Stal narzędziowa ulepszona na formy do tworzyw sztucznych 1.2316 / X38CrMo16 / 420 - właściwości, obróbka cieplna i zastosowania w przemyśle narzędziowym
Stal 1.2316, znana również jako X38CrMo16 bądź AISI 420, jest jednym z bardziej popularnych materiałów w grupie stali narzędziowych do pracy na zimno. Charakteryzuje się wysoką odpornością na korozję, co czyni ją idealnym wyborem do produkcji form do tworzyw sztucznych oraz elementów maszyn, które są narażone na działanie agresywnych środków chemicznych.
Obróbka mechaniczna i spawanie stali 1.2316 / X38CrMo16 / 420
Stal 1.2316 jest znana ze swojej dobrej obrabialności, co pozwala na jej efektywne formowanie i cięcie z niej elementów narzędziowych. Dzięki odpowiedniej twardości i wytrzymałości, stal ta może być obrabiana za pomocą różnych metod, takich jak toczenie, frezowanie czy szlifowanie.
Ochrona przed korozją stali 1.2316 / X38CrMo16 / 420
Oprócz wysokiej odporności na korozję, stal 1.2316 może być dodatkowo zabezpieczana przed korozją poprzez stosowanie powłok ochronnych, takich jak chromowanie czy azotowanie. Takie zabezpieczenia zwiększają trwałość i wydłużają żywotność narzędzi wykonanych z tego materiału, szczególnie w środowiskach o wysokim ryzyku korozji.
Skład chemiczny stali 1.2316 / 420 / X38CrMo16
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | Ni |
| 0,33 – 0,45 | max 1,00 | max 1,50 | max. 0,03 | max 0,03 | 15,50 – 17,50 | 0,80 – 1,30 | max 1,00 |
Obróbka cieplna stali 1.2316 / X38CrMo16 / 420
Stal 1.2316 po obróbce cieplnej osiąga twardość na poziomie 48-52 HRC, co czyni ją odporną na zniekształcenia oraz ścieranie. Proces hartowania tej stali zaleca się prowadzić w temperaturze 1020-1040°C, z następowym odpuszczaniem w zakresie 500-550°C w celu uzyskania optymalnych właściwości mechanicznych.
Stal 1.2316, znana jako X38CrMo16, posiada szereg specyficznych właściwości fizycznych i termicznych, które czynią ją odpowiednią dla wielu zastosowań przemysłowych, szczególnie tam, gdzie wymagana jest wysoka odporność na korozję i dobra obrabialność. Oto szczegółowy opis tych właściwości:
Właściwości fizyczne stali 1.2316 / X38CrMo16 / 420
1. Gęstość: Stal 1.2316 ma gęstość wynoszącą około 7,70 kg/dm³, co jest typową wartością dla stali narzędziowych.
2. Moduł Younga (Elastyczności): Około 210 GPa w temperaturze pokojowej, co zmniejsza się z wzrostem temperatury do około 177 GPa przy 500°C. Moduł Younga jest wskaźnikiem sztywności materiału.
3. Współczynnik rozszerzalności termicznej: Współczynnik liniowej rozszerzalności termicznej dla stali 1.2316 wynosi około 11,0 × 10^-6 K^-1 w zakresie temperatury od 20°C do 100°C, co wskazuje na jego zdolność do rozszerzania się i kurczenia w odpowiedzi na zmiany temperatury.
Stal 1.2316 charakteryzuje się dobrą przewodnością cieplną oraz umiarkowanym współczynnikiem rozszerzalności termicznej, co jest istotne przy obróbce termicznej i eksploatacji narzędzi w zmiennych warunkach temperaturowych. Wysoka twardość oraz odporność na ścieranie zapewniają długotrwałą eksploatację narzędzi wyprodukowanych z tego materiału.
Właściwości termiczne stali 1.2316 / X38CrMo16 / 420
1. Przewodność cieplna: W temperaturze pokojowej wynosi około 22,8 W/m·K, a zwiększa się do 23,2 W/m·K przy 500°C. Ta właściwość jest kluczowa dla efektywnego odprowadzania ciepła podczas procesów, takich jak obróbka plastyczna czy obróbka cieplna.
