ASTM A681 H21 DIN 1.2581 Warmarbeitsstahlstange
Kurzbeschreibung:
DIN 1.2581 H21 SKD5 Warmarbeitsstahl bietet Wolframlegierungs-Warmfestigkeit, Verschleißfestigkeit und Beständigkeit gegen thermische Ermüdung für Schmiedegesenke, Warmstempel und Extrusionswerkzeuge. Kundenspezifische Durchmesser, Oberflächenbeschaffenheiten, Schneid-, Ultraschall-, Materialprüfungs- und EN 10204 3.1-konforme Ausführungen sind erhältlich.
DIN 1.2581 H21 SKD5 Warmarbeitsstahl ist ein wolframlegierter Warmarbeitsstahl, der als Rund- oder Schmiedestange für Warmumformwerkzeuge, Warmstempel, Extrusionswerkzeuge, Druckgussteile, Warmscheren und Hochtemperatur-Umformwerkzeuge geliefert wird. Je nach Norm und Markt wird er üblicherweise als AISI H21, UNS T20821, DIN 1.2581, JIS SKD5 oder X30WCrV9-3 bezeichnet.
SAKY STEEL liefert Werkzeugstahlstangen H21 / 1.2581 in geglühtem, geschmiedetem, geschältem, gedrehtem oder geschliffenem Zustand gemäß den Bestellanforderungen. Die Bearbeitungsmöglichkeiten umfassen unter anderem Schneiden, Schälen, Drehen, Schleifen, Schruppen, Maßprüfung, Härteprüfung, Ultraschallprüfung (falls spezifiziert) sowie die Erstellung von Werkszeugnissen (MTC) und EN 10204 3.1-Dokumentation.
Produktparameter
| Artikel | Produktdetails |
|---|---|
| Produktname | DIN 1.2581 H21 SKD5 Warmarbeitsstahlstange |
| Grad | H21 / 1.2581 / SKD5 |
| UNS / EN Bezeichnung | UNS T20821 / X30WCrV9-3 |
| Materialfamilie | Wolfram-Warmarbeitsstahl |
| Produktform | Rundstab und Schmiedestab |
| Größenbereich | Standard- und Sonderdurchmesser auf Bestellung |
| Länge | 1000–6000 mm oder auf die gewünschte Länge zugeschnitten |
| Oberflächenbeschaffenheit | Schwarz, geschält, gewendet, gemahlen |
| Lieferbedingungen | Geglüht oder wärmebehandelt, falls angegeben |
| Standard | ASTM A681 / DIN EN ISO 4957 |
| Toleranz | Mill, h9, h11 oder zeichnungsspezifisch |
| Verfügbare Dienstleistungen | Schneiden, Schälen, Drehen, Schleifen, Bearbeiten |
| Zertifikate | MTC, EN 10204 3.1, Maßbericht |
Chemische Zusammensetzung
H21 / 1.2581 ist ein Wolfram-Chrom-Vanadium-Warmarbeitsstahl. Sein hoher Wolframgehalt sorgt für Warmhärte und Beständigkeit gegen Erweichung bei hohen Temperaturen, während Chrom und Vanadium zur Härtbarkeit, Verschleißfestigkeit und Beständigkeit gegen thermische Ermüdung beitragen.
| Element | Typischer Referenzinhalt | Technische Funktion |
|---|---|---|
| Kohlenstoff | etwa 0,26–0,36 % | Bietet Härtbarkeit und Arbeitshärte |
| Mangan | etwa 0,15–0,40 % | Unterstützt die Desoxidation und die Härtbarkeit |
| Silizium | etwa 0,15–0,50 % | Unterstützt die Oxidationsbeständigkeit und die Matrixfestigkeit |
| Chrom | etwa 3,00–3,75 % | Verbessert die Härtbarkeit und die Warmumformbarkeit |
| Wolfram | Etwa 8,50–10,00 % | Verleiht rote Härte und Beständigkeit gegen Erweichung |
| Vanadium | etwa 0,30–0,60 % | Verfeinert das Korn und verbessert die Verschleißfestigkeit |
| Phosphor | Kontrolliertes Maximum | Beschränkt auf die Unterstützung der Robustheit |
| Schwefel | Kontrolliertes Maximum | Beschränkt, um Einschlüsse zu minimieren und die Zuverlässigkeit des Werkzeugs zu verbessern |
| Eisen | Gleichgewicht | Basismetallmatrix |
Die tatsächliche chemische Zusammensetzung ist anhand der entsprechenden Produktspezifikation und des Materialprüfzeugnisses zu bestätigen.
