Keluli alat AISI H21: Panduan untuk prestasi suhu tinggi & Penggunaan

Sekiranya anda bekerja dengan alat yang menghadapi suhu pertengahan hingga tinggi-seperti penyemperitan panas mati, alat penempaan besar, atau acuan plastik volum tinggi-Keluli alat AISI H21 adalah penyelesaian yang boleh dipercayai. Sebagai keluli alat kerja panas kromium-tungsten-molybdenum, Ia direka untuk mengekalkan kekuatannya, ketangguhan, dan membentuk walaupun terdedah sehingga memanaskan sehingga 600 ° C. Dalam panduan ini, Kami akan memecah sifat utamanya, Aplikasi dunia nyata, proses pembuatan, dan bagaimana ia dibandingkan dengan bahan lain. Pada akhir, Anda akan tahu sama ada ia sesuai untuk keperluan alat suhu tinggi yang sederhana hingga berat.

1. Ciri -ciri Bahan Keluli Alat AISI H21

Keupayaan Aisi H21 untuk melaksanakan di bawah haba berasal dari komposisi seimbang dan sifat yang dioptimumkan dengan teliti. Mari kita meneroka setiap kategori dengan mudah, istilah praktikal:

Komposisi kimia

Theelemen aloi di Aisi H21 bekerjasama untuk menahan haba, Pakai, dan tekanan terma. Berikut adalah kerosakan biasa dan peranan mereka:

Sifat fizikal

Ciri-ciri ini menggambarkan bagaimana AISI H21 berkelakuan dalam persekitaran suhu tinggi:

• Ketumpatan: ~ 7.85 g/cm³ (Sama seperti kebanyakan keluli -senang mengira berat alat untuk persediaan kerja panas).
• Kekonduksian terma: ~ 30 w/(m · k) (menghilangkan haba dengan baik, mencegah terlalu panas setempat dalam kematian yang besar).
• Pekali pengembangan haba: ~ 11.6 × 10⁻⁶/° C. (meminimumkan melengkung apabila dipanaskan dan disejukkan, Menyimpan alat tepat).
• Kapasiti haba tertentu: ~ 465 j/(kg · k) (menyerap dan melepaskan haba secara merata, mengurangkan tekanan haba pada keluli).
• Sifat magnet: Ferromagnet (berfungsi dengan pemegang alat magnetik, walaupun pada suhu sederhana).

Sifat mekanikal

Ciri-ciri mekanikal Aisi H21 disesuaikan untuk kerja panas yang sederhana hingga berat. Inilah yang paling penting:

• Kekuatan tegangan: ≥ 1,600 MPA (pada suhu bilik); ≥ 850 MPA dan 500 ° C. (cukup kuat untuk penempaan panas yang berat).
• Kekuatan hasil: ≥ 1,300 MPA (pada suhu bilik); ≥ 700 MPA dan 500 ° C. (Menentang ubah bentuk kekal di bawah haba dan beban).
• Kekerasan: 40-45 HRC (Rockwell), ~ 400-450 HV (Vickers), ~ 380-430 HBW (Brinell)-Softer daripada H13, tetapi mengekalkan kekerasan pada api yang tinggi.
• Kesan ketangguhan: ~ 30-40 j (pada suhu bilik); ~ 18 j pada suhu 500 ° C (cukup sukar untuk menahan keretakan dari kejutan panas).
• Kekuatan keletihan: ~ 700 MPa (Menentang Kerosakan dari Pemanasan Berulang/Penyejukan-Ideal untuk acuan volum tinggi).
• Pakai rintangan: Baik - Menyusun pakaian kasar dari logam panas atau plastik, Tetapi 10-15% kurang daripada AISI H13.

