Stal narzędziowa do pracy na gorąco TGE21 COBIA ESR (EN ISO X37CrMoV5-1, Werkstoff 1.2340 ESR, AISI H11 ESR)
Opis ogólny stali TGE21 COBIA ESR
TGE21 COBIA ESR jest stalą narzędziową do pracy na gorąco, wytwarzaną w procesie przetopu elektrożużlowego (ESR). Gatunek ten odpowiada normie EN ISO X37CrMoV5-1, amerykańskiemu AISI H11, a w systemie Werkstoff oznaczany jest jako 1.2340 ESR.
Producent TG Steels nie wskazuje oficjalnego oznaczenia wg PN ani PN-ISO – brak oznaczenia PN.
Proces ESR zapewnia bardzo wysoki poziom czystości metalurgicznej, jednorodną mikrostrukturę oraz ograniczenie segregacji i wtrąceń niemetalicznych. W praktyce technologicznej TGE21 COBIA ESR pozycjonowana jest jako stal H11 ESR o bardzo dobrej kombinacji udarności, ciągliwości, odporności na odpuszczanie wtórne oraz podatności na obróbki powierzchniowe. Gatunek ten jest wyraźnie odróżnialny od klasycznych wersji H11 wytwarzanych bez przetopu ESR.
Proces ESR (Electroslag Remelting) i jego wpływ na stal TGE21 COBIA ESR
Stal TGE21 COBIA ESR jest wytwarzana z zastosowaniem procesu przetopu elektrożużlowego (ESR – Electroslag Remelting), który stanowi kluczowy element jej charakterystyki technologicznej i użytkowej.
W procesie ESR ciekły metal przepływa przez warstwę ciekłego żużla przewodzącego prąd elektryczny. W wyniku tego procesu zachodzi intensywne oczyszczanie metalu, a krystalizacja przebiega w sposób kontrolowany i jednorodny.
Wpływ procesu ESR na stal TGE21 COBIA ESR:
- znaczące ograniczenie wtrąceń niemetalicznych (tlenki, siarczki),
- redukcja segregacji pierwiastków stopowych,
- jednorodna, drobnoziarnista mikrostruktura na całym przekroju,
- wysoka powtarzalność właściwości mechanicznych,
- bardzo wysoka polerowalność, umożliwiająca uzyskanie powierzchni lustrzanych,
- lepsza odporność na pękanie cieplne i zmęczenie cieplne w porównaniu do stali H11 bez ESR,
- większa stabilność podczas obróbki cieplnej i powierzchniowej.
Dzięki ESR stal TGE21 COBIA ESR (EN ISO X37CrMoV5-1, AISI H11 ESR) jest szczególnie predysponowana do narzędzi o wysokich wymaganiach jakościowych, takich jak formy HPDC, wkładki o wysokim połysku oraz narzędzia pracujące w warunkach intensywnych cykli cieplnych.
Oznaczenia i odpowiedniki stali TGE21 COBIA ESR
| System / norma | Oznaczenie |
|---|---|
| Nazwa handlowa TG Steels | TGE21 COBIA ESR |
| EN ISO (EU) | X37CrMoV5-1 |
| Werkstoff (DE) | 1.2340 ESR |
| AISI / ASTM (USA) | H11 ESR |
| JIS (JP) | SKD6 |
| GB (CHN) | 4Cr5MoSiV1 |
| BS (UK) | BH11 ESR |
| NADCA | Grade E |
| PN (PL) | WCL PEŻ |
| Inne normy krajowe | odpowiedniki wg EN ISO X37CrMoV5-1 |
Uwaga krytyczna (walidator PN):
Dla stali TGE21 COBIA ESR (EN ISO X37CrMoV5-1, AISI H11 ESR) nie istnieje oficjalne oznaczenie wg PN ani PN-ISO, jednak gatunek może być mapowany jako modyfikacja WCL po przetopie elektrożużlowym.
Skład chemiczny, typowy dla stali TGE21 COBIA ESR
| Pierwiastek | Zawartość [%] |
|---|---|
| C | 0,35 |
| Si | 0,25 |
| Mn | 0,40 |
| Cr | 5,00 |
| Mo | 1,75 |
| V | 0,50 |
| P | < 0,010 |
| S | < 0,001 |
Uwaga normowa: wartości mają charakter typowy wg producenta; TDS nie podaje zakresów tolerancji normowych.
Mikrostruktura stali TGE21 COBIA ESR
Mikrostruktura stali TGE21 COBIA ESR jest drobnoziarnista i jednorodna, bez wydzieleń i pasmowych układów węglików. W stanie wyżarzonym struktura mieści się w zakresie AS1–AS4 wg NADCA #207-2016, przy segregacji SA1.