Mechanische Eigenschaften und Hochtemperatureigenschaften
Die mechanischen und gebrauchstechnischen Eigenschaften von H21-Stahlstäben hängen vom Stabdurchmesser, der Wärmebehandlung, der Härte im Betrieb, der Prüfrichtung und der Einsatztemperatur ab. Die folgenden Werte dienen als typische Referenzwerte für technische Diskussionen und ersetzen nicht die auftragsspezifischen Prüfergebnisse.
| Eigentum | Typischer Referenzwert | Zustand | Bedeutung im Ingenieurwesen |
|---|---|---|---|
| Härte nach dem Glühen | Üblicherweise unter etwa 240–250 HB | Geglühter Stab | Verbessert die Bearbeitbarkeit vor dem Härten |
| Arbeitshärte | Etwa 50–56 HRC-Referenz | Gehärtet und angelassen | Wird für Heißarbeitswerkzeuge verwendet |
| Wolfram-Effekt | Unterstützung für hohe rote Härte | Heißarbeitsdienst | Hilft dabei, die Härte bei erhöhter Temperatur zu erhalten |
| Verschleißfestigkeit | Gut geeignet für Warmarbeitsstahl | Wärmebehandelt | Geeignet für Heißstempel, Matrizen und Schermesser |
| Thermische Ermüdungsbeständigkeit | Anwendungsabhängig | Wiederholtes Erhitzen und Abkühlen | Beeinflusst durch Vorwärmen, Abkühlen und Werkzeugkonstruktion |
| Dichte | Referenzwert ca. 8,2 g/cm³ | Raumtemperatur | Wird zur Berechnung des Stangengewichts verwendet. |
| Härtetemperatur | Referenztemperatur ca. 1100–1150 °C | Vorbehaltlich der Wärmebehandlung | Muss durch ein qualifiziertes Verfahren kontrolliert werden. |
| Betriebstemperatur | Anwendungsabhängig | Werkzeuge für die Warmarbeit | Beeinflusst durch Last, Zeit, Kühlung und Oxidation |
Tabelle der gängigen Größen
| Durchmesser | Länge | Oberfläche | Verarbeitung | Typische Verwendung |
|---|---|---|---|---|
| Ø10–30 mm | 1000–6000 mm | Geschält oder gemahlen | Schneiden und Schleifen | Heißstempel und kleine Werkzeuge |
| Ø35–80 mm | 2000–6000 mm | Geschält oder gewendet | Bearbeitungszugabe | Dorne und Werkzeugwellen |
| Ø85–160 mm | Individuell zugeschnittene Länge | Grob gedreht | Sägeschnitt oder bearbeitet | Warmumformwerkzeugkomponenten |
| Ø165–300 mm | Auf Bestellung gefertigt | Geschmiedet und gedreht | UT, wenn angegeben | Große Warmarbeitswerkzeuge |
| Über Ø300 mm | Projektspezifisch | Geschmiedet oder bearbeitet | Technische Überprüfung erforderlich | Schwere Stempelblöcke und Einsätze |
Vergleich verschiedener Spezifikationen
Vergleich der Rundstaboberfläche und -produktion
| Zustand | Hauptmerkmal | Empfohlene Verwendung | Kaufberatung |
|---|---|---|---|
| Warmgewalzter Stab | Wirtschaftliche Fräsoberfläche | Grobbearbeitung | Bearbeitungszugabe angeben |
| Geschmiedeter Stab | Geeignet für größere Abschnitte | Schwere Heißarbeitswerkzeuge | UT kann angefordert werden |
| Geschälter Riegel | schuppenfreie Oberfläche | CNC-Bearbeitung | Verringert die Oberflächenvorbereitung |
| Gedrehter Stab | Kontrollierter Durchmesserzuschlag | Werkzeugrohlinge | Endgültige Bearbeitungsgröße bestätigen |
| Erdungsstange | Enge Toleranzen und glatte Oberfläche | Präzisionswerkzeugkomponenten | Zustand h9, h8 oder Zeichnungstoleranz |
Vergleich mit verwandten Warmarbeitsstählen
| Grad | Hauptstärke | Relative Einschränkung | Typische Auswahl |
|---|---|---|---|
| H11 / 1,2343 | Gute Zähigkeit und Beständigkeit gegen Hitzerisse | Geringere Rothärte als wolframreiches H21 | Allgemeine Werkzeuge für Warmarbeiten |
| H13 / 1,2344 | Weit verbreitete und ausgewogene Warmarbeitsqualität | Unterschiedliche Legierungszusammensetzung und Warmhärte | Druckguss- und Extrusionswerkzeuge |
| H21 / 1,2581 | Hohe Härte und Verschleißfestigkeit von Wolframrot | Geringere Zähigkeitsreserve als einige niedriglegierte Stahlsorten | Heißstempel, Dorne und Schmiedegesenke |
| H10 / 1,2365 | Gutes Verhältnis von Warmfestigkeit zu thermischer Ermüdung | Geringere Warmhärte von Wolfram als H21 | Heißstempel und Schmiedewerkzeuge |
Gleichwertige Normen und internationale Bezeichnungen
| System | Bezeichnung | Beziehung |
|---|---|---|
| AISI / ASTM | H21 | Gängige Warmarbeitsstahlsorte |
| UNS | T20821 | UNS-Bezeichnung für Stahl des Typs H21 |
| DIN / W.Nr. | 1,2581 | Deutsche Materialnummer |
| EN Name | X30WCrV9-3 | Gemeinsame europäische chemische Bezeichnung |
| JIS | SKD5 | Japanische Querverweise |
| Chinesische Referenz | 3Cr2W8V | Gängige chinesische Warmarbeitsstahl-Referenz |
| Produktstandard | ASTM A681 / DIN EN ISO 4957 | Referenzen zur Werkzeugstahlspezifikation |
Produktionsprozessablauf
Die Legierungsmaterialien werden entsprechend der erforderlichen H21-Chemie ausgewählt.
