سایر

انواع فولاد های ابزار کربن

فولاد های ابزار کربن

همانطور که می دانید، فولاد ها یکی از اساسی ترین و پر مصرف ترین ماده های صنعتی به حساب می آیند. در پروسه تولید و ساخت فولاد، آهن مذاب به کربن اضافه می شود. بعد از انجماد آلیاژی به دست می آید که به آن فولاد می گویند. در فولاد های مهندسی میزان کربن ۱ الی ۱.۹ درصد می باشد. در فولاد های کربنی علاوه بر کربن از عناصر دیگری نظیر گوگرد، سیلسیوم و منگنز نیز استفاده می شود که هر کدام از آن باعث بهبود خواص فولاد می شود. در ادامه انواع فولاد های ابزار کربن و کاربرد های آن را مورد بررسی قرار می دهیم.

فولاد های ابزار کربن

انواع فولاد های ابزار کربن

فولاد های ابزار کربن دارای انواع مختلفی هستند که در ادامه هر یک را به صورت مختصر می پردازیم.
فولاد ابزار کربنی ۱.۱۵۲۵:
این نوع فولاد دارای خصوصیت سختی پذیری پایین (پوسته ای)، مقاومت سایشی کم، قابلیت چکش کاری و ماشین کاری بسیار خوب و انعطاف پذیری بالا در طی عملیات حرارتی می باشد. از فولاد ابزار کربنی ۱.۱۵۲۵ در تولید و ساخت ابزار های ضربه ای، اره باقبانی، سنبه های دستی برش ورق و چرم و از این قبیل ابزارآلات استفاده می شود.
فولاد ابزار کربنی ۱.۱۵۴۵:
این فولاد دارای سختی پذیری کم (پوسته ای) است. البته سطح سختی آن در مقایسه با فولاد ابزار کربنی ۱.۱۵۲۵ بیشتر می باشد. از دیگر ویژگی های فولاد ابزار کربنی ۱.۱۵۴۵ می توان به مقاومت سایشی متوسط رو به پایین، اعوجاج زیاد و چقرمگی و قابلیت ماشین کاری عالی اشاره داشت. از این فولاد در ساخت قالبت های برش و پانچ، قالب های برجسته کاری تو خالی و تو پر و تیغه های برشی و … استفاده می شود.
فولاد ابزار کربنی ۱.۱۷۳۰:
این نوع فولاد نیز دارای سختی پذیری کم (پوسته ای)، چقرمگی و ماشین کاری بسیار خوب، مقاومت سایشی کم و اعوجاج بالا می باشد. از فولاد ابزار کربنی ۱.۱۷۳۰ در ساخت ابزار های مختلف دستی مثل: تبر، چکش، درفش، چنگک، قلم های سر پهن و سر باریک، پیچ گوشتی و … استفاده می شود.

فولاد های ابزار کربن

دسته بندی فولاد های ابزار کربنی

فولاد های ابزار کربنی بر اساس فاکتور ها و عوامل مختلف و گوناگونی دسته بندی می شوند. مهم ترین دسته بندی این فولاد ها بر اساس عناصر آلیاژی موجود در آن ها می باشد که شامل دو گروه: ساده کربنی و آلیاژی است.
بیشترین حجم تولید قطعات ریختگی فولادی مربوط به فولادهای کربنی می باشد. این فولاد ها از عناصری نظیر: کربن، منگنز، سیلسیوم، فسفر و گوگرد تشکیل شده اند. میزان کربن آن ها بیشترین تاثیر را در بهبود خواص مکانیکی قطعات تولید دارد.
فولاد های ساده کربنی بر اساس درصد میزان کربن به سه گروه: پرکربن(بیش از۰.۵۵ کربن)، کربن متوسط (حداکثر۰.۲۵-۰.۵۰ کربن)، کم کربن (حداکثر ۰.۲۵ کربن) تقسیم می شود.

فولاد های ابزار کربن

کاربرد و موارد مصرف فولادهای ابزار کربنی

فولاد های ابزار کربنی به دلیل داشتن میزان زیادی کربن و درصد کمی از عناصر آلیاژی در تولید قطعات و ابزارآلات گوناگونی مورد استفاده قرار می گیرند. هر نوع از فولاد های ابزار کربنی متناسب با درصد کربن موجود در خود، در بخش های مختلفی از صنعت کاربرد دارند.
فولاد های ابزاری کم کربن در تولید قطعات مهندسی، ساخت راه آهن (با قابلیت جوش پذیری بالا)، ساخت ساختمان کشتی کاربرد دارند. فولاد ابزار کربن متوسط در تولید قطعات و اجزاء در صنایع، راه آهن، ماشین آلات و دستگاه های و صنایع حمل و نقل مورد استفاده قرار می گیرند.
فولاد ابزار پر کربن در تولید قطعاتی که نیاز به مقاومت سایشی خوب دارند همچون غلطک ها، ابزار آلات ماشین آلات صنعتی استفاده می شوند.
دقت داشته باشید که فولاد های ابزار کربنی کاربرد های زیادی داشته و علاوه بر موارد ذکر شده در تولید قطعات مختلف و ابزارآلات دستی، ابزارآلات کشاورزی، آچار، پیچ و مهره، چکش، قالب برش و … کاربرد دارد.