2. Temperatura topnienia: Stal 1.2316 topi się w wysokiej temperaturze, co jest typowe dla stali narzędziowych, choć dokładna temperatura topnienia nie jest zazwyczaj podawana jako charakterystyczna wartość dla stali narzędziowych.
Odporność stali 1.2316 / X38CrMo16 / 420 na zmiany temperatury
Stal 1.2316 zachowuje dobrą stabilność wymiarową oraz odporność mechaniczną w szerokim zakresie temperatur, co jest potwierdzone przez zachowanie twardości i właściwości mechanicznych po różnych obróbkach cieplnych, takich jak hartowanie i odpuszczanie.
Zastosowanie stali 1.2316 / X38CrMo16 / 420
Dzięki swojej wyjątkowej odporności na korozję oraz doskonałej polerowalności, stal 1.2316 znajduje szerokie zastosowanie w produkcji form do wtrysku tworzyw sztucznych, szczególnie tych, które są narażone na działanie agresywnych substancji chemicznych, jak PVC czy polimery recyklingowe. Jest także używana w produkcji matryc, stempli oraz innych narzędzi wymagających wysokiej odporności na korozję i zużycie.
Porównanie stali 1.2316 / X38CrMo16 / 420 z innymi stalami narzędziowymi
W porównaniu z innymi popularnymi stalami narzędziowymi, takimi jak 1.2083, stal 1.2316 oferuje lepszą odporność na korozję, co jest kluczowe w wielu aplikacjach przemysłowych. Pomimo nieco niższej twardości w stanie surowym, jej zdolność do utrzymania wysokiej twardości po obróbce cieplnej oraz łatwość polerowania czynią ją preferowanym wyborem dla wielu specjalistycznych zastosowań.
Przybliżone, międzynarodowe odpowiedniki stali narzędziowej X38CrMo16, wg norm PN, EN, DIN, AISI, GOST i innych
| Kraj / Norma | Oznaczenie stali | Uwagi |
|---|---|---|
| Polska (PN) | Brak przypisanego | Brak oficjalnego odpowiednika w normie PN. Czasami błędnie utożsamiana z 4H13 (1.4034), jednak 1.2316 ma wyższą zawartość Cr i Mo. |
| Europa (EN ISO 4957) | X38CrMo16 | Oficjalne oznaczenie wg EN ISO 4957:2000 dla stali narzędziowej do pracy na zimno. |
| Niemcy (DIN) | 1.2316 / X38CrMo16 | Klasyfikacja wg DIN 17350. Czasami spotykane oznaczenie X36CrMo17 jako alternatywa. |
| Austria (ÖNORM) (BÖHLER) | M303 EXTRA | Handlowe oznaczenie firmy Böhler dla stali o właściwościach zbliżonych do 1.2316, z lepszą jednorodnością i dopuszczeniem do kontaktu z żywnością. |
| USA (AISI/ASTM) | AISI 420 / ASTM A681 | Dla stali 1.2316, najbliższy odpowiednik funkcjonalny; stal nierdzewna martenzytyczna o podobnej zawartości Cr. |
| Wielka Brytania (BS) | Brak przypisanego | Brak oficjalnego przypisania w normach BS. |
| Francja (AFNOR) | Z38CD16-01 / Z35CD17 | Odpowiedniki wg AFNOR; stal o wysokiej zawartości Cr i Mo, stosowana w formach wtryskowych. |
| Włochy (UNI) | X38CrMo16KU | Zgodne z oznaczeniem niemieckim; przyrostek „KU” wskazuje na ulepszenie cieplne. |
| Czechy (ČSN) | Brak przypisanego | Brak jednoznacznego odpowiednika w normie ČSN dla stali 1.2316. |
| Japonia (JIS) | SUS420J2 | Przybliżony odpowiednik stali 1.2316; stal nierdzewna martenzytyczna o zbliżonym składzie chemicznym. |
| Rosja (GOST) | Brak przypisanego | Brak jednoznacznego odpowiednika w normie GOST. |
Podsumowanie
Stal 1.2316 (X38CrMo16) to wszechstronny materiał narzędziowy, który dzięki swoim właściwościom znajduje zastosowanie w wielu wymagających aplikacjach przemysłowych. Jej wysoka odporność na korozję, doskonała polerowalność oraz dobre właściwości mechaniczne sprawiają, że jest ceniona zarówno w branży motoryzacyjnej, jak i w produkcji sprzętu medycznego, kosmetycznego czy spożywczego. Dzięki szerokiej dostępności na rynku międzynarodowym, stal ta stanowi atrakcyjną opcję dla producentów szukających niezawodnych i trwałych rozwiązań materiałowych.
