Stal 1.2316 (X38CrMo16)

Charakterystyka i zastosowanie stali narzędziowej 1.2316

Stal 1.2316 (X38CrMo16 wg EN ISO 4957) to stal narzędziowa do pracy na zimno, dostarczana w stanie ulepszonym cieplnie pod formy do przetwórstwa tworzyw sztucznych. Wysoka zawartość chromu i dodatek molibdenu sprzyjają odporności na działanie kwasów oraz agresywnych produktów, które wydzielają się podczas przetwarzania niektórych tworzyw. Odporność korozyjna zależy jednak także od obróbki cieplnej, stanu powierzchni i środowiska pracy.

Stal 1.2316 stosuje się na:

• • formy i narzędzia do przetwórstwa tworzyw sztucznych narażone na reakcje korozyjne, m.in. formy wtryskowe do PVC, aminoplastów i tworzyw z dodatkami halogenowymi, a także narzędzia do wytłaczania,

• • matryce do tłoczenia materiałów agresywnych chemicznie,

• • niektóre elementy form do odlewania pod ciśnieniem lekkich stopów metali nieżelaznych,

• • elementy maszyn dla przemysłu stoczniowego, części armatury i pomp oraz elementy sprężarek,

• • instrumenty chirurgiczne.

Stal bywa też stosowana na elementy urządzeń w przemyśle spożywczym i medycznym. Zgodność gotowego elementu z wymaganiami tych branż zależy jednak od jego przeznaczenia, powierzchni, procesu wytwarzania i wymaganych certyfikatów, a nie wyłącznie od numeru gatunku.

Ważną cechą jest stan dostawy +QT (hartowany i odpuszczany), w którym typowa twardość wynosi ok. 280-325 HB. W wielu typowych zastosowaniach pozwala on wykonać formę bez dodatkowego, pełnego hartowania materiału. Skraca to proces i ogranicza ryzyko odkształceń gotowych matryc. Stal jest też dobrze polerowalna, w tym na wysoki połysk, a po hartowaniu osiąga do 49 HRC, co sprzyja odporności na zużycie ścierne. Efekt powierzchniowy zależy jednak od jakości metalurgicznej materiału, technologii obróbki i samego procesu polerowania.

Skład chemiczny i parametry obróbki cieplnej gatunku 1.2316

Optymalna zawartość chromu i molibdenu zapewnia odporność korozyjną, a wyżarzanie zmiękczające w 760-800 °C z chłodzeniem w piecu umożliwia obniżenie twardości do maks. 230 HB.

Parametry obróbki cieplnej:

Twardość po odpuszczaniu (hartowanie 1020 °C, olej) zmienia się następująco:

Odpuszczanie warto prowadzić wielokrotnie, a po wyżarzaniu odprężającym (orientacyjnie 580-650 °C) lub odpuszczaniu należy unikać zakresu ok. 450-575 °C. Wydzielanie węglików chromu obniża w nim odporność korozyjną.

Wymogi normatywne oraz atesty hutnicze 3.1 dla stali X38CrMo16

Dostarczana stal 1.2316 posiada atest hutniczy 3.1 wg EN 10204. Dokument umożliwia identyfikację wytopu i partii oraz weryfikację wyników badań ujętych w świadectwie, w tym składu chemicznego i twardości konkretnego materiału.

Standardy magazynowania i konfekcjonowania stali w Multistal potwierdza certyfikat ISO 9001 wydany przez TÜV SÜD.

Formaty wyrobów hutniczych ze stali 1.2316: pręty i płyty

Półwyroby ze stali 1.2316 dostępne są jako pręty okrągłe o średnicach od Ø 20,5 do 352 mm oraz płyty i blachy o grubościach od 16 do 400 mm. Wyroby hutnicze w tym gatunku dostarczane są w dwóch stanach:

• • +QT (ulepszony cieplnie): pręty oraz płyty, typowa twardość ok. 280–325 HB,

• • +NT (normalizowany i odpuszczony): część asortymentu płyt.

Materiał jest przechowywany i kompletowany w magazynie wysokiego składowania KASTO, co usprawnia identyfikację materiału, kompletację zamówień i skraca czas obsługi.

Przy doborze naddatków na obróbkę skrawaniem pod formy wtryskowe i elementy tłoczące trzeba uwzględnić wymiar i kształt detalu, planowany zakres obróbki oraz tolerancję cięcia. Nie ma jednej wartości naddatku dla wszystkich detali, więc w przypadku wątpliwości należy skontaktować się z doradcą Multistal.

Gęstość i kalkulacja masy elementów ze stali stopowej

Gęstość stali 1.2316 wynosi ok. 7,85 g/cm³. Masę formatki płaskiej oblicza się, mnożąc jej objętość przez gęstość, a do szybkiego przeliczenia służy kalkulator masy stali dostępny na stronie Multistal.