معایب استفاده از فولاد ابزار کربنی

فولاد های ابزار کربنی به دلیل سطح بالای کربن دارای مقاومت به سختی بسیار زیادی می باشند. این نوع فولاد ها در مقایسه با فولاد های ابزاری سردکار و گرمکار از سختی بالاتری برخوردار هستند. فولاد های ابزار کربنی بر خلاف فولاد گرمکار دمای کاری آن ها پایین تر است. اگر این فولاد ها در دمای کاری بیش از ۱۵۰ درجه سانتیگراد قرار بگیرند، ویژگی ها و خواص خود را از دست می دهند.
از دیگر نکات منفی فولاد ابزار کربنی می توان به احتمال شکسته شدن و ترک برداشتن آن ها اشاره داست. البته در برخی از فولاد های این گروه با افزایش سطح عناصر آلیاژی مختلف مانند: منگنز، مولیبدن، وانادیوم و سیلسیوم این مشکل را بر طرف کرده اند.
نکته: قابلیت ماشین کاری فولاد های ابزار کربنی به میزان درصد عنصر کربن موجود در آن وابسته می باشد. یعنی هر چقدر میزان کربن آن بیشتر باشد، ماشین کاری آن دشوار تر می شود و هر چقدر میزان درصد کربن آن پایین تر باشد، قابلیت ماشین کاری آن بهتر می شود.

فولاد های ابزار کربن

گروهای فولادهای ابزار کربنی

فولادهای ابزار کربی به گروه های مختلفی تقسیم می شوند. این گروه ها به شرح زیر می باشد:
گروه فولاد ابزار سخت کاری شونده در هوا (Air Hardening): سری A
نخستین فولاد ابزار سختکاری شونده در هوا با نام Mushet steel شهرت داشت. فولاد ابزار های سختکاری شده با هوا با قابلیت تغییر شکل و دفورمه شدن کم در طول پروسه خنک کاری شناخته می شوند. این نوع فولاد ها دارای قابلیت ماشینکاری خوب و استحکام و مقاومت به سایش مطلوب می باشند.
گروه فولاد ابزار کربن-کروم بالا ، سری D
فولاد های سرد شونده گروه D در واقع شامل فولاد های D2، D3، D6 و D7 می باشد. این فولاد ها حاوی ۱۰ تا ۱۳ درصد عنصر کروم هستند. فولاد ابزار کربن کروم معمولا سختی خود را تا ۴۲۵ درجه حفظ می کنند. از این فولاد ها در بلوک قالب های دایکستینگ، قالب های فورجینگ و قالب های ساخت قطعه به روش کشش استفاده می شود.
این فولاد ها به دلیل درصد کروم بالا به عنوان فولاد زنگ نزن یا شبه زنگ نزن نیز شهرت دارند. البته رسوب کروم و محتوای کربن این نوع فولاد ها به صورت کاربید موجب پایین آمدن مقاومت به زنگ زدگی در آن ها شده است.
گروه فولاد ابزار سخت کاری شونده با آب ، گروه W
این نوع فولاد ها به وسیله آب سختکاری می شوند. دلیل نام گذاری آن ها نیز به همین دلیل می باشد. فولاد های گرید –W در واقع فولاد های کربن بالا و کربن پایین هستند. قیمت این گروه از فولاد ابزار ها در مقایسه با سایر فولاد های ابزاری پایین تر است. به همین دلیل از پر کاربرد ترین انواع فولاد ابزار ها به حساب می آیند.
این فولاد ها برای کاربرد هایی با دمای پایین مناسب هستند؛ زیرا در دماهای بالای ۱۵۰ درجه خاصیت سختی خود را از دست می دهند. قابلیت سختکاری فولاد های گروه –W ضعیف بوده و نیاز به کوئنچ کردن با آب دارند.
گروه فولاد ابزار سخت کاری شونده با روغن (Oil Hardening) ، سری O
این سری از فولاد ها شامل گرید های O1، O2، O6 و O7 می باشد. این نوع فولاد ها همه در دمای ۸۰۰ درجه سلسیوس سختکاری و داخل روغن کوئنج می شوند. در نهایت در دمای زیر ۲۰۰ درجه سلسیوس برگشت داده می شوند.
گروه کاربرد – خاص
فولاد های ابزاری نوع P در واقع مخفف فولاد های قالب تزریق پلاستیک می باشند. فولاد های ابزاری نوع L نیز مخفف فولاد های ابزاری آلیاژ پایین بوده و کاربرد خاصی دارند. به عنوان مثال: فولاد L6 از استحکام بالایی برخوردار است.
سختکاری فولاد های ابزاری نوع F توسط آب صورت گرفته و مقاومت به سایش آن ها در مقایسه با فولاد های ابزاری نوع W بیشتر می باشد.
گروه مقاوم به شوک
برای افزایش مقاومت به شوک و سختی از آلیاژهای مختلفی نظیر: کروم-تنگستن، سیلیکون-مولیبدن، سیلیکون-منگنز در تولید فولاد استفاده می شود. این نوع فولاد ها به گونه ای طراحی می شوند که هم در دمای بالا و هم در دمای بالا نسبت به شوک و ضربه ناگهانی مقاومت بالایی از خود نشان می دهند.
میزان کربن روی استحکام فولاد تاثیر زیادی دارد. به این ترتیب برای داشتن استحکام لازم باید سطح کربن پایین باشد.
گروه کار-گرم
این نوع فولاد ها برای شکل دادن و یا برش مواد در دما های زیاد مورد استفاده قرار می گیرند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.