FAQ o stali 1.2316 / X38CrMo16 / 420
Stal 1.2316, znana również jako X38CrMo16, jest stalą narzędziową o wysokiej odporności na korozję. Znajduje zastosowanie głównie w produkcji form do tworzyw sztucznych, elementów maszyn oraz narzędzi używanych w przemyśle chemicznym i spożywczym, gdzie wymagana jest odporność na korozję oraz dobra obrabialność.
Stal ta charakteryzuje się gęstością około 7,70 kg/dm³, dobrym przewodnictwem cieplnym oraz umiarkowanym współczynnikiem rozszerzalności termicznej. Wysoka twardość po hartowaniu pozwala na długotrwałe utrzymanie ostrych krawędzi narzędzi.
Stal 1.2316 jest produkowana zgodnie z normą DIN EN ISO 4957, co gwarantuje jej wysoką jakość i jednolitość właściwości w międzynarodowym użyciu. Występuje także pod różnymi oznaczeniami w innych normach, takich jak AFNOR Z38CD16-01 czy BS X38CrMo16.
Obróbka cieplna tej stali typowo obejmuje hartowanie w temperaturze 1020-1040°C, a następnie odpuszczanie w zakresie 500-550°C, co pozwala uzyskać optymalne właściwości mechaniczne, takie jak twardość i odporność na ścieranie.
Główną zaletą stali 1.2316 jest jej wyjątkowa odporność na korozję, co czyni ją idealnym wyborem dla form wtryskowych i narzędzi stosowanych w agresywnych środowiskach chemicznych. Ponadto, stal ta oferuje doskonałą polerowalność i utrzymanie właściwości mechanicznych w szerokim zakresie temperatur, co jest kluczowe w wielu specjalistycznych zastosowaniach.
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.
2316 PRIME (EN ISO X38CrMo16, DIN (Werkstoffnummer) 1.2316, AISI 422) – stal nierdzewna do zadań specjalnych
Nierdzewna stal formierska 2316 PRIME (1.2316 / AISI 422) to wysokochromowy gatunek o ekstremalnej odporności korozyjnej, dostarczany w stanie wstępnie ulepszonym (290–330 HB). Zaprojektowana do pracy z najbardziej agresywnymi tworzywami (PVC, recyklaty), zapewnia doskonałą jakość powierzchni detali transparentnych. IK STAL oferuje bloki i formatki 2316 PRIME docięte na wymiar, gwarantując trwałość form w przemyśle medycznym, spożywczym i optycznym.
Zastosowanie stali 1.2316 PRIME w formach do przetwórstwa PVC i elementów transparentnych
Dlaczego wysoka zawartość chromu i molibdenu w 2316 PRIME to klucz do odporności korozyjnej?
Zastosowania stali 2316 PRIME wynikają bezpośrednio z jej odporności korozyjnej, stabilności właściwości oraz podatności na polerowanie:
- formy wtryskowe do tworzyw korozyjnych (PVC, tworzywa z recyklingu),
- formy do elementów transparentnych,
- formy dla przemysłu spożywczego i medycznego,
- ślimaki i cylindry do wytłaczarek,
- narzędzia pracujące w środowisku morskim lub tropikalnym.
