Acciaio per
lavorazioni
a caldo
I dati contenuti in questa brochure sono a carattere informativo e non devono essere considerati come vincolanti per la fornitura del materiale
Tutte le informazioni contenute, fermo restando i diritti di legge, sono riservate e possono essere divulgate solo con il consenso di Lucchini RS S.p.A.
Edizione Dicembre 2008
Generalità
Analisi chimica
BeyLos® 2344 è un acciaio legato al cromo
molibdeno, vanadio progettato per la realizzazione
di matrici, stampi o punzoni o altri particolari che
devono lavorare a temperature elevate.
I punti di forza di quest’acciaio sono:
•
elevata resistenza agli shock termici e alla
pirocriccatura;
•
caratteristiche meccaniche a caldo molto
buone;
•
buona tenacità a caldo;
•
costanza di durezza durante tutto il ciclo
produttivo;
•
ottima lavorabilità.
Elementi di lega in %
C
0,37 ÷ 0,42
Cr
5,00 ÷ 5,50
Si
0,85 ÷ 1,20
Mo
1,20 ÷ 1,70
Mn
0,20 ÷ 0,50
V
0,85 ÷ 1,20
Confronto con le classificazioni internazionali:
W. Nr.
1.2344
EN ISO X40CrMoV5-1
BeyLos® 2344 è ottenuto mediante uno speciale
processo di fabbricazione di tipo "super clean", che
consente di realizzare un elevato standard di
micropulizia.
BeyLos® 2344 è generalmente fornito allo stato
ricotto con durezze inferiori a 220 HB che
garantiscono un'ottima lavorabilità.
Con un opportuno trattamento termico di tempra
seguito da almeno 2 rinvenimenti opportuni,
BeyLos® 2344 può raggiungere durezze anche di 50
HRc senza penalizzare le tenacità. Volendo
incrementare ancora le caratteristiche meccaniche
in superficie il BeyLos® 2344 può essere rivestito
con processi di tipo PVD o PA/CVD o indurito
mediante trattamenti di flammatura, tempra ad
induzione oppure sottoposto ad un trattamento di
nitrurazione.
In questo modo si possono raggiungere valori di
durezza prossimi ai 58 HRc. La durezza dello strato
indurito a seguito della nitrurazione è di circa
900÷1000 HV0,2Kg.
L'elevato grado di micropurezza ed omogeneità
strutturale,
conferisce
all'acciaio
buone
caratteristiche di lucidabilità e fotoincidibilità
AISI-SAE H13
Gli acciai per utensili prodotti da Lucchini RS sono
stati studiati e messi a punto per ottimizzare le
prestazioni dei materiali. Il marchio identifica il
prodotto Lucchini RS ed il numero che segue può
richiamare la classificazione Werkstoff o altre sigle
ai soli fini delle caratteristiche d’impiego.
Principali applicazioni
BeyLos® 2344 si presta alla seguenti principali
applicazioni:
•
stampi per pressocolata alluminio;
•
stampi per bassa pressione;
•
conchiglie per fusioni in gravità;
•
contenitore per presse pressocolata;
•
matrici estrusione alluminio;
•
tacchi pressatori per presse estrusione;
•
camicie per presse estrusione;
•
stampi ad iniezione.
Per impieghi gravosi, è consigliabile la versione
ESR (EskyLos® 2344).
Qualora sia necessario, è possibile intervenire sullo
stampo con tecniche di saldatura tipo TIG o MMA.
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Edizione Dicembre 2008
Proprietà fisiche e meccaniche
Principali proprietà fisiche del materiale
Modulo elastico
[kN/mm2]
a 20°C
a 400°C
a 600°C
210
179
168
Coefficiente
d’espansione
termica da 20°C
[10-6/K]
-
Conducibilità
termica [W/mK]
26,0
11,9
BeyLos® 2344 è fornito allo stato ricotto, qualora sia
necessario ottenere delle durezze diverse o sia
necessario un trattamento termico del materiale, si
consigliano i seguenti parametri di lavoro. I dati
allegati sono orientativi e dovranno essere modulati
in funzione degli impianti di trattamento termico e
dello spessore della barra.
Ricottura di addolcimento
Temperatura
consigliata
850 °C
Salita
Massimo 50°C/h
Permanenza in
temperatura
Minimo 120 minuti da quando
si stabilizza la temperatura
Raffreddamento
Lento in forno
13,0
29,1
32,0
Principali proprietà meccaniche
Carico di rottura
(Rm) [N/mm2]
Trattamenti termici
a 400°C
a 500°C
a 600°C
1.170
980
710
Si consiglia
il trattamento di ricottura
d’addolcimento nel caso in cui è necessario
migliorare la lavorabilità all'utensile del materiale.
