Stal narzędziowa – stopowa do pracy na gorąco chromowo-molibdenowa WCL PN-86/H-85021 , X38CrMoV5-1, 1.2343, 4H5MFS, 4KH5MFS, 4CrMoSiV, X37CrMoV5, X38CrMoV5, T20811
Porównanie składu chemicznego WCL z odpowiednikami X37CrMoV5-1, 1.2343, X38CrMoV5-1, 4H5MFS, 4KH5MFS, 4CrMoSiV, X37CrMoV5, X38CrMoV5, T20811
| Gatunek stali | Norma | Skład chemiczny (%) | |||||||||
| C | Mn | Si | P | S | Cu | Cr | Ni | Mo | inne | ||
| WCL | PN | 0,32 0,42 | 0,20 0,50 | 0,80 1,20 | max 0,030 | max 0,030 | max 0,30 | 4,50 5,50 | – | 1,20 1,50 | V 0,30-0,50 |
| X 38 CrMoV 5-1 X38CrMoV5-1 X38CrMoV51 | DIN | 0,36 0,42 | 0,30 0,50 | 0,90 1,20 | max 0,030 | max 0,030 | – | 4,80 5,50 | – | 1,10 1,40 | V 0,25-0,50 |
| X37CrMoV5-1 X38CrMoV51 1.2343 | EN | 0,33 0,41 | 0,25 0,50 | 0,80 1,20 | max 0,030 | max 0,020 | – | 4,80 5,50 | – | 1,10 1,50 | V 0,30-0,50 |
| 4H5MFS 4KH5MFS 4Ch5MFS 4Х5МФС | GOST | 0,32 0,40 | 0,20 0,50 | 0,90 1,20 | max 0,030 | max 0,030 | max 0,30 | 4,50 5,50 | max 0,35 | 1,20 1,50 | V 0,30-0,50 |
| 4CrMoSiV | GBT | 0,33 0,43 | 0,20 0,50 | 0,80 1,20 | max 0,030 | max 0,030 | max 0,30 | 4,75 5,50 | max 0,25 | 1,10 1,60 | V 0,30-0,60 |
| X 37 CrMoV 5 X37CrMoV5 | UNE | 0,32 0,42 | 0,25 0,55 | 0,90 1,20 | max 0,030 | max 0,030 | – | 4,50 5,50 | – | 1,20 1,70 | V 0,30-0,50 |
| X 38 CrMoV 5 X38CrMoV5 | AFNOR | 0,34 0,42 | 0,20 0,50 | 0,80 1,20 | – | – | – | 4,80 5,50 | – | 1,20 1,50 | V 0,30-0,50 |
| T 20811 T20811 H-11 H11 | UNS AISI | 0,33 0,43 | 0,20 0,50 | 0,80 1,20 | max 0,030 | max 0,030 | – | 4,75 5,50 | – | 1,10 1,60 | V 0,30-0,60 |
Stal narzędziowa do pracy na gorąco WCL / X37CrMoV5-1 / 1.2343 / 4H5MFS
Charakterystyka ogólna
Stal WCL (wg PN-86/H-85021), znana również jako X37CrMoV5-1, 1.2343, 4H5MFS, to stal narzędziowa stopowa chromowo-molibdenowo-wanadowa przeznaczona do pracy w wysokich temperaturach.
Łączy wysoką wytrzymałość na gorąco, odporność na odpuszczanie, dobre właściwości mechaniczne oraz znaczną odporność na pękanie cieplne.
Dzięki stabilnej strukturze martenzytycznej zachowuje wymiarowość i twardość nawet przy długotrwałej pracy w temperaturach do ok. 600 °C.
Stosowana jest na narzędzia, formy i elementy narażone na zmienne obciążenia cieplne i mechaniczne.
WCL (X37CrMoV5-1 / 1.2343 / 4H5MFS) to materiał o zrównoważonych właściwościach mechanicznych, cieplnych i technologicznych.
Dzięki odporności na szoki termiczne, ścieranie i pełzanie, jest jednym z podstawowych gatunków stosowanych w narzędziach do odlewania ciśnieniowego oraz obróbki plastycznej metali w podwyższonej temperaturze.