Dostępność i wymiary stali 2316 PRIME
Dostępność i formy dostaw stali 2316 PRIME (X38CrMo16, 1.2316, AISI 422) w IK STAL
IK STAL jest dostawcą stali narzędziowej 2316 PRIME, znanej również jako EN ISO X38CrMo16, DIN 1.2316, AISI 422, AFNOR Z38C16, w szerokim zakresie form i wymiarów, bez ilości minimalnych.
Oferta obejmuje dostawy krajowe i międzynarodowe, w tym UE i poza UE.
Oznaczenia i odpowiedniki stali 2316 PRIME
| Norma | Oznaczenie |
| EN ISO (EU) | X38CrMo16 |
| DIN (Werkstoffnummer) (DE) | 1.2316 |
| AISI (USA) | 422 |
| AFNOR (FR) | Z38C16 |
| JIS (JP) | SUS420J2 |
| GB (CHN) | 3Cr17Mo (zbliżony) |
| Nazwa handlowa TG Steels | 2316 PRIME |
| Inne normy krajowe | odpowiedniki wg EN ISO |
Skład chemiczny stali 2316 PRIME
| Pierwiastek | Zawartość [%] |
| C | 0,40 |
| Mn | 0,90 |
| Si | < 0,35 |
| P | < 0,015 |
| S | < 0,005 |
| Cr | 16,00 |
| Mo | 0,90 |
Mikrostruktura stali 2316 PRIME
Mikrostruktura stali 2316 PRIME jest drobna i jednorodna, bez wydzieleń i ukierunkowanych pasm węglików. Skład chemiczny zapewnia jednorodną twardość w całym przekroju, również dla dużych wymiarów.
Właściwości fizyczne stali 2316 PRIME (zależne od temperatury)
| Temperatura °C (°F) | Gęstość [kg/m³] | Moduł E [N/mm²] | Przewodność cieplna [W/m·K] | Rozszerzalność liniowa [10⁻⁶/K] |
| 20 °C (68 °F) | 7720 | 205 000 | 23,0 | brak danych |
| 100 °C (212 °F) | 7700 | 202 000 | 23,5 | 11,0 |
| 200 °C (392 °F) | 7660 | 197 000 | 24,0 | 11,2 |
Obróbka cieplna stali 2316 PRIME
Stan dostawy i twardość
| Parametr | Wartość wg karty technologicznej |
| Stan materiału | stan wstępnie utwardzony |
| Twardość w stanie dostawy | 290–330 HB |
| Odpowiednik twardości | 31–35 HRC |
| Konieczność dalszej obróbki cieplnej | brak – materiał gotowy do obróbki |
Wyżarzanie zmiękczające
| Parametr | Wartość |
| Temperatura | 810–820 °C (1490–1508 °F) |
| Czas wygrzewania | 1 h + 1 h / 25 mm grubości |
| Chłodzenie | w piecu |
| Szybkość chłodzenia | 10–20 °C/h |
Usuwanie naprężeń
| Parametr | Wartość |
| Temperatura | 580 °C (1076 °F) |
| Czas | minimum 2 h |
| Chłodzenie | powolne w piecu do 450 °C (842 °F) |
| Zastosowanie | po obróbce mechanicznej lub EDM |
Podgrzewanie wstępne – etap 1
| Parametr | Wartość |
| Temperatura | 600 °C (1112 °F) |
| Czas | 30 s/mm grubości |
Podgrzewanie wstępne – etap 2
| Parametr | Wartość |
| Temperatura | 800 °C (1472 °F) |
| Czas | 30 s/mm grubości |
Austenityzowanie
| Parametr | Wartość |
| Zalecana temperatura | 990–1020 °C (1814–1868 °F) |
| Czas wygrzewania | ok. 30 min |
| Uwagi | zapewnić równomierne nagrzanie przekroju |
Hartowanie
| Parametr | Wartość |
| Ośrodek podstawowy | olej 80 °C (176 °F) |
| Alternatywa | próżnia > 6 bar |
| Alternatywa | kąpiel solna 500–550 °C (932–1022 °F) |
Odpuszczanie
| Parametr | Wartość |
| Liczba cykli | podwójne odpuszczanie |
| Czas jednego cyklu | ≥ 1 h + 1 h / 25 mm grubości |
| Chłodzenie po cyklu | poniżej 100 °C (212 °F) |
| Zakres niezalecany | 450–575 °C (842–1067 °F) |
