Ocele · nitridačná oceľ
31CrMo12
Klasická nitridačná CrMo oceľ pre tvrdé a odolné povrchy.
Popis materiálu
31CrMo12 je nitridačná oceľ. Legovanie Cr-Mo-Al (resp. Cr-Mo-V) umožňuje vytvoriť veľmi tvrdú nitridovanú vrstvu (až 1100 HV) pri malej deformácii dielu, pretože nitridácia prebieha pod kaliacou teplotou. Klasická nitridačná CrMo oceľ pre tvrdé a odolné povrchy. V zákazkovej výrobe sa najčastejšie používa na: vretená, piesty a valce, presné strojné diely.
Mechanické a fyzikálne vlastnosti
Hustota
7,85 g/cm³
Teplota tavenia
1425–1520 °C
Pevnosť v ťahu (Rm)
900–1100 MPa (jadro po zušľachtení)
Medza klzu (Rp0,2)
700–900 MPa (Rp0,2 v jadre)
Ťažnosť (A)
10–14 %
Tvrdosť
280–330 HB jadro, 800–1100 HV povrch po nitridácii
Tepelná vodivosť
~38 W/(m·K)
Max. prevádzková T
~500 °C
Modul pružnosti (E)
210 GPa
Hodnoty sú orientačné (typické priemery). Presné hodnoty závisia od stavu, tepelného spracovania a konkrétnej normy.
Chemické zloženie
C 0,31 %, Cr 0,9–3,2 %, Mo 0,15–1,1 %, zvyšok Fe
Označenia
- EN / DIN
- 31CrMo12 / 1.8515
- ASTM / AISI / UNS
- AISI 4140 nitr. (blízky)
- ČSN
- ČSN 15 340
Typické použitie
- vretená
- piesty a valce
- presné strojné diely
Hlavné vlastnosti
- veľmi tvrdý nitridovaný povrch
- rozmerová stabilita
- odolnosť proti opotrebeniu
Spracovanie
Obrábateľnosť
stredná
Zvariteľnosť
neodporúča sa
Povrchové úpravy
Dostupnosť a cena
Dostupnosť
bežná
Cena
stredná
Výhody a nevýhody
Výhody
- veľmi tvrdý nitridovaný povrch
- rozmerová stabilita
- odolnosť proti opotrebeniu
- extrémna povrchová tvrdosť (800–1100 HV)
- minimálna deformácia pri nitridácii
- vysoká odolnosť proti oteru a zadieraniu
Nevýhody
- dlhý proces nitridácie (20–90 h)
- vyššia cena materiálu aj úpravy
- tenká vrstva neznesie vysoké plošné tlaky
Typické spracovanie
Alternatívy
Aplikácie a použitie
Plastikárske stroje
- šneky
- valce vytláčacích strojov
Presná mechanika
- vretená
- vodiace tyče
- ventilové diely
Typické zákazky
- vretená
- piesty a valce
- presné strojné diely
Obrábanie (CNC parametre)
Obrobiteľnosť
45–60 %
Rezná rýchlosť
90–160 m/min (karbid, stav +QT)
Nástroj
karbid s povlakom TiAlN, tuhé upnutie
Chladenie
emulzia 6–10 %
Hrubujte pred zušľachtením, načisto po ňom. V stave +QT rátajte s vyššími reznými silami.
Zváranie
Zvárateľnosť
neodporúča sa
Predohrev
100–200 °C podľa hrúbky
Prídavný materiál
G3Si1 / SG2 (ER70S-6)
Vhodné metódy
Zvárateľnosť: neodporúča sa. Dodržte predohrev podľa hrúbky a uhlíkového ekvivalentu CEV.
Povrchové úpravy
čiernenie
lacná estetická úprava, korózna ochrana len s olejom
fosfátovanie
dobrý podklad pod lak a pre klzné dvojice
nitridovanie
štandardne používaná úprava pre tento materiál
zinkovanie
základná protikorózna ochrana pre exteriér a bežné strojné diely
bez úpravy
nelegovaná oceľ hrdzavie — bez povrchovej úpravy len pre vnútorné prostredie s konzerváciou olejom
Tepelné spracovanie
Žíhanie
mäkké žíhanie 650–700 °C
Kalenie
zušľachtenie: kalenie do oleja 880–920 °C
Popúšťanie
popúšťanie 580–680 °C (nad nitridačnou teplotou)
Nitridácia 500–530 °C / 20–90 h, tvrdosť vrstvy 800–1100 HV pri minimálnej deformácii.
Porovnateľné triedy (ekvivalenty v normách)
| Norma | Označenie |
|---|---|
| EN / DIN | 31CrMo12 / 1.8515 |
| ASTM / AISI / UNS | AISI 4140 nitr. (blízky) |
| ČSN | ČSN 15 340 |
Dostupnosť a formy
Cenová trieda: €€
Dostupnosť: bežná. Pri atypických rozmeroch rátajte s dlhším dodaním alebo minimálnym odberom.
Environmentálne a bezpečnostné poznámky
- oceľ je plne recyklovateľná bez straty kvality
- zvyšky a triesky sa vykupujú ako železný šrot
- nízka energetická náročnosť recyklácie oproti primárnej výrobe
Upozornenia pri spracovaní
- pri brúsení a rezaní používajte odsávanie a ochranu dýchacích ciest — kovový prach je dráždivý
- zvárací dym obsahuje oxidy kovov, zabezpečte odsávanie na pracovisku