Właściwości mechaniczne
| Stan materiału | Temperatura odpuszczania [°C] | Twardość [HRC/HB] | Uwagi |
|---|---|---|---|
| Po wyżarzaniu zmiękczającym | – | ≤ 229 HB | Stan dostawy, dobra obrabialność |
| Po hartowaniu z 1020 °C w oleju | – | ok. 54 HRC | Struktura martenzytu odpuszczonego |
| Po hartowaniu i odpuszczaniu | 300 | 54 HRC | – |
| 350 | 54 HRC | – | |
| 400 | 55 HRC | Typowy stan pracy narzędzi odlewniczych | |
| 450 | 56 HRC | Maksymalna twardość użytkowa | |
| 500 | 56 HRC | Górna granica stabilności struktury | |
| 550 | 53 HRC | Początek obniżania twardości | |
| 600 | 47 HRC | Wyraźny spadek twardości | |
| 650 | 39 HRC | Zakres nadmiernego odpuszczenia |
Twardość po hartowaniu (bez odpuszczania): 57 – 58 HRC
Twardość po ulepszaniu cieplnym: ≥ 48 HRC
Właściwości fizyczne
| Własność | Jednostka | Wartość |
|---|---|---|
| Gęstość ρ | g/cm³ | 7,79 |
| Współczynnik rozszerzalności liniowej α (20–100 °C) | K⁻¹ | 12,7 × 10⁻⁶ |
| Przewodność cieplna λ (20 °C) | W/m·K | 38 |
| Ciepło właściwe Cp (20 °C) | J/kg·K | ok. 460 |
| Temperatura topnienia | °C | ok. 1500 |
Obróbka cieplna
| Proces | Zakres temperatur [°C] | Uwagi |
|---|---|---|
| Wyżarzanie zmiękczające | 780 – 820 | Twardość ≤ 229 HB |
| Hartowanie | 980 – 1050 | Olej lub powietrze; możliwe chłodzenie stopniowe w kąpieli solnej ~550 °C |
| Odpuszczanie | 450 – 550 | Zalecane dwukrotne odpuszczanie |
| Wyżarzanie odprężające | 600 – 650 | Po obróbce mechanicznej |
| Azotowanie | 470 – 540 | Zwiększenie odporności powierzchniowej |
| Kucie / walcowanie | 1100 – 850 | Powolne studzenie w piecu lub piasku |
Obrabialność i spawalność
W stanie wyżarzonym stal WCL / X37CrMoV5-1 ma dobrą obrabialność i może być kształtowana plastycznie.
Po hartowaniu i odpuszczaniu wymaga narzędzi o wysokiej odporności na ścieranie oraz efektywnego chłodzenia podczas obróbki.
Spawalność jest ograniczona i wymaga podgrzewania wstępnego do ok. 350 °C oraz powolnego chłodzenia po procesie.
Zastosowania
- Formy i wkładki do odlewania ciśnieniowego stopów aluminium, cynku i magnezu
- Matryce, stemple i trzpienie do kucia na gorąco
- Tuleje, pierścienie i wkładki narzędzi kuźniczych
- Narzędzia do wytłaczania i prasowania na gorąco
- Komponenty narażone na pękanie cieplne i cykliczne naprężenia termiczne
Asortyment
- Pręty walcowane w średnicach od Ø 20 mm do Ø 600 mm
- Pręty kute w zakresie Ø 60 – 600 mm, z możliwością obróbki na gotowo
- Odkuwki swobodne i matrycowe w wymiarach dopasowanych do potrzeb odbiorcy
- Płyty i bloki do form, w stanie wyżarzonym lub ulepszonym cieplnie
Materiały dostarczane są w stanie wyżarzonym, ulepszonym cieplnie lub przygotowanym do obróbki cieplnej, z atestami zgodnymi z EN 10204 3.1.
Zalety
- Wysoka odporność na odkształcenia i pełzanie w podwyższonej temperaturze
- Bardzo dobra stabilność strukturalna i wymiarowa
- Duża udarność i odporność na szoki cieplne
- Możliwość regeneracji poprzez ponowne odpuszczanie lub azotowanie
- Wysoka czystość metalurgiczna i jednorodność mikrostruktury
- Szeroki zakres asortymentów i wymiarów dostaw
Ograniczenia
- Wyższy koszt niż w gatunkach niskostopowych
- Większa trudność obróbki skrawaniem po ulepszaniu cieplnym
- Konieczność precyzyjnej kontroli procesów cieplnych dla utrzymania właściwości
Zobacz inne stale narzędziowe do pracy na gorąco
WLV – stal molibdenowo-wanadowa X32CrMoV33, 1.2365
WNL – stal niklowo-molibdenowa 55NiCrMoV6, 1.2713
WWV – stal wolframowo-chromowo-wanadowa X30WCrV93, 1.2581
WWS1 – stal wolframowo-krzemowa
WWN1 – stal wolframowo-niklowa
WCLV – stal chromowo-molibdenowo-wanadowa X40CrMoV51, 1.2344
WCL – stal chromowo-molibdenowa X38CrMoV51, 1.2343
Pozostałe stale narzędziowe
stal narzędziowa stopowa do pracy na gorąco
stal narzędziowa stopowa do pracy na zimno
stal narzędziowa węglowa
stal szybkotnąca