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O1工具鋼（1.2510）：高硬度與韌性的完美結(jié)合
材料概述
O1工具鋼是一種高碳工具鋼，具有良好的可加工性、硬化時(shí)的尺寸穩(wěn)定性、良好的切削刃保持性以及硬化和回火后表面硬度與韌性之間的良好平衡。這些特性使O1適用于制造需要良好工具壽命和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性的工具。高錳含量提供了從正確硬化溫度淬火時(shí)良好的尺寸穩(wěn)定性。
化學(xué)成分
| 元素 | 含量（%） |
|---|---|
| C | 0.95 - 1.05 |
| Cr | 0.5 - 0.7 |
| Mn | 1.0 - 1.5 |
| Mo | 0.25 - 0.35 |
| V | 0.15 - 0.30 |
| Si | 0.15 - 0.40 |
物理性能
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密度：7.83 g/cm³
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熱導(dǎo)率：33.0 W/(m·K)
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比熱容：0.46 J/g-°C
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彈性模量：214 GPa
力學(xué)性能
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抗拉強(qiáng)度：約111.6 KSI（交付時(shí)）
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屈服強(qiáng)度：56.6 - 74 KSI（390 - 510 MPa）
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硬度：592 - 658 BHN（57 - 62 HRC）
加工性能
熱處理
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退火：將保護(hù)的鋼材均勻加熱至780°C，然后在爐中冷卻，每小時(shí)15°C至650°C，之后可以在空氣中冷卻至室溫。必須采取適當(dāng)預(yù)防措施，防止過(guò)度碳化或脫碳。
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正火：在臨界溫度以上均勻加熱材料并保持一段時(shí)間，然后在靜止空氣中自然冷卻。
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應(yīng)力消除：粗加工后將工件加熱至650°C并保持2小時(shí)，然后緩慢冷卻至500°C，再在空氣中自由冷卻。
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硬化：在600 - 700°C預(yù)熱，然后在790 - 850°C奧氏體化，保持約20 - 30分鐘，然后淬火。
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淬火：在溫暖的油中淬火至49 - 66°C，然后立即回火。
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回火：根據(jù)所需的硬度選擇回火溫度，至少回火兩次，并在回火之間冷卻至室溫。
冷加工與熱加工
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冷加工：會(huì)硬化，可能需要應(yīng)力消除處理。
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熱加工：在推薦的溫度范圍內(nèi)操作，以防止晶粒長(zhǎng)大。
表面處理
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氮化：提高表面硬度和疲勞壽命。
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碳化：在表面形成硬碳化層，提高表面硬度和耐磨性。
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碳氮共滲：在表面層引入氮和碳化物，提高表面硬度、耐磨性以及高溫下的軟化抗力。
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黑氧化：提供額外的耐腐蝕性，主要用于美觀。
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PVD和CVD涂層：在材料表面形成一層薄的硬涂層，提高耐磨性。
應(yīng)用領(lǐng)域
O1工具鋼適用于多種應(yīng)用，包括沖裁和沖壓厚度達(dá)6毫米的工具、剪刀、螺紋加工工具、量具、塑料模具、橡膠模具、校準(zhǔn)規(guī)、導(dǎo)軌、模具、沖頭、木工工具和機(jī)器刀片等。
結(jié)論
O1工具鋼具有許多優(yōu)點(diǎn)，如高硬度、切削刃保持性、韌性、可加工性、簡(jiǎn)單的熱處理和成本效益。然而，它也存在一些弱點(diǎn)：容易生銹且對(duì)脫碳敏感。通過(guò)正確的工藝、合適的應(yīng)用并注意其弱點(diǎn)，O1是許多刀具和工具制造商的理想選擇。