Pengerasan Baja Perkakas D2: Siklus Pengerasan Udara, Langkah demi Langkah

Apa yang Anda tuju

D2 adalah baja perkakas kerja dingin karbon tinggi, kromium tinggi (secara nominal sekitar 1.5% C, 12% Cr). Dikeraskan dengan benar, baja ini memberikan 58–62 HRC dengan populasi besar karbida kromium keras untuk ketahanan aus abrasif, dan — karena mengeras dalam udara — salah satu distorsi terendah di antara baja perkakas mana pun.

Siklusnya

1. Pemanasan awal — samakan secara perlahan, biasanya dalam langkah-langkah sekitar 650 °C dan kemudian sekitar 820 °C. Konduktivitas termal D2 yang rendah dan kandungan paduan yang tinggi menghukum kejutan termal, dan perkakas dingin tidak boleh dimasukkan langsung ke tungku austenitisasi panas.
2. Austenitisasi — umumnya di wilayah 1010–1045 °C, sekitar 1030 °C menjadi titik kerja yang banyak digunakan. Semakin tinggi dalam rentang, semakin banyak karbida yang larut: kekerasan dan ketahanan aus naik, tetapi pertumbuhan butir, austenit sisa, dan risiko retak naik bersamanya. Tahan hanya selama penampang perlu menyamakan dan menyelesaikan pelarutan karbida yang dimaksudkan.
3. Pengerasan celup — udara atau gas bertekanan tinggi (tungku vakum adalah praktik standar). Kemampuan pengerasan D2 cukup tinggi sehingga udara diam mengeraskan sebagian besar penampang; persyaratannya adalah pendinginan secara seragam, dan menghindari pendinginan lambat dan tidak merata yang mengendapkan karbida batas butir. Hentikan dan samakan, bukan membiarkan tepi tipis berlari mendahului blok.
4. Temper — dua kali, minimum. Dinginkan hingga suhu ruang (atau sebentar hingga hangat di tangan) di antara temper. Temper pertama mengubah austenit sisa dan meredakan tegangan celup; temper kedua men-temper martensit segar yang diciptakan oleh temper pertama. Melewatkan temper kedua adalah kesalahan klasik D2. Pilihan suhu menetapkan kekerasan akhir:

Wilayah tempering (indikatif)	Hasil
sekitar 200 °C	Kekerasan mendekati maksimum, kira-kira kelas 60–62 HRC
sekitar 500–540 °C	Wilayah pengerasan sekunder; kekerasan bertahan, ketangguhan dan stabilitas membaik

Untuk cetakan yang nantinya akan dilapisi PVD atau dinitridasi, tempering harus berada dengan aman di atas suhu proses pelapisan — rentang pengerasan sekunder ada sebagian karena alasan ini.

Perubahan dimensi

D2 tumbuh sedikit saat pengerasan — perubahan dalam kisaran beberapa perseratus persen umumnya dilaporkan, tetapi pergerakan persisnya tergantung pada suhu austenitisasi dan tingkat austenit sisa. Cetakan presisi harus digerinda akhir setelah pengerasan, dengan kelonggaran gerinda disisakan, dan pekerjaan presisi tinggi mendapat manfaat dari langkah sub-nol (lihat panduan austenit sisa) untuk menstabilkan struktur sebelum penyelesaian.

Mode kegagalan yang harus dihindari

• Dekarburisasi selama perendaman atmosfer yang lama — gunakan vakum, garam, atau atmosfer pelindung dan verifikasi kekerasan permukaan.
• Pemanasan berlebih — butir kasar dan likuasi karbida tidak akan hilang dengan temper.
• Kerusakan EDM yang dibiarkan — lapisan recast pada D2 yang dikeraskan rentan retak; hilangkan lapisan tersebut dan lepas tegangan setelah EDM.

D2 dibandingkan tetangganya

D2 berada dalam keluarga grade kerja dingin kromium tinggi. D3 membawa lebih banyak karbon dan karbida tetapi mengorbankan ketangguhan dan kemampuan pengerasan; D2 tetap menjadi pilihan serbaguna karena menyeimbangkan keausan terhadap kemampuan mengeraskan penampang besar dalam udara. Di mana chipping, bukan keausan abrasif, adalah mode kegagalan, grade tahan kejutan karbon lebih rendah atau grade Cr-Mo-V adalah langkah yang biasa menjauhi D2 — kekerasan yang lebih tinggi bukanlah jawaban untuk tepi yang patah.