Krzywa odpuszczania
| Parametr | Dane wg karty |
| Zakres temperatur | brak danych liczbowych – wykres w karcie |
| Prezentacja | wykres odpuszczania |
| Twardości tabelaryczne | brak danych w karcie technologicznej |
Sub-zero / kriogenika
| Parametr | Informacja |
| Dane technologiczne | brak danych w karcie technologicznej |
Obróbki powierzchniowe stali 2316 PRIME
Toczenie
| Narzędzie | Operacja | Prędkość skrawania [m/min] | Posuw [mm/obr] | Głębokość skrawania [mm] |
| Węglik | Zgrubna | 160 – 200 | 0,2 – 0,4 | 2 – 4 |
| Węglik | Wykańczająca | 250 – 280 | 0,1 – 0,2 | 0,5 – 2 |
| HSS | Wykańczająca | 17 – 22 | 0,1 – 0,3 | 0,5 – 2 |
Frezowanie (planowanie)
| Narzędzie | Prędkość skrawania [m/min] | Posuw [mm/zęb] | Głębokość skrawania [mm] | Gatunek węglika |
| Węglik wymienny | 120 – 150 | 0,02 – 0,20 | brak danych w karcie technologicznej | P20 – P30 |
| Węglik monolityczny | 160 – 210 | 0,07 – 0,20 | brak danych w karcie technologicznej | brak danych |
| HSS | 25 – 29 | 0,01 – 0,30 | brak danych w karcie technologicznej | brak danych |
Wiercenie – wiertła HSS
| Średnica wiertła [mm] | Prędkość skrawania [m/min] | Posuw [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 |
Wiercenie – wiertła z węglika
| Typ narzędzia | Prędkość skrawania [m/min] | Posuw [mm/obr] |
| Wiertło węglikowe monolityczne | 210 – 230 | 0,05 – 0,10 |
| Wiertło z płytką wymienną | 80 – 100 | 0,10 – 0,25 |
| Wiertło z końcówką węglikową | 70 – 80 | 0,15 – 0,25 |
Szlifowanie
| Parametr | Zalecenie wg TDS |
| Rodzaj ściernicy | Elektrokorundowa, spoiwo ceramiczne |
| Twardość ściernicy | Miękka (G – szlifowanie płaszczyzn, K – szlifowanie cylindryczne) |
| Chłodzenie | Intensywne, obowiązkowe |
| Cel | Zapobieganie degradacji warstwy powierzchniowej |
Obróbka elektroerozyjna (EDM)
| Parametr | Wymagania wg TDS |
| Rodzaj EDM | Drutowa lub elektroda |
| Gęstość prądu | Niska |
| Częstotliwość | Wysoka |
| Obróbka po EDM | Odprężanie 25 °C poniżej ostatniego odpuszczania i >575 °C (1067 °F) |
| Dodatkowe wymagania | Usunięcie warstwy białej przez polerowanie |
Spawanie
| Parametr | Informacja |
| Spawalność | Nie zalecana |
| Uwagi | W przypadku konieczności – konsultacja techniczna |
Teksturowanie
| Metoda | Przydatność |
| Teksturowanie chemiczne | Dozwolone |
| Teksturowanie laserowe | Dozwolone |
Polerowanie
| Parametr | Wartość wg TDS |
| Stan materiału | Po obróbce cieplnej |
| Maksymalna chropowatość | Rt ≤ 30 µm |
| Klasyfikacja | CNOMO poziom 2 |
| Rugotest | N7 – N8 |
| Zastosowanie | Części transparentne |
PVD / CVD
| Parametr | Wymaganie |
| Możliwość powłok | PVD i CVD |
| Warunek temperaturowy | Temperatura procesu ≥ 30 °C poniżej ostatniego odpuszczania |
Zastosowania stali 2316 PRIME
Stal 2316 PRIME jest przeznaczona do:
- form wtryskowych do PVC,
- form do części transparentnych,
- narzędzi medycznych i spożywczych,
- elementów pracujących w środowisku wilgotnym i korozyjnym,
- ślimaków i cylindrów wytłaczarek.
