1.2311 – AUF EINEN BLICK
Was für ein Stahl ist 1.2311?
Der 1.2311 (40CrMnMo7) wird als vergütetes Material geliefert und kann im Lieferzustand verwendet werden, was z.B. beim Formenbau von Vorteil sein kann. Im Allgemeinen wird Werkzeugstahl 1.2311 hauptsächlich für Kunststoffformen, Druckgussformen und Werkzeuge verwendet. Er eignet sich aber auch für Anwendungen wie Schienen und Schäfte. Die Stahlgüte ist gut schweißbar und kann zu einer hervorragenden Oberfläche poliert werden.
Er hat eine hohe Durchhärtbarkeit und eine gleichmäßige Bauteilfestigkeit, was bei der Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Leistung von Werkzeugen und Formen von Vorteil ist. Um eine höhere Härte zu erreichen, kann der 1.2311 weiter gehärtet werden, aber seine Härtbarkeit ist im Vergleich zu anderen Werkzeugstählen begrenzt und er ist nicht für Anwendungen mit hohen Belastungen geeignet.
Eigenschaften
Als Werkzeugstahl ist der 1.2311 eine zuverlässige und bewährte Wahl, wenn es um Formen, Gesenke und Werkzeuge geht. Er verfügt über ein ausgewogenes Verhältnis von Zerspanbarkeit und Zähigkeit und lässt sich leicht polieren, was sich positiv auf die Oberfläche von Formteilen auswirkt.
• Vergüteter Kaltarbeitsstahl
• Kunststoffformenstahl
• Polierbar, besser als 1.2312
• Ätzbar
• Hohe Durchvergütung
• Gleichmäßige Bauteilfestigeit
• Nitrierbar
• Erodierbar
Anwendungsmöglichkeiten
Eine weitere Wärmebehandlung des 1.2311 ist nicht vorgesehen, so dass er im Anlieferungszustand und ohne Verzögerungen verwendet werden kann. Da keine weitere Wärmebehandlung erforderlich ist, wird das Risiko einer Verformung während der Behandlung eliminiert und die erforderlichen Eigenschaften, wie hohe Verschleißfestigkeit und Zähigkeit für Formen, Gesenke, Vorrichtungen und Werkzeuge, sind gleichmäßig vorhanden.
Konkrete Anwendungsbeispiele:
• Maschinenbau allgemein
• Vorrichtungen
• Grundplatten
• Aufbauteile
• Formrahmen
• Kunststoffformen
• Kunststoffverarbeitung
• Spritzgießformen
• Druckgießformen
• IHU-Werkzeuge
• Rezipientenmäntel
• Zwischenbüchsen
• Abkantleisten
• Werkzeughalter
• Strangpressen
• Rohrpressen
• Matrizenhalter
• Matrizeneinsätze
1.2311 RICHTWERTE
Zusammensetzung – Chemische Analyse:
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,35 - 0,45 | 0,2 - 0,4 | 1,3 - 1,6 | 0,0 - 0,035 | 0,0 - 0,035 | 1,8 - 2,1 | 0,15 - 0,25 |
Chemische Bezeichnung:
40CrMnMo7
Arbeitshärte:
ca. 32 HRC (Lieferzustand) bis 50 HRC
Lieferzustand:
max. 325 HB
1.2311
PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN
Zu welcher Stahlgruppe gehört 1.2311?
• Werkzeugstahl
• Kaltarbeitsstahl
• Kunststoffformenstahl
Ist der 1.2311 ein Edelstahl?
1.2311 ist kein Edelstahl im klassischen Sinn. Um als Edelstahl eingeordnet zu werden, muss er einen Mindestanteil von 10,5 % Chrom enthalten, dieser Werkstoff hat einen Chromgehalt von 1,8 – 2,1 %.
Ist 1.2311 Stahl korrosionsbeständig?
Der 1.2311 hat einen Massenanteil von 1,8 – 2,1 % und ist daher kein rostfreier Stahl.
Eine zusätzliche Oberflächenbehandlung und -pflege, sowie die Aufbewahrung der Teile in einer trockenen Umgebung können die Korrosionsbeständigkeit verlängern, aber ein Anlaufen nicht vollständig aufhalten.
Ist der 1.2311 magnetisierbar?
Ja, als eisenhaltiges Metall kann der 1.2311 magnetisiert werden. Schleifen, Fräsen und Erodieren können zum Beispiel auf Maschinen mit magnetischer Haftung durchgeführt werden.