Chemische Zusammensetzung, Reinheit und Restelemente werden während des Schmelzprozesses kontrolliert.
Barren- oder Knüppelqualität wird für die Warmumformung vorbereitet.
Das Material wird zu Rundstangen oder Schmiedestangen verarbeitet.
Durch Glühen wird die Bearbeitbarkeit vor der endgültigen Werkzeugherstellung verbessert.
Die Riegel können geschält, gewendet, geschliffen oder auf die gewünschte Größe zugeschnitten werden.
Abmessungen, Oberfläche, Härte und Dokumentation werden geprüft.
Die Chargennummerierung und die Exportverpackung werden vorbereitet.
Produktprüfung
| Inspektion | Verfahren | Zweck |
|---|---|---|
| Chemische Analyse | Laboranalyse oder MTC-Überprüfung | Bestätigung der Chemie von H21 / 1,2581 |
| PMI | Positive Materialidentifizierung | Verfügbar, sofern angegeben; kein Ersatz für eine vollständige chemische Analyse. |
| Härteprüfung | HB- oder HRC-Test, je nach Anwendbarkeit | Prüfen Sie den geglühten oder wärmebehandelten Zustand. |
| Dimensionsprüfung | Messschieber, Mikrometer und Längenmessung | Durchmesser, Länge und Toleranz prüfen |
| Oberflächeninspektion | Sicht- und Oberflächenprüfung | Prüfen Sie auf Risse, Zunder, Überlappungen oder Beschädigungen durch unsachgemäße Handhabung. |
| Ultraschallprüfung | UT, wenn angegeben | Prüfen Sie die innere Dichtheit bei geeigneten Größen. |
| Rückverfolgbarkeitsprüfung | Chargennummer und Etikettenprüfung | Produkt mit MTC und EN 10204 3.1 verknüpfen |
| Fremdprüfung | SGS, BV, TÜV oder benannter Prüfer | Kann nach Vereinbarung arrangiert werden. |
Produktverpackung
Riegel können mit Öl, VCI-Papier, Folie oder wasserdichter Verpackung geschützt werden.
Stahlbänder, Trennelemente und Polsterung reduzieren Bewegung und Kratzer.
Geschliffene oder bearbeitete Stangen können mit Endkappen oder gepolsterten Schutzvorrichtungen versehen werden.
Die Exportverpackung wird nach Stangendurchmesser, Länge und Gewicht ausgewählt.
Güteklasse, Größe, Chargennummer und kundenspezifische Versandmarkierungen können beibehalten werden.
Anwendungen, Kernleistung und Fertigung
Hauptanwendungen
- Warmumformwerkzeuge und Werkzeugeinsätze
- Heißstempel, Dorne und Stempelhalter
- Extrusionsdüsen und Extrusionsauskleidungen
- Druckgusswerkzeuge für ausgewählte Nichteisenlegierungen
- Heiße Scherenklingen und Trimmwerkzeuge
- Stempelwerkzeuge, Auswerferscheiben und Warmumformungskomponenten
Hochtemperaturverhalten
Der hohe Wolframgehalt von H21 sorgt für Warmhärte und Beständigkeit gegen Erweichung bei hohen Temperaturen. Es eignet sich für Werkzeuge, die heißem Metallkontakt, wiederholtem Erhitzen und Abkühlen sowie Verschleiß unter Hochtemperaturbedingungen ausgesetzt sind. Die tatsächliche Leistung hängt von Temperatur, Anpressdruck, Kühlintensität und Schmierung ab.