Rozwiązujemy problem techniczny
Problem: Agresywna korozja gniazda formy przy wtrysku PVC lub tworzyw z recyklingu
Przetwórstwo PVC uwalnia chlorowodór, który błyskawicznie trawi powierzchnię standardowych stali, niszcząc połysk detalu i zatykając kanały chłodzące. Stal 2316 PRIME rozwiązuje ten problem dzięki wysokiej zawartości chromu (~16%) i dodatkowi molibdenu, co tworzy pasywną barierę ochronną nawet w najbardziej korozyjnych warunkach. W przeciwieństwie do stali z siarką (jak 2085), 2316 PRIME pozwala na uzyskanie wysokiego połysku i jest odporna na powstawanie wżerów (pitting), co znacząco wydłuża czas między regeneracjami formy.
FAQ – stal 2316 PRIME (EN ISO X38CrMo16, DIN (Werkstoffnummer) 1.2316, AISI 422)
2316 PRIME jest nierdzewną stalą narzędziową do form wtryskowych.
2316 PRIME jest przeznaczona do form wtryskowych do tworzyw korozyjnych.
2316 PRIME jest dostarczana w stanie utwardzonym.
Twardość 2316 PRIME w stanie dostawy wynosi 290–330 HB (31–35 HRC).
2316 PRIME nie wymaga dodatkowej obróbki cieplnej przed użyciem.
2316 PRIME jest przeznaczona do małych i średnich form wtryskowych.
2316 PRIME wykazuje bardzo dobrą odporność na korozję.
2316 PRIME jest odporna na kondensację i wodę obiegową.
Mikrostruktura 2316 PRIME jest drobna i jednorodna.
W mikrostrukturze 2316 PRIME nie występują wydzielenia węglików.
2316 PRIME zawiera mangan i molibden.
2316 PRIME charakteryzuje się dobrą skrawalnością.
Odporność na zużycie 2316 PRIME jest określona jako poprawna.
Kluczowe właściwości mechaniczne 2316 PRIME to twardość i stabilność.
Spawanie 2316 PRIME jest niezalecane.
2316 PRIME nadaje się do obróbki EDM.
Po EDM 2316 PRIME wymaga odprężania cieplnego.
2316 PRIME nadaje się do wysokiego polerowania.
2316 PRIME nadaje się do teksturowania chemicznego.
2316 PRIME nadaje się do teksturowania laserowego.
2316 PRIME nie może być azotowana.
Azotowanie 2316 PRIME jest niedozwolone.
Niezalecany zakres odpuszczania wynosi 450–575 °C (842–1067 °F).
2316 PRIME jest oznaczana wg EN ISO X38CrMo16, DIN 1.2316, AISI 422, AFNOR Z38C16, JIS SUS420J2, GB 3Cr17Mo (zbliżony)
Nie zaleca się azotowania stali 1.2316 PRIME. Proces ten drastycznie obniża odporność korozyjną tego gatunku, co niweczy jego główną zaletę. Jeśli wymagana jest twarda warstwa wierzchnia na stali nierdzewnej, należy rozważyć inne technologie lub gatunki.
Należy bezwzględnie unikać zakresu 450–575 °C (842–1067 °F), ponieważ dochodzi wtedy do wydzielania węglików chromu na granicach ziaren, co prowadzi do drastycznego spadku odporności na korozję.
Sekcja kontaktowa – techniczna (IK STAL)
Dane techniczne stali 2316 PRIME są udostępniane przez IK STAL niezależnie od kraju, języka i systemu norm. Obejmują dobór gatunku, parametry obróbki cieplnej oraz technologie obróbek powierzchniowych.
Global Distribution & Equivalents: We supply 2316 PRIME steel worldwide in compliance with international standards (AISI, JIS, DIN, AFNOR, GB).
Informacja prawna
Niniejszy post ma charakter informacyjny. IK STAL nie ponosi odpowiedzialności za skutki zastosowania informacji bez ich niezależnej weryfikacji.