Sifat lain

• Rintangan kakisan: Pengoksidaan Resist Moderate Sehingga 600 ° C (Gunakan lapisan seperti penyaduran kromium untuk suhu yang lebih tinggi atau persekitaran basah).
• Hardenability: Cemerlang - merata di bahagian tebal (sehingga 150mm), menjadikannya sesuai untuk mati besar.
• Rintangan Tempering: Sangat baik - menjadikan kekerasan dan kekuatan sehingga 600 ° C (berfungsi untuk kebanyakan kerja panas bukan ekstrem).
• Kestabilan dimensi: Pengecutan minimum tinggi atau melengkung selepas rawatan haba dan penggunaan berulang (Kritikal untuk acuan ketepatan).
• Kebolehkerjaan panas: Cemerlang - boleh dipanaskan dan dibentuk menjadi besar, reka bentuk mati kompleks tanpa retak.

2. Aplikasi AISI H21 Tool Steel

Keseimbangan Rintangan Haba AISI H21, ketangguhan, dan kebolehkerjaan menjadikannya sesuai untuk alat suhu tinggi yang sederhana hingga berat. Berikut adalah kegunaannya yang paling biasa:

Industri kerja logam

Ini adalah pilihan utama untuk alat yang membentuk bahagian logam yang besar atau tebal:

• Alat kerja panas: Gunting panas yang besar (Untuk memotong plat keluli tebal), panduan rolling panas (untuk membentuk lembaran logam), dan palu palu panas.
• Hot forging mati: Medium-to-Large untuk memalsukan bahagian keluli seperti kosong gear, Aci gandar, atau komponen jentera berat.
• Penyemperitan panas mati: Mati untuk extruding profil logam tebal (seperti rasuk keluli untuk pembinaan) atau logam bukan ferus (Seperti paip tembaga).
• Alat Stamping Hot: Alat setem panas berat untuk membentuk lembaran keluli tebal (Mis., bahagian casis trak atau bingkai peralatan perindustrian).

Industri pencetakan plastik

Rintangan habanya berfungsi untuk volum tinggi, Komponen acuan besar:

• Sisipan acuan suntikan: Sisipan teras atau rongga besar untuk bahagian plastik volum tinggi (seperti panel dalaman automotif atau perumahan perkakas yang besar).
• Acuan mampatan: Acuan untuk membentuk bahagian plastik termoset besar (seperti kandang elektrik untuk mesin perindustrian).
• Alat pencetakan meniup: Alat untuk membuat bekas plastik besar (seperti gendang penyimpanan 50 liter)-Mengandang panas plastik cair dan kitaran berulang.

Industri automotif

Ia digunakan untuk alat panas automotif tugas berat:

• Stamping mati: Stamping panas berat mati untuk bahagian keluli tebal (seperti kerangka bingkai trak atau bumper SUV).
• Pukulan: Pukulan panas yang besar untuk membuat lubang di bahagian logam yang dipanaskan tebal (Seperti blok enjin atau perumahan penghantaran).
• Mati kerana memalsukan: Penempaan besar mati untuk bahagian automotif seperti engkol engkol, Menyambung rod, atau komponen penggantungan.

Kejuruteraan Am

Ia sesuai untuk besar, alat suhu tinggi dalam tetapan perindustrian:

• Alat kerja panas: Hot crusting panas mati (untuk membentuk bolt logam atau pengikat secara pukal) atau alat menekan panas (untuk membentuk bahan komposit).
• Alat kerja sejuk: Alat pembentukan sejuk tugas berat untuk lembaran logam tebal (seperti membuat kurungan aluminium yang besar)-Terima kasih kepada ketangguhannya.
• Alat pembentukan sejuk: Alat untuk membentuk logam sejuk di bawah tekanan tinggi (seperti membuat pencuci keluli besar atau pengikat pembinaan).

3. Teknik pembuatan untuk keluli alat AISI H21

Menghasilkan AISI H21 memerlukan ketepatan untuk mengekalkan sifat tahan panasnya, Terutama untuk alat besar atau kompleks. Inilah prosesnya:

1. Proses pembuatan keluli

• Relau arka elektrik (EAF): Kaedah yang paling biasa. Keluli sekerap dicairkan dalam EAF, dan elemen aloi (Cr, Mo, Dan) ditambah untuk mencapai komposisi tepat AISI H21.
• Relau oksigen asas (Bof): Rare untuk H21-Digunakan hanya untuk pengeluaran besar-besaran keluli kerja panas berkualiti tinggi untuk pelanggan perindustrian.

