Hærdning af D2-værktøjsstål: Lufthærdningscyklussen, trin for trin

D2 (1.2379 / SKD11) hærdes i luft til 58–62 HRC med fremragende slidbestandighed — hvis cyklussen respekterer dens karbider. Denne guide gennemgår forvarmning, austenitisering, hærdning, dobbelt anløbning og forventet størrelsesændring.

Hvad man sigter efter

D2 er et koldarbejdsværktøjsstål med højt kulstof- og chromindhold (nominelt omkring 1.5% C, 12% Cr). Korrekt hærdet leverer det 58–62 HRC med en stor population af hårde chromkarbider for abrasiv slidbestandighed og — fordi det lufthærder — noget af den laveste deformation af alle værktøjsstål.

Cyklussen

Forvarm — udlign langsomt, typisk i trin omkring 650 °C og derefter omkring 820 °C. D2s lave varmeledningsevne og høje legeringsindhold straffer termisk chok, og kolde værktøjer bør aldrig lades direkte ind i en varm austenitiseringsovn.
Austenitisér — almindeligvis i området 1010–1045 °C, omkring 1030 °C er et udbredt arbejdspunkt. Højere i området opløser mere karbid: hårdhed og slidbestandighed stiger, men kornvækst, restaustenit og revnerisiko stiger med dem. Hold kun så længe, som sektionen har brug for at udligne og fuldføre den tilsigtede karbidopløsning.
Hærd — luft eller gas under højt tryk (vakuumovne er standardpraksis). D2s hærdbarhed er høj nok til, at stillestående luft hærder de fleste sektioner; kravet er at afkøle ensartet og undgå langsom, ujævn afkøling, der udfælder korngrænsekarbider. Afbryd og udlign frem for at lade tynde kanter løbe foran blokken.
Anløb — to gange, som minimum. Afkøl til rumtemperatur (eller kort til håndvarm) mellem anløbninger. Den første anløbning omdanner restaustenit og afspænder hærdningsspænding; den anden anløber den friske martensit, som den første skabte. At springe den anden anløbning over er den klassiske D2-fejl. Temperaturvalg fastlægger den endelige hårdhed:

Anløbningsområde (vejledende)	Resultat
omkring 200 °C	Nær-maksimal hårdhed, omtrent i klassen 60–62 HRC
omkring 500–540 °C	Sekundærhærdningsområde; hårdheden holder, sejhed og stabilitet forbedres

For forme, der senere skal PVD-belægges eller nitreres, skal anløbningen ligge sikkert over belægningsprocessens temperatur — sekundærhærdningsområdet findes delvist af denne grund.

Dimensionsændring

D2 vokser lidt ved hærdning — en ændring i størrelsesordenen få hundrededele af en procent rapporteres almindeligvis, men den præcise bevægelse afhænger af austenitiseringstemperaturen og restaustenitniveauet. Præcisionsforme bør færdigslibes efter hærdning, med slibetillæg efterladt, og højpræcisionsarbejde drager fordel af et sub-zero-trin (se guiden om restaustenit) til at stabilisere strukturen før færdiggørelse.

Fejltilstande, der skal undgås

Afkulning under et langt atmosfærisk hold — brug vakuum, salt eller beskyttende atmosfære og verificér overfladehårdheden.
Overophedning — grove korn og karbidlikvation anløbes ikke ud.
EDM-skade efterladt på plads — det genstøbte lag på hærdet D2 er revneudsat; fjern det og spændingsaflast efter EDM.

D2 mod sine naboer

D2 sidder i en familie af koldarbejdskvaliteter med højt chromindhold. D3 bærer endnu mere kulstof og karbid, men opgiver sejhed og hærdbarhed; D2 forbliver det universelle valg, fordi det balancerer slid mod evnen til at hærde store sektioner i luft. Hvor afskalning frem for abrasivt slid er fejltilstanden, er stødresistente kvaliteter med lavere kulstof eller Cr-Mo-V-kvaliteter det sædvanlige skridt væk fra D2 — mere hårdhed er ikke svaret på en kant, der brækker.