Czystość metalurgiczna wg ASTM E45-95 (metoda A):
- serie drobne: A0.5 – B1 – C1 – D1
- serie grube: A0.5 – B0.5 – C0.5 – D0.5
Ten poziom czystości jest kluczowy dla polerowalności zwierciadlanej oraz stabilności właściwości mechanicznych w narzędziach do pracy na gorąco.
Stan dostawy i twardość stali TGE21 COBIA ESR
Stal TGE21 COBIA ESR dostarczana jest w stanie wyżarzonym zmiękczająco.
- Twardość w stanie dostawy: maks. 230 HB
Stan ten jest zoptymalizowany pod dalszą obróbkę mechaniczną i cieplną.
Właściwości fizyczne stali TGE21 COBIA ESR
| Temperatura | Gęstość [kg/m³] | Moduł Younga [N/mm²] | Przewodność cieplna [W/m·K] | Rozszerzalność liniowa [10⁻⁶/K] |
|---|---|---|---|---|
| 20 °C | 7800 | 210 000 | 31 | 11,4 |
| 400 °C | 7700 | 180 000 | 31 | 12,7 |
| 600 °C | 7620 | 145 000 | 32 | 13,3 |
Obróbka cieplna stali TGE21 COBIA ESR
Wyżarzanie zmiękczające
- 800–860 °C (1470–1580 °F)
- Czas: 1 h + 1 h / 25 mm grubości
- Chłodzenie: piecowe 10–20 °C/h do 500 °C
- Atmosfera: redukująca (ochrona przed odwęglaniem)
Podgrzewanie wstępne
- I stopień: 550 °C (1020 °F), 30 s/mm
II stopień: 750 °C (1380 °F), 30 s/mm
Austenityzowanie
- 1000–1050 °C (1830–1920 °F)
- Czas: 30 min/25 mm grubości po wyrównaniu temperatury
- Ostrzeżenie: zbyt długie przetrzymanie → rozrost ziarna i spadek udarności
Hartowanie
- olej 80 °C (176 °F)
- próżnia > 6 bar
- kąpiel solna 500–550 °C (930–1020 °F)
- Preferowane olej lub sól – lepsza udarność.
Odpuszczanie
- Podwójne odpuszczanie – obowiązkowe
- Chłodzenie po każdym cyklu poniżej 100 °C (212 °F)
- Czas: 1 h + 1 h / 25 mm
Sub-zero / kriogenika stali TGE21 COBIA ESR
Producent podaje dane dotyczące obróbki sub-zero:
- Zakres: –70 °C do –190 °C (–95 do –310 °F)
- Czas: 1 h / 25 mm
- Efekty:
◦ pełna transformacja austenitu szczątkowego
◦ poprawa stabilności wymiarowej
◦ wzrost odporności na zużycie
◦ brak pogorszenia udarności
Zakres –70 do –120 °C: obróbka „cold treatment”
Zakres –135 do –190 °C: pełna kriogenika z wydzieleniem ultradrobnych węglików
Obróbki powierzchniowe stali TGE21 COBIA ESR
Azotowanie
- Temp. ≤ 20 °C poniżej ostatniego odpuszczania
- Przykład: 520 °C / 25 h → 1080 HV1, warstwa 0,2 mm
PVD / CVD
- Temp. procesu ≥ 30 °C poniżej ostatniego odpuszczania
Inne
- Stal TGE21 COBIA ESR nadaje się do teksturowania chemicznego i laserowego
Obróbka mechaniczna stali TGE21 COBIA ESR
Toczenie
| Narzędzie | Vc [m/min] | f [mm/obr] | ap [mm] |
|---|---|---|---|
| Węglik – zgrubnie | 130–170 | 0,2–0,4 | 2–4 |
| Węglik – wykańczanie | 170–220 | 0,1–0,2 | 0,5–2 |
| HSS – wykańczanie | 17–22 | 0,1–0,3 | 0,5–2 |
Frezowanie (czołowe)
| Operacja | Vc [m/min] | fz [mm] | ap [mm] |
|---|---|---|---|
| Zgrubne | 160–180 | 0,4 | 1–3 |
| Półwykańczające | 180–200 | 0,25–0,35 | 1–2 |
| Wykańczające | 210–280 | 0,05–0,10 | 0,5–1 |
Wiercenie – HSS
| Ø [mm] | Vc [m/min] | f [mm/obr] |
|---|---|---|
| < 5 | 14–16 | 0,05–0,15 |
| 5–10 | 14–16 | 0,15–0,20 |
| 10–15 | 14–16 | 0,20–0,25 |
| 15–20 | 14–16 | 0,25–0,30 |
EDM
Stal TGE21 COBIA ESR nadaje się do EDM; po obróbce wymagane odprężanie 25 °C poniżej ostatniego odpuszczania i usunięcie warstwy białej.