2. Bergolek dan menempa

• Rolling panas: Keluli dipanaskan hingga ~ 1,200-1,250 ° C dan dilancarkan ke bar besar, plat, atau blok (Bentuk permulaan untuk mati besar).
• Rolling sejuk: Rare for H21—hot rolling preserves the steel’s grain structure and kebolehkerjaan panas, yang penting untuk alat besar.
• Menjatuhkan penempaan: Menggunakan tukul berat untuk membentuk keluli panas menjadi kosong mati (seperti menempa badan mati untuk bahagian automotif).
• Tekan penempaan: Menggunakan akhbar hidraulik (dengan tekanan tinggi) untuk mencipta bentuk yang tepat untuk besar, Kompleks mati (seperti sisipan acuan suntikan untuk peralatan).

3. Rawatan haba

Rawatan haba adalah kunci untuk membuka kunci rintangan haba AISI H21. Proses biasa adalah:

• Penyepuhlindapan: Panaskan keluli hingga 850-900 ° C dan sejuk perlahan -selalunya hingga 180-220 HBW, menjadikannya mudah untuk mesin besar atau kompleks mati.
• Austenitizing: Panaskan hingga 1,020-1,060 ° C dan tahan selama 3-5 jam (lebih lama daripada keluli yang lebih kecil, untuk memastikan pemanasan bahagian tebal).
• Pelindapkejutan: Sejukkan minyak atau udara (pelindapkejutan udara adalah biasa untuk mati besar)-Mengerahkan retak dan membuat sukar, struktur tahan haba.
• Pembiakan: Panaskan semula hingga 520-580 ° C dan tahan selama 4-6 jam (dilakukan dua kali untuk kestabilan)-LOCKS dalam rintangan haba dan mengurangkan kelembutan.

4. Rawatan permukaan

• Pengisaran: Menggunakan besar, Roda kasar ketepatan untuk membentuk mati besar dengan dimensi yang tepat (Mis., Melancarkan rongga mati).
• Menggilap: Mewujudkan permukaan licin untuk sisipan acuan -Mempertahankan bahagian plastik mempunyai bersih, Selesai seragam (Kritikal untuk bahagian automotif atau perkakas).
• Salutan: Pilihan -titanium aluminium nitrida (Tialn) atau penyaduran kromium meningkatkan rintangan haus sebanyak 25-30% (Sesuai untuk penempaan volum tinggi mati).

5. Kawalan kualiti

Setiap kumpulan AISI H21 diuji untuk memenuhi piawaian yang ketat, terutamanya untuk besar, Alat tekanan tinggi:

• Analisis kimia: Menggunakan spektrometri untuk memeriksa tahap CR, Mo, dan unsur -unsur lain (memastikan ia sepadan dengan spesifikasi AISI H21).
• Ujian mekanikal: Termasuk ujian tegangan suhu tinggi, ujian kesan (di bilik dan suhu tinggi), dan ujian kekerasan (Untuk mengesahkan HRC).
• Ujian tidak merosakkan (Ndt): Menggunakan ujian ultrasonik untuk mencari retak tersembunyi di bahagian tebal (kritikal untuk mati besar yang menghadapi tekanan tinggi).

4. Kajian kes: AISI H21 Tool Steel in Action

Contoh dunia nyata menunjukkan bagaimana AISI H21 menyelesaikan masalah untuk alat kerja panas yang besar atau tinggi. Berikut adalah tiga kes terperinci:

Kajian kes 1: Hot forging mati untuk crankshaft engkol automotif

Latar belakang aplikasi: A U.S.. Pengilang bahagian automotif menggunakan AISI H11 mati untuk memalsukan crankshafts. Yang mati berlangsung 12,000 kitaran sebelum memakai, kos $ 8,000/mati dan 3 Hari Downtime setiap Penggantian (Kerana saiz mati yang besar). Peningkatan prestasi: Mereka beralih ke AISI H21 mati. Yang mati berlangsung 25,000 kitaran -lebih daripada dua kali ganda.Analisis kos-manfaat: Kos mati tahunan jatuh ke $19,200 (dari $40,000), Menjimatkan $ 20,800/tahun. Downtime juga jatuh 50%, Meningkatkan pengeluaran engkol oleh 15%.