Pozostałe parametry fizyczne gatunku:

• • współczynnik rozszerzalności cieplnej: 10,5 × 10⁻⁶/K,

• • przewodność cieplna: 23,0-23,5 W/(m·K),

• • moduł sprężystości E: 205-218 kN/mm²,

• • ciepło właściwe: ok. 460 J/(kg·K).

Cięcie taśmowe CNC i dobór naddatków obróbczych

Mechaniczne cięcie stali 1.2316 na przecinarkach taśmowych CNC eliminuje naprężenia termiczne i utwardzenie krawędzi, typowe dla wypalania gazowego. Brak strefy wpływu ciepła oznacza, że formatka jest gotowa do frezowania i nie wymaga dodatkowego wyżarzania, a przy zachowaniu stabilności wymiarowej łatwiej planować dalszą obróbkę. Multistal dysponuje parkiem ok. 40 pił taśmowych, w tym CNC, i docina pręty oraz płyty na wymiar klienta.

Stal 1.2316 jest obrabiana skrawaniem w stanie ulepszonym.

Przy obróbce elektroerozyjnej (EDM) zaleca się usunięcie warstwy przetopionej (tzw. białej) oraz odprężenie, z temperaturą dobraną do odpuszczania materiału i poza zakresem 450-575 °C. Azotowanie może pogarszać odporność korozyjną, więc należy je oceniać pod kątem wymagań aplikacji.

Do szybkiej wyceny należy podać: gatunek, postać, wymiar, ilość, wymagany stan dostawy i certyfikat, wymiar formatki po cięciu oraz dodatkowe wymagania.

Porównanie stali 1.2316 z gatunkiem 1.2083

Gatunek 1.2316 przewyższa stal 1.2083 odpornością korozyjną w kwasach dzięki dodatkowi 0,8-1,3% Mo oraz dostawie w stanie ulepszonym. Stal 1.2083 (X40Cr14) jest również stalą chromową na formy do tworzyw, ale nie zawiera molibdenu. Molibden poprawia odporność na korozję wżerową oraz na działanie kwasów, w tym tych wydzielających się przy przetwórstwie PVC.

Powiązane materiały

Obok stali 1.2316 w ofercie Multistal znajdują się również:

• • stal na formy i matryce do tworzyw sztucznych: gatunki przeznaczone na formy i matryce stosowane w przetwórstwie tworzyw sztucznych;

• • stal narzędziowa do pracy na gorąco: gatunki na narzędzia pracujące w podwyższonych temperaturach, np. do kucia czy odlewania ciśnieniowego;

• • stal do ulepszania cieplnego i hartowania; gatunki, którym obróbka cieplna nadaje wymaganą twardość i wytrzymałość;

• • stal nierdzewna martenzytyczna: gatunki chromowe łączące możliwość hartowania z odpornością na korozję;

Inne gatunki i przegląd całej oferty Multistal: pełny asortyment stali jakościowej.

Pytania i odpowiedzi

Jakie błędy technologiczne należy wyeliminować podczas obróbki stali 1.2316?

Należy unikać odpuszczania w zakresie ok. 450-575 °C, które obniża odporność korozyjną przez wydzielanie węglików chromu. Azotowanie również może ją pogarszać, więc trzeba je oceniać pod kątem wymagań aplikacji. Zaleca się rezygnację z termicznego wypalania na rzecz cięcia taśmowego CNC, aby uniknąć naprężeń i utwardzenia krawędzi. Po EDM warto usunąć warstwę białą i odprężyć materiał.

Kiedy lepiej wybrać stal 1.2316 zamiast gatunku 1.2083 do form wtryskowych?

Stal 1.2316 należy wybrać, gdy wymagana jest wyższa odporność na korozję wżerową i działanie kwasów, co zapewnia dodatek molibdenu (0,8-1,3%). Ma też przewagę w stanie dostawy (+QT), który w wielu zastosowaniach pozwala uniknąć pełnego hartowania gotowych matryc. To rozwiązanie szczególnie istotne przy przetwórstwie tworzyw z dodatkami halogenowymi.

Jak dobrać parametry skrawania stali 1.2316?

Stal obrabia się w stanie ulepszonym, a parametry należy dobierać do twardości dostarczonego materiału, rodzaju narzędzia i jego powłoki, sztywności układu, głębokości skrawania i chłodzenia. Najpewniejsze są zalecenia producenta narzędzi skrawających. Cięcie na wymiar w Multistal na maszynach CNC przygotowuje materiał do obróbki bez strefy wpływu ciepła.

Jak obliczyć masę formatki dociętej ze stali 1.2316?

Do obliczeń należy przyjąć gęstość ok. 7,85 g/cm³ (7720 kg/m³). Masę oblicza się, mnożąc objętość formatki przez tę wartość. Można też skorzystać z kalkulatora masy stali dostępnego na stronie Multistal, aby zaplanować koszty logistyczne i zamówienie dociętych półwyrobów.