Bearbeitbarkeit
Die Bearbeitbarkeit ist im geglühten Zustand im Allgemeinen besser. Hauptbearbeitungen wie Drehen, Fräsen, Bohren und Schruppen werden üblicherweise vor dem Härten und Anlassen durchgeführt. Aufgrund des hohen Wolframgehalts von H21 müssen Werkzeugauswahl, Schnittgeschwindigkeit und Kühlmittelzufuhr sorgfältig geplant werden.
Wärmebehandlung
H21 wird üblicherweise vor der Bearbeitung geglüht und anschließend auf die erforderliche Härte gehärtet und angelassen. Die Parameter für Austenitisierung, Abschrecken und Anlassen müssen entsprechend der Querschnittsgröße, der Ofenatmosphäre, der angestrebten Härte und der Werkzeuggeometrie gewählt werden. Vorwärmen im Betrieb ist oft wichtig, um Thermoschocks zu reduzieren.
Schweißen und Reparatur
Eine Reparaturschweißung ist mit einem qualifizierten Schweißverfahren, geeignetem Schweißzusatzwerkstoff, Vorwärmung und Nachbehandlung möglich. Bei kritischen Warmarbeitswerkzeugen sollten bei der Entscheidung über eine Reparatur das Rissrisiko, Härteunterschiede, die Betriebstemperatur und die verbleibende Werkzeugstandzeit berücksichtigt werden.
Warum SAKY STEEL wählen?
Durchmesser, Länge, Oberflächenbeschaffenheit und Bearbeitungszugabe können gemäß Zeichnungen angegeben werden.
Die Materialidentifizierung kann von der Dokumentation bis zur Endverpackung beibehalten werden.
Ein Werksprüfzeugnis (MTC / 质保书) kann gemäß der Bestellung bereitgestellt werden.
Die Dokumentation gemäß EN 10204 3.1 ist auf Anfrage erhältlich.
Härteprüfung, Maßprüfung, PMI-Prüfung und Ultraschallprüfung können auf Anfrage durchgeführt werden.
Bündel, Holzkisten, Paletten und kundenspezifische Versandmarkierungen können arrangiert werden.
Häufig gestellte Fragen
Was ist Werkzeugstahl DIN 1.2581 H21?
DIN 1.2581 H21 ist ein wolframlegierter Warmarbeitsstahl. Er wird für Werkzeuge verwendet, die hohen Temperaturen, Verschleiß und Temperaturwechseln ausgesetzt sind, wie z. B. Warmumformwerkzeuge, Warmstempel und Extrusionswerkzeuge.
Ist H21 dasselbe wie SKD5?
H21 und SKD5 sind gängige Querverweise für denselben Wolfram-Warmarbeitsstahl. Die endgültige Gleichwertigkeit sollte jedoch anhand der erforderlichen Normen, der chemischen Zusammensetzung sowie der Wärmebehandlungs- und Prüfanforderungen bestätigt werden.
Welche Norm gilt für H21-Werkzeugstahlstangen?
ASTM A681 wird häufig für Werkzeugstahl AISI H21 herangezogen, während DIN EN ISO 4957 für DIN 1.2581 / X30WCrV9-3 verwendet werden kann. In der Bestellung sollten die benötigte Norm und Revision angegeben werden.
Was ist der Hauptvorteil von H21 gegenüber H13?
H21 enthält einen deutlich höheren Wolframgehalt, was die Warmhärte und die Beständigkeit gegen Erweichung bei bestimmten Hochtemperaturanwendungen verbessert. H13 ist weiter verbreitet und bietet ein anderes Verhältnis von Zähigkeit, Beständigkeit gegen thermische Ermüdung und Verfügbarkeit.
Kann die H21-Stange geschliffen oder geschält geliefert werden?
Ja. Schwarze, geschälte, gedrehte und geschliffene Oberflächen können je nach Durchmesser, Toleranz und Anforderungen an die Endbearbeitung besprochen werden. Geschliffene Stangen eignen sich, wenn eine engere Durchmesserkontrolle oder eine verbesserte Oberflächengüte erforderlich ist.
Ist die Ultraschallprüfung für H21-Stäbe verfügbar?
Ultraschallprüfungen können für geeignete Stabdurchmesser und Schmiedestäbe auf Anfrage durchgeführt werden. Die Bestellung sollte das Prüfverfahren, das Akzeptanzkriterium und die Berichtsanforderungen festlegen.
Können MTC und EN 10204 3.1 bereitgestellt werden?
SAKY STEEL stellt Ihnen gemäß Ihrer Bestellung die Dokumentation gemäß Werkszeugnis (MTC) und EN 10204 3.1 zur Verfügung. Härte-, Maß-, PMI- oder UT-Berichte können auf Anfrage ebenfalls erstellt werden.
