Rockwella może sięgać 58 jednostek HRC. Narzędzia te są łatwe w ostrzeniu, praktycznie nie rdzewieją i nie wymagają dodatkowej konserwacji.
Oprócz tych właściwości należy zauważyć, że ten gatunek metalu absolutnie nie jest wrażliwy na odpryski.
Metody przetwarzania
Przedmiotowa stal poddawana jest dwóm głównym rodzajom obróbki: termicznej i mechanicznej. Aby nadać jej odpowiednie właściwości technologiczne, stosuje się obróbkę cieplną stali 40x13. Mechaniczne – w celu stworzenia wymaganego kształtu, rozwiązania zadanych problemów technicznych.
Eksperci klasyfikują taki metal do kategorii materiałów wymagających pewnego specyficznego podejścia podczas obróbki cieplnej. To właśnie ten rodzaj obróbki nadaje wymagane właściwości.
Główne rodzaje obróbki cieplnej to:
- hartowanie sekwencyjne;
- powolne uwalnianie po podgrzaniu;
- odkształcenia plastyczne na gorąco i na zimno;
- wyżarzanie.
Po stwardnieniu w konstrukcji powstają następujące elementy:
- węgliki;
- martenzyty;
- pozostałości tzw. austenitów.
Pierwsze dwie metody obróbki umożliwiają nadanie stali dobrej odporności na korozję i doskonałych właściwości mechanicznych. Jest to możliwe dzięki temu, że charakteryzuje się dobrym odkształceniem plastycznym. Utwardzanie takiej stali następuje poprzez stopniowe nagrzewanie do temperatury wyższej niż 950°C, ale nie wyższej niż 1100°C. Konieczne jest ciągłe ogrzewanie, ponieważ ten gatunek stali jest bardzo wrażliwy na pęknięcia. Aby uniknąć manifestacji negatywne konsekwencje część metalowa (szczególnie o grubości większej niż 100 milimetrów musi być podgrzewana przez ponad 10 minut).
Aby uniknąć pojawienia się pęknięć, także w głębi metalu, próbkę poddaje się tzw. odpuszczaniu. Oznacza to stopniowe obniżanie temperatury i utrzymywanie próbki w temperaturze do 300°C. W tym przypadku stal uzyskuje maksymalne właściwości wytrzymałościowe. Jeśli reżim temperaturowy nie zostanie utrzymany, a proces będzie przebiegał w temperaturze 450°C, stal utraci swoje właściwości udarnościowe. Najlepsze właściwości korozyjne i dobrą ciągliwość uzyskuje przy zachowaniu poniższych parametrów. Nagrzewanie sekwencyjne do temperatury 700°C, następnie przetrzymywanie przez 20 minut, studzenie w naczyniu z olejem.
Jako zmiękczającą obróbkę cieplną stosuje się tak zwane wyżarzanie. Część jest podgrzewana do temperatury 800°C. Następnie w samym piecu następuje powolne chłodzenie do temperatury około 500°C.
Alternatywą dla standardowego rodzaju ogrzewania, do przeprowadzenia obróbki cieplnej jest zastosowanie nagrzewania prądami o wysokiej częstotliwości. Metodę tę stosuje się szczególnie wtedy, gdy konieczne jest utwardzenie warstwy wierzchniej części. Są to części wchodzące w skład mechanizmów z zespołami ciernymi i tocznymi oraz elementy armatury rurociągów. Zazwyczaj takie utwardzanie stosuje się tylko do części, których grubość przekracza 15 milimetrów. Za jego pomocą można uzyskać wskaźnik twardości po hartowaniu równy 36,5 jednostki HRC.
Z powyższego rozumowania wynika, że gatunek stali 40x13 ma dość krytyczne znaczenie dla zasad przestrzegania warunków obróbki cieplnej.
Jest odsłonięta następujące typy obróbka:
- wiercenie otworów;
- ostrzenie;
- przemiał;
- kucie.
Wykonywanie tych operacji wiąże się z pewnymi trudnościami:
- Utwardzanie warstwy wierzchniej (jest to spowodowane dodatkowym nagrzewaniem przedmiotu obrabianego w momencie cięcia lub wiercenia).
- Problemy z usuwaniem odpadów metalowych (powstałe wióry metalowe tworzą długi, wąski, skręcony pasek). Powoduje to pewne niedogodności podczas długotrwałego przetwarzania. Problem ten rozwiązuje się poprzez zainstalowanie specjalnych urządzeń na narzędziach do cięcia metalu. Powodują okresowe łamanie wiórów.
- Zwiększone zużycie krawędzi skrawającej. Dzieje się tak na skutek wzrostu temperatury części w miejscu styku z krawędzią narzędzia skrawającego. W tym przypadku obecność związków krystalicznych (węglików i martenzytów) w tym gatunku powoduje efekt obecności w nim pierwiastków ściernych, co prowadzi do szybkiego zużycia krawędzi skrawającej.
Ponadto pojawiają się trudności podczas ostrzenia narzędzi skrawających wykonanych z tej stali. W momencie ostrzenia wzrasta temperatura zaostrzonej krawędzi i powstaje tzw. napływ metaliczny. Prowadzi to do nierównomiernego utwardzenia krawędzi ostrzonej powierzchni.
Kucie, jako obróbka mechaniczna, przeprowadza się dopiero po podgrzaniu części do temperatury 1250°C. Podczas procesu kucia temperaturę można obniżyć do co najmniej 850°C.
Po tej operacji (odkształcanie na gorąco) dozwolone jest jedynie powolne chłodzenie, a następnie wyżarzanie w niskiej temperaturze.
Niestety, spawanie nie jest ujęte na dostępnej liście obróbki mechanicznej. Faktem jest, że ten gatunek metalu należy do kategorii materiałów trudnych do spawania. Dlatego tej metody przetwarzania nie stosuje się do łączenia konstrukcji wykonanych z tego materiału.
Istniejące analogi
Wszyscy zajmują się produkcją stali o podobnych właściwościach. kraje rozwinięte. W różnych krajach ma swoje własne oznaczenie:
- w USA jest to stal oznaczona AISI 420;
- w Niemczech istnieje cała linia analogów naszej stali (od X38Cr13 do X46Cr13);
- Chiny produkują stal pod marką 4C13;
- w Japonii jest to stal SUS 420J2;
- we Francji istnieje również cała linia o podobnych cechach. Są to X40Cr14, Z33C13, Z38C13M, Z40C13, Z40C14, Z44C14, Z50C14.
Wszystkie te analogi mają dobre właściwości antykorozyjne. Wytrzymują przez długi czas kontakt z lekko agresywnymi płynami, takimi jak napoje alkoholowe, wino, a nawet koniak.
Podobne artykuły