Kajian kes 2: Sisipan acuan suntikan untuk perumahan perkakas yang besar

Latar belakang aplikasi: Pembuat perkakas Eropah menggunakan sisipan acuan AISI P20 untuk perumahan peti sejuk besar. Sisipan itu habis selepas 150,000 kitaran, kos $ 5,000/sisipan dan 2 Hari -hari downtime (kerana saiz sisipan besar). Peningkatan prestasi: Mereka beralih ke sisipan AISI H21. Sisipan berlangsung 350,000 kitaran -2.3x lagi.Analisis kos-manfaat: Kos penggantian tahunan jatuh ke $8,571 (dari $18,333), Menjimatkan $ 9,762/tahun. Perumahan juga mempunyai kestabilan dimensi yang lebih baik, Mengurangkan sekerap oleh 6%.

Kajian kes 3: Penyemperitan panas mati untuk rasuk keluli

Latar belakang aplikasi: Pengilang bahan binaan Kanada menggunakan keluli kerja panas yang lebih rendah (AISI H10) Untuk penyemperitan mati. Yang mati retak selepas 8,000 kitaran (kerana tekanan haba), kos $ 6,000/mati dan 4 Hari -hari downtime.Peningkatan prestasi: Mereka beralih ke AISI H21 mati. Yang mati berlangsung 18,000 kitaran dan tidak retak.Analisis kos-manfaat: Kos mati tahunan jatuh ke $17,333 (dari $45,000), Menjimatkan $ 27,667/tahun. Downtime jatuh 70%, membenarkan syarikat memenuhi lebih banyak pesanan untuk rasuk keluli.

5. AISI H21 Alat Keluli vs. Bahan lain

Bagaimana AISI H21 dibandingkan dengan keluli alat lain dan bukan steels untuk kerja panas yang sederhana hingga berat? Mari kita gunakan data:

Perbandingan dengan keluli alat lain

Aisi H21 direka untuk besar, Alat suhu tinggi-di sini bagaimana ia menyusun keluli alat biasa yang lain:

Perbandingan dengan bahan bukan keluli

Non-Steels tidak dapat memadankan saiz imbangan AISI H21, ketangguhan, dan rintangan haba:

Takeaway Utama: Aisi H21 adalah pilihan terbaik untuk besar, Alat kerja panas yang sederhana-ke-berat. Ia lebih tahan panas daripada H11, lebih mudah untuk mesin untuk bahagian besar daripada H13, dan jauh lebih sukar daripada bukan steel seperti seramik-menjadikannya sesuai untuk kerja panas berskala perindustrian.

Perspektif Teknologi Yigu mengenai AISI H21 Tool Steel

Di Yigu Technology, Kami mengesyorkan AISI H21 kepada pelanggan dengan keperluan kerja panas yang besar atau tinggi seperti kedai-kedai atau pembuat acuan perkakas automotif. Ini adalah pilihan yang boleh dipercayai untuk alat yang perlu mengendalikan haba sehingga 600 ° C tanpa retak, Dan keupayaannya untuk mengeras secara merata di bahagian tebal menjadikannya sesuai untuk mati besar. Walaupun ia sedikit kurang tahan haus daripada H13, selalunya lebih kos efektif untuk bahagian besar. Untuk perniagaan yang bergantung pada alat panas berskala perindustrian, AISI H21 menyampaikan prestasi yang konsisten dan kehidupan alat yang panjang, memotong kos downtime dan penggantian.

Soalan Lazim Mengenai AISI H21 Tool Steel

1. Bolehkah Aisi H21 digunakan untuk alat kerja panas kecil?
   Ya, Tetapi ia tidak sesuai. Aisi H21 direka untuk besar, Alat tebal -sifatnya (seperti kebolehkerasan tinggi untuk bahagian tebal) berlebihan untuk alat kecil. Untuk alat kerja panas kecil, AISI H11 atau H13 lebih berkesan kos.