Dopo ricottura si raggiungono durezze massime
intorno ai 220 HB.
Distensione
Carico di
snervamento (Rs)
[N/mm2]
920
780
500
I dati sono da intendersi come valori medi ottenuti
su di un provino temprato a 1020°C, spento in olio e
con un ultimo rinvenimento a 630°C per una
durezza di 44 HRc.
Carico [N/mm2]
Proprietà meccaniche Vs temperatura
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
350
Temperatura
consigliata
650 °C
Salita
Massimo 100°C/h
Permanenza in
temperatura
Minimo 120 minuti da quando
si stabilizza la temperatura
Raffreddamento
Lento in forno
Rm
Rs
400
450
500
550
600
Temperatura [°C]
650
700
Nel caso in cui la temperatura consigliata fosse al di
sopra di quella di rinvenimento effettuato, la
temperatura di distensione dovrà essere di 50° C
inferiore a quella di rinvenimento.
Si consiglia il trattamento di distensione nel caso in
cui sia necessario eliminare le tensioni residue
indotte dalle lavorazioni meccaniche o da un
precedente trattamento termico.
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Edizione Dicembre 2008
Tempra
Il trattamento termico di tempra è realizzato
prevedendo tre cicli di preriscaldo del materiale
come indicato in tabella. Si consiglia di eseguire il
trattamento termico di tempra sul pezzo allo stato
ricotto e di rinvenire il materiale immediatamente
dopo tempra.
Temperatura Ι
preriscaldo
400 °C
Salita
150°C/h massimo
Permanenza in
temperatura
60 min. per ogni 25 mm di
spessore oppure quando
(Ts-Tc) < 90°C
Temperatura Ι Ι
preriscaldo
600 °C
Salita
150°C/h massimo
Permanenza in
temperatura
45 min. per ogni 25 mm di
spessore oppure quando
(Ts-Tc) < 90°C
Temperatura Ι Ι Ι
preriscaldo
800 °C
Salita
150°C/h massimo
Permanenza in
temperatura
25 min. per ogni 25 mm di
spessore oppure quando
(Ts-Tc) < 25°C
Il primo preriscaldo a 400°C è consigliabile per
eliminare le tensioni accumulate a seguito delle
lavorazioni meccaniche. I successivi preriscaldi a
600°C e 800°C sono necessari per omogeneizzare
le temperature del pezzo. Si ammettono velocità di
salita fino a 150°C/h.
Le permanenze nelle varie fasi di preriscaldo si
calcolano in funzione dello spessore del pezzo e
variano secondo la temperatura, come indicato in
tabella.
In alternativa, le permanenze possono essere
impostate in funzione della differenza di temperatura
tra cuore (Tc) e superficie (Ts) del pezzo, misura
attraverso due termocoppie.
Dopo il terzo preriscaldo ad 800°C si consiglia di
raggiungere la temperatura d’austenitizzazione il più
velocemente possibile, e di mantenere tale valore
per 30 minuti da quando si verifica la condizione
(Ts-Tc) < 15°C oppure applicando la seguente
formula empirica:
t = ( x + 39 ) / 2
t = tempo di permanenza [min]
x = spessore [mm]
Temperatura
d’austenitizzazione
1020 °C
Salita
Maggiore di 150°C/h
Permanenza in
temperatura
t = ( x + 39 ) / 2 oppure 30
minuti da quando (Ts-Tc)
< 15°C
Raffreddamento
In aria, sottovuoto, bagno
di sale od olio
Rinvenimenti
Si raccomanda di impostare la temperatura del
primo rinvenimento in prossimità della durezza
secondaria pari a 580°C. La temperatura del
secondo rinvenimento sarà scelta in funzione della
proprietà meccaniche da conseguire e in ogni caso
dovrà essere superiore alla temperatura del primo
rinvenimento.
Le permanenze per il primo e secondo
rinvenimento sono calcolate applicando la seguente
formula empirica:
t’ = t” = 0,8 x + 120
t’ = t’’ = tempo di permanenza [min]
x = spessore [mm]
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Edizione Dicembre 2008
Rinvenimenti a temperature inferiori ai 200°C non
sono raccomandati.