1.2311 Kaltarbeit
1.2311 lässt sich mit den üblichen Bearbeitungsverfahren leicht kalt bearbeiten.
1.2311 Verschleißbeständigkeit
Der 1.2311 erhält auf einer Skala, auf der 1 niedrig und 6 hoch ist, eine 3 für seine Verschleißbeständigkeit.
1.2311 TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN
Ist 1.2311 ein Messerstahl?
1.2311 Werkzeugstahl wird in der Regel nicht für die Herstellung von Messern verwendet. Er verfügt zwar über einige Eigenschaften wie Schnitthaltigkeit, Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit oder Härte, aber nicht ausreichend, um Messer damit herzustellen.
1.2311 Arbeitshärte
Die Arbeitshärte für den 1.2311 liegt bei 32 – 50 HRC.
1.2311 Stahldichte
Die Dichte von Werkzeugstahl 1.2311 liegt bei einer Temperatur von 20 °C bei einem Wert von 7,85 g/cm³.
1.2311 Zugfestigkeit
Der 1.2311 hat bei der Auslieferung eine Zugfestigkeit von ca. 1100 N/mm2. Um diesen Wert zu erreichen, wird ein Zugversuch durchgeführt, der zeigt, wieviel Kraft erforderlich ist, um eine Probe zu strecken oder zu dehnen, bevor sie bricht.
1.2311 Streckgrenze
Die Streckgrenze gibt an, wieviel Belastung erforderlich ist, um eine plastische Verformung herbeizuführen und wann der Punkt erreicht ist, an dem das Material nicht mehr in seine ursprüngliche Form zurückkehrt, nachdem die Belastung entfernt wurde. Es bleibt dann entweder in der fehlgeformten Form oder bricht.
Die Streckgrenze für diesen Werkzeugstahl liegt zwischen 827 – 862 N/mm2.
1.2311 Zerspanbarkeit
Der 1.2311 erhält auf einer Skala, auf der 1 niedrig und 6 hoch ist, eine 3 für seine Verschleißbeständigkeit.
1.2311 Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit für Werkstoff 1.2311 liegt bei 32,5 W/(m*K) bei einer Temperatur von 23 °C.
Wärmeleitfähigkeit
Wert W/(m*K)
Bei einer Temperatur von
32,5
23 °C
32,9
150 °C
31,3
300 °C
30,2
350 °C
29,5
400 °C
27,4
500 °C
1.2311 Wärmeausdehnungskoeffizient
Die folgende Tabelle zeigt die Ausdehnung bzw. Kontraktion bei verschiedenen Temperaturen, was für Arbeiten bei hohen Temperaturen, oder bei starken Temperaturschwankungen sehr wichtig sein kann.
Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient
Wert 10-6m/(m*K)
Bei einer Temperatur von
12,6
20 – 100 °C
13,0
20 – 200 °C
13,5
20 – 300 °C
13,7
20 – 350 °C
13,9
20 – 400 °C
14,1
20 – 450 °C
14,3
20 – 500 °C
1.2311 Spezifische Wärmekapazität
Die spezifische Wärmekapazität von 1.2311 liegt bei 0,46 J/kg*K bei Raumtemperatur. Dieser Wert zeigt an, wieviel Wärme benötigt wird, um eine bestimmte Materialmenge um 1 Kelvin zu erwärmen.
1.2311 Spezifischer elektrischer Widerstand
Die folgende Tabelle zeigt den spezifischen elektrischen Widerstand von 1.2311.
Spezifischer elektrischer Widerstand
Wert (Ohm*mm2)/m
Bei einer Temperatur von
0,47
20 °C
1.2311 Elastizitätsmodul (e-Modul)
Das Spannungs- und Dehnungsmodul, oder das Elastizitätsmodul (Youngscher Modul), für Werkzeugstahl 1.2311 liegt bei 219 N/mm2.
PERFEKTE WERKSTOFFAUSWAHL MIT DEM ABRAMS STAHLBERATER®: WWW.STAHLBERATER.DE
1.2311 VERFAHREN
1.2311 Wärmebehandlung
Eine Wärmebehandlung für den 1.2311 ist normalerweise nicht erforderlich, da er vorvergütet geliefert wird. Für die Nachhärtung, wenn erforderlich, folgen Sie den nachstehenden Schritten.