Typowe zastosowania stali TGE21 COBIA ESR
- formy do odlewania ciśnieniowego aluminium (HPDC)
- wkładki i elementy form o wysokiej polerowalności
- formy do wytłaczania na gorąco
- matryce i stemple kuźnicze
- formy do tworzyw sztucznych o podwyższonej twardości
- narzędzia silnikowe i komponenty precyzyjne
FAQ – stal TGE21 COBIA ESR
TGE21 COBIA ESR to stal narzędziowa do pracy na gorąco wytwarzana w procesie przetopu elektrożużlowego ESR, odpowiadająca EN ISO X37CrMoV5-1.
Stal TGE21 COBIA ESR odpowiada normom EN ISO X37CrMoV5-1 (AISI H11 ESR) oraz Werkstoff 1.2340 ESR.
Nie, dla stali TGE21 COBIA ESR nie istnieje oficjalne oznaczenie PN ani PN-ISO.
Nie, TGE21 COBIA ESR nie jest odpowiednikiem stali WCL ani WCLV i nie może być tak klasyfikowana.
Stal TGE21 COBIA ESR produkowana jest metodą ESR (Electroslag Remelting – przetop elektrożużlowy).
Proces ESR w stali TGE21 COBIA ESR zapewnia wysoką czystość metalurgiczną, jednorodną mikrostrukturę i ograniczenie segregacji.
TGE21 COBIA ESR należy do stali narzędziowych do pracy na gorąco typu H11 ESR.
Oznaczenie AISI stali TGE21 COBIA ESR to H11 ESR.
Oznaczenie Werkstoff stali TGE21 COBIA ESR to 1.2340 ESR.
Stal TGE21 COBIA ESR dostarczana jest w stanie wyżarzonym z twardością maksymalnie 230 HB.
Tak, TGE21 COBIA ESR nadaje się do polerowania zwierciadlanego do poziomu Rt ≤ 0,25 µm.
Tak, stal TGE21 COBIA ESR spełnia wymagania NADCA Grade E.
Tak, TGE21 COBIA ESR nadaje się do azotowania gazowego, jonowego oraz w kąpielach solnych.
Tak, stal TGE21 COBIA ESR może być pokrywana powłokami PVD i CVD przy zachowaniu limitów temperatury.
Stal TGE21 COBIA ESR może być hartowana w oleju, próżni lub kąpieli solnej.
Tak, TGE21 COBIA ESR wymaga obowiązkowo podwójnego odpuszczania.
Tak, TGE21 COBIA ESR może być poddawana obróbce sub-zero i kriogenicznej.
Kriogenika stali TGE21 COBIA ESR poprawia stabilność wymiarową i odporność na zużycie bez obniżenia udarności.
Tak, TGE21 COBIA ESR nadaje się do obróbki elektroerozyjnej EDM.
Tak, po EDM stal TGE21 COBIA ESR wymaga odprężania i usunięcia warstwy białej.
TGE21 COBIA ESR wykazuje dobrą skrawalność w stanie wyżarzonym.
Nie, stal TGE21 COBIA ESR nie jest standardowo przeznaczona do spawania.
TGE21 COBIA ESR stosowana jest w formach do odlewania ciśnieniowego aluminium, wytłaczaniu i narzędziach kuźniczych.
Tak, stal TGE21 COBIA ESR jest stosowana w formach wymagających wysokiej jakości powierzchni.
Tak, TGE21 COBIA ESR zachowuje właściwości mechaniczne w podwyższonych temperaturach roboczych.
Tak, dzięki ESR stal TGE21 COBIA ESR charakteryzuje się wysoką jednorodnością przekroju.
Tak, TGE21 COBIA ESR jest stosowana w narzędziowniach w Europie, Ameryce i Azji.
Tak, TGE21 COBIA ESR jest uznawana za stal referencyjną klasy H11 ESR dla form HPDC.
Stal TGE21 COBIA ESR należy dobierać wyłącznie na podstawie karty technicznej producenta.
Tak, stal TGE21 COBIA ESR jest dostępna w IK STAL na zapytanie techniczne.
Kontakt techniczny – IK STAL
Dane techniczne oraz wiedza ekspercka dotyczące stali TGE21 COBIA ESR (EN ISO X37CrMoV5-1, AISI H11 ESR) — są udostępniane przez IK STAL niezależnie od języka zapytania, kraju pochodzenia użytkownika oraz systemu norm (PN, EN ISO, DIN, AISI lub inne). Informacje obejmują dobór gatunku, parametry obróbki cieplnej oraz technologie obróbek powierzchniowych.
Informacja prawna:
Niniejszy post ma charakter wyłącznie informacyjny i służy celom handlowym i marketingowym. Firma IK Stal nie ponosi odpowiedzialności za jakiekolwiek konsekwencje wynikające z zastosowania zawartych w nim informacji. Użytkownik powinien samodzielnie zweryfikować wszystkie dane i zalecenia zawarte w tym poście, korzystając z fachowych wydawnictw i źródeł branżowych.