Le permanenze per terzo rinvenimento sono
calcolate applicando la seguente formula empirica:
Curva di rinvenimento
Durezza [HRc]
Un terzo rinvenimento può essere utile come
distensione del pezzo ad una temperatura di
30÷50°C al di sotto delle massima temperatura
impostata in precedenza. Non sono consigliati
rinvenimenti a temperature comprese tra i 400 e i
550°C perché riducono la tenacità del materiale.
60
56
52
48
44
40
36
32
28
24
20
350
HRc
400
450
500
550
600
650
700
Temperatura di rinvenimento [°C]
t”’ = 0,8 x + 180
Curva di rinvenimento per un campione
austenitizzato a 1020°C, il diagramma si riferisce ai
valori ottenuti dopo il secondo rinvenimento.
t’’’ = tempo di permanenza [min]
x = spessore [mm]
Temperatura Ι
rinvenimento
Variazioni dimensionali durante i
trattamenti termici
580°C
Permanenza in
temperatura
t’ = 0,8 x + 120
Raffreddamento
In aria calma
Temperatura Ι Ι
rinvenimento
In funzione delle
caratteristiche meccaniche
da conseguire e in ogni caso
superiore alla temperatura
del primo rinvenimento
Permanenza in
temperatura
t” = 0,8 x + 120
Raffreddamento
In aria calma
Temperatura Ι Ι Ι
rinvenimento
30÷50°C al di sotto della
massima temperatura
impostata in precedenza
Permanenza in
temperatura
t’” = 0,8 x + 180
Raffreddamento
Discesa lenta in forno fino a
250°C, quindi aria calma
Durante la fase di tempra del BeyLos® 2344 si
superano i punti di trasformazione di fase. Questo
comporta inevitabilmente una variazione di volume
del materiale. Si raccomanda, per tale ragione, di
trattare il pezzo lasciando un sovrametallo per
recuperare le variazioni dimensionali indotte dal
trattamento termico. E' opportuno inoltre che tutti gli
spigoli siano raccordati.
Nitrurazione
La nitrurazione ha lo scopo di incrementare la
resistenza all'usura e all'abrasione del materiale.
Tale trattamento risulta molto vantaggioso nel caso
d’impieghi estremamente gravosi allungando la
durata del componente.
Si consiglia di nitrurare il pezzo allo stato temprato e
rinvenuto. La temperatura di rinvenimento dovrà
essere superiore di almeno 50°C della temperatura
a cui è nitrurato il pezzo. I moderni processi di
nitrurazione sono in grado di assicurare una
costanza dimensionale del pezzo. Si raccomanda di
trattare pezzi allo stato finito.
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Edizione Dicembre 2008
Curva CCT
Punti Critici
Ac1
870°C
Ms
360°C
Ac3
940°C
Mf
220°C
Comparazione tra le proprietà degli acciai per utensili a caldo
BeyLos® 2714
BeyLos® 2343
Resistenza a caldo
Tenacità a caldo
BeyLos® 2344
BeyLos® 2365
BeyLos® 2367
0
20
40
60
80
100
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Edizione Dicembre 2008
Saldatura
Elettroerosione (EDM)
BeyLos® 2344 può essere saldato con buoni risultati
osservando le modalità operative suggerite.
Trattandosi di un acciaio con un tenore di carbonio
equivalente elevato, è molto sensibile alla
formazione di cricche. Si raccomanda di seguire
attentamente le operazioni di preriscaldo e
trattamento termico dopo saldatura.
BeyLos® 2344 può essere lavorato con la tecnica
dell’elettroerosione per ottenere figure complesse.
Dopo l'elettroerosione si consiglia un trattamento
termico di distensione.
Stato del
materiale
Ricotto con durezza
220 HB max
Tecnica di
saldatura
TIG
MMA
Preriscaldo a
330 ÷ 380 °C
Trattamento
termico
raccomandato
Riscaldare il pezzo a 850 °C,
raffreddare in forno fino a 600
°C ad un velocità di 20 °C/h e
quindi lasciare in aria calma
Stato del
materiale
Temprato e rinvenuto
Tecnica di
saldatura
TIG
MMA
Preriscaldo a
330 ÷ 380 °C
Trattamento
termico
raccomandato
Distendere il pezzo 50 °C al di
sotto dell’ultimo rinvenimento
Per informazioni più approfondite si veda la relativa
brochure.
Via G. Paglia, 45
24065 Lovere (BG) - ITALY
Tel.
+ 39 035 963492
Fax
+ 39 035 963551
Web
http://www.LucchiniRS.it
E-mail [email protected]
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Edizione Dicembre 2008