1.2311 Glühen
Wärmen Sie das Material gleichmäßig auf eine Temperatur von 710 – 740 °C auf und kühlen Sie es dann im Ofen ab.
1.2311 Spannungsarmglühen
1.2311 sollte nach der Bearbeitung, und gelegentlich während des Gebrauchs, spannungsarmgeglüht werden. Erhitzen Sie das Werkstück gleichmäßig auf 550 – 600 °C und halten Sie es für 1 Stunde pro 25 mm Dicke, kühlen Sie das Material dann im Ofen ab.
Durch den Abbau von Spannungen wird verhindert, dass sich der 1.2311 verformt oder rissig wird, die mechanischen Eigenschaften des Materials werden verbessert und die für Formen wichtige Dimensionsstabilität wird erhöht.
1.2311 Normalisieren
Das Normalisieren verfeinert das Korngefüge und verleiht dem Stahl ein einheitliches Gefüge. Es kann dazu beitragen, die Bearbeitbarkeit zu verbessern und innere Spannungen abzubauen, die z. B. durch eine frühere Wärmebehandlung, Schmieden oder Gießen entstanden sind.
Erhitzen Sie das Material gleichmäßig über seine kritische Temperatur und halten Sie es ca. 1 Stunde pro 25 mm Dicke. Nehmen Sie die Teile dann aus dem Ofen und kühlen Sie sie an ruhender Luft ab.
Beenden Sie den Prozess mit einer gründlichen Prüfung, um sicherzustellen, dass die Teile das gewünschte Gefüge und die gewünschten Eigenschaften aufweisen.
1.2311 Anlassen
Unmittelbar nach dem Abschrecken sollten die Werkstücke angelassen werden. Die Anlasstemperatur sollte mindestens 2 Stunden bzw. 1 Stunde pro 25 mm Dicke gehalten werden, dann sollten die Werkstücke an der Luft auf Raumtemperatur abkühlen.
1.2311 Härten
Um Werkstoff 1.2311 (falls erforderlich) erneut zu härten, erhitzen Sie ihn gleichmäßig auf eine Temperatur von 840 – 870 °C, halten Sie es 30 Minuten lang für die ersten 25 mm und je weiterer 25 mm Dicke für 15 Minuten.
1.2311 Abschrecken
Das Material sollte mit einer Temperatur von 180 – 200 °C in den folgenden Medien abgeschreckt werden:
• Öl
• Salzbad
1.2311 Kontinuierliches ZTU-Diagramm
Dieses Diagramm zeigt Mikro-Veränderungen im Laufe der Zeit bei verschiedenen Temperaturen an. Diese sind bei der Wärmebehandlung wichtig, da sie Aufschluss über die optimalen Bedingungen für Prozesse wie Härten, Glühen und Normalisieren geben.
1.2311 Isothermisches ZTU-Diagramm
Dieses Diagramm zeigt die strukturellen Veränderungen auf Mikroebene im Laufe der Zeit bei einer konstanten Temperatur. Es zeigt, bei welcher Temperatur und nach welcher Zeit sich verschiedene Phasen, z. B. Perlit, Martensit oder Bainit, zu bilden beginnen.
1.2311 OBERFLÄCHENBEHANDLUNG
1.1730 OBERFLÄCHEN-
BEHANDLUNG
Nachfolgend finden Sie einige Beispiele für Oberflächenbehandlungen, die an Werkstoff 1.2311 vorgenommen werden können.
1.2311 Nitrieren
Werkzeugstahl 1.2311 kann nitriert werden, um eine harte und abriebfeste Oberfläche bis zu einer Tiefe von 0,40 mm zu erhalten. Beim nitrieren wird dazu Stickstoff in die Oberfläche diffundiert um dieses zu erreichen.
1.2311 Brünieren
Durch das brünieren von Werkstoff 1.2311 erhalten Werkzeuge und Werkstücke eine schwarze Mischoxidschicht, die ihnen einen gewissen Korrosionsschutz verleiht.
Das Brünieren wird aber meist aus ästhetischen Gründen vorgenommen. Es verleiht den Teilen eine blauschwarze Färbung, die die Lichtreflexion auf der Oberfläche verringert.
1.2311 PVD-Verfahren
Durch die Physical Vapor Deposition (PVD, deutsch: physikalische Gasphasenabscheidung) wird ein dünner Film auf die Oberfläche des Materials aufgebracht, der die Verschleißfestigkeit erhöht und die Reibung verringern kann.
1.2311 Polieren
1.2311 kann bei Anwendung geeigneter Methoden auf Hochglanz poliert werden. Um einen Orangenhaut-Effekt und Lochfraß zu vermeiden, sollte man darauf achten, dieses Material nicht zu stark zu polieren.
1.2311 Chemisches Vernickeln
Bei diesem Verfahren wird eine Nickel-Phosphor-Beschichtung durch chemische Reduktion ohne elektrischen Strom auf die Oberfläche des Materials aufgebracht. Diese Methode wird häufig angewandt, wenn Werkteile Vertiefungen oder Bohrungen haben, die mit anderen Methoden der Beschichtung schlecht zu erreichen sind. Die so aufgetragene Nickelschicht ist hart und bietet einen guten Schutz vor Verschleiß.
1.2311 Laser-Oberflächenhärtung
Die Laser-Oberflächenhärtung (Randschichthärten) kann die Oberfläche lokalisiert härten, ohne die Eigenschaften des restlichen Werkstücks zu beeinträchtigen. Dazu wird ein Hochleistungslaser verwendet, der bestimmte Oberflächenbereiche erhitzt. Danach kühlen diese Bereiche schnell wieder von alleine ab und dadurch wird eine harter Martensit gebildet. An diesen Stellen hat das Werkstück dadurch eine bessere Verschleißbeständigkeit, wohingegen das restliche Material seine Duktilität behält.
Durch die punktuelle und oberflächliche Erhitzung ist ein Abschrecken nicht notwendig, was einen Härteverzug vermeiden kann und ein Nacharbeiten in der Regel unnötig macht.
1.2311 BEARBEITUNG
1.2311 Maßänderungen
Wenn diese Stahlgüte bei einer Härtetemperatur von 840 °C in Öl abgeschreckt wird, dehnt sich das Material normalerweise um 0,0762 mm/mm aus. Die Maßänderungen während der Wärmebehandlung werden jedoch weitgehend von Größe und Form der Teile beeinflusst. Um Maßänderungen zu minimieren, ist es wichtig, eine gute Vorgehensweise während der Wärmebehandlung einzuhalten.
1.2311 Schmieden
Werkzeugstahl kann in einem Temperaturbereich von 900 – 1090 °C geschmiedet werden. Das Schmieden unter einer Temperatur von 870 °C sollte vermieden werden und das Material sollte, wenn nötig, wieder auf Schmiedetemperatur gebracht werden.
1.2311 Schweißen
Der Werkstoff 1.2311 kann mit allen herkömmlichen Methoden geschweißt werden. Erwärmen Sie das Material auf eine Temperatur von 315 – 370 °C. Senken Sie die Schweißtemperatur nicht unter 315 °C. Die Füllstoffe sollten auf die Härte des Grundmetalls abgestimmt sein. Langsam auf 40 – 65 °C abkühlen, dann auf eine Temperatur von 540 °C für eine Stunde pro 25 mm pro Schweißtiefe nachwärmen und 565 °C dabei nicht überschreiten, da dies zu einem Härteverlust führen kann. Wenn möglich, doppelt anlassen.
1.2311
ANWENDUNGS-MÖGLICHKEITEN
1.2311
ANWENDUNGSMÖGLICHKEITEN
Eine weitere Wärmebehandlung des 1.2311 ist nicht vorgesehen, so dass er im Anlieferungszustand und ohne Verzögerungen verwendet werden kann. Da keine weitere Wärmebehandlung erforderlich ist, wird das Risiko einer Verformung während der Behandlung eliminiert und die erforderlichen Eigenschaften, wie hohe Verschleißfestigkeit und Zähigkeit für Formen, Gesenke, Vorrichtungen und Werkzeuge, sind gleichmäßig vorhanden.
Weitere Anwendungsbeispiele
• Maschinenbau allgemein
• Vorrichtungen
• Grundplatten
• Aufbauteile
• Formrahmen
• Kunststoffformen
• Kunststoffverarbeitung
• Spritzgießformen
• Druckgießformen
• IHU-Werkzeuge
• Rezipientenmäntel
• Zwischenbüchsen
• Abkantleisten
• Werkzeughalter
• Strangpressen
• Rohrpressen
• Matrizenhalter
• Matrizeneinsätze
