سایر

فولاد تندبر یا فولاد خشکه هوایی چیست ؟

فولاد تندبر
فولاد تندبر یا همان فولاد های خشکه هوایی

فولاد تندبر یا همان فولاد خشکه هوایی (HSS)، از دسته فولاد ابزار به حساب می آید. این نوع فولاد معمولا در قالب فولاد ابزار برشی، تیغه اره های برقی، مته و … مورد استفاده قرار می گیرد. فولاد تندبر در مقایسه با فولاد ابزار های قدیمی، برتری های زیادی دارد. یکی از برتری های این فولاد، مقاومت عالی و حفظ فرم خود در دمای بالا است. در ادامه به انواع فولاد های تندبر، موارد مصرف و ویژگی های آن ها اشاره خواهیم داشت.

فولاد تندبر یا همان فولاد های خشکه هوایی چیست ؟

فولاد های تندبر از انواع فولاد های آلیاژی هستند که ویژگی های خود را از ترکیب تنگستن و مولیبدن به دست می آورند. این فولاد ها از درصد زیادی از عناصر v، W، MO، Cr، C، CO تشکیل شده اند. علاوه بر عناصر ذکر شده، اضافه شدن ۱۰ درصد تنگستن و مولیبدن موجب افزایش سختی آن ها شده است.

عناصر آلیاژی نه تنها خواص سختی و استحکام را حفظ کرده، بلکه مقاومت فولاد تندبر در عملیات حرارتی را نیز بالا می برد. در صورت استفاده از میزان ۱۸ درصد تنگستن در فولاد های تندبر، فولاد تندبر تگستن پایه به وجود می آید و در صورت استفاده از میزان ۱۸ درصد مولیبدن در آن، فولاد مولیبدن پایه به وجود می آید.

کاربرد فولاد های تندبر تنگستن پایه از فولاد های تندبر مولیبدن پایه بیشتر بوده و قیمت بالا تری دارند. قیمت فولاد های مولیبدن پایه به دلیل مقاومت پایین، کم تر است.

نکته: فولاد های تندبر (فولاد های خشکه هوایی) در مقایسه با فولاد های ابزار و یا فولاد های کربنی، سختی و مقاومت بیشتری در برابر سایش دارند. دقت داشته باشید که این مقاومت بالا به دلیل وجود عناصر وانادیوم و تنگستن در آن می باشد.

انواع فولاد های تندبر

فولاد های تندبر به صورت کلی به سه دسته فولاد های حاوی تنگستن، فولاد های حاوی مولیبدن و فولاد هایی با آلیاژ و سختی بالا تقسیم می شوند. در ادامه این سه دسته را به صورت خلاصه مورد بررسی قرار می دهیم.

فولاد تندبر یا همان فولاد های خشکه هوایی

فولاد ضد زنگ یا فولاد زنگ نزن چیست؟

فولاد تنگستن (گروه T)

فولاد تنگستن از اولین فولاد های تندبر به حساب می آید. از طرفی به دلیل دسترسی دشوار و هزینه استخراج بالا، از تمامی گرید های تنگستن به صورت محدود استفاده می شود. فولاد های T1 و T15 از متداول ترین و پر کاربرد ترین فولاد های گروه T یا همان فولاد تنگستن می باشند.

از فولاد های گروه T1 در موقعیت ها و موارد مختلف استفاده می شود، اما فولاد های T15 به دلیل وجود سطح بالایی از آلیاژ کبالت و وانادیوم معمولا برای ساخت ابزار های برشی که با سایش قابل توجه و دما های بسیار بالا رو به رو هستند، مورد استفاده قرار می گیرند.

فولاد مولیبدن (گروه M)

بیشتر فولاد های گروه M شامل مولیبدن بوده و فقط برخی از آن ها از مقادیر مشابه یا بیشتری از عناصر کبات و تنگستن می باشند. توجه داشته باشید که مقاومت سایشی گونه های متشکل از درصد های بالای وانادیوم و کربن از سایر فولاد های تندبر بیشتر است. به همین دلیل قابلیت تراش پذیری و تراش کاری این فلزات تا حدودی کاهش می یابد.

در گروه M علاوه بر ساخت ابزار های برش برای فرآیند های کار سرد، برای تولید قالب های پولک زنی هم مورد استفاده قرار می گیرند. به این ترتیب فولاد های تندبر در مقایسه با دیگر ابزار های برش با سختی بیشتر، در دمای پایین تر به سختی مورد نظر می رسند.

فولاد هایی با سطح آلیاژ و سختی

این گروه به طور کلی شامل ابزارآلات مورد استفاده در دمای تقریبی ۵۰۰ درجه سلسیوس می شود. فولاد تندبر یا همان فولاد خشکه هوایی، ماده ای را اختیار مهندسین قرار داده که از ماتریکس بسیار مقاومی برخوردار هستند و پرداکندگی کاربید های آن باعث افزایش مقاومت و سختی زیاد فولاد شده اند.

فولاد تندبر یا همان فولاد های خشکه هوایی

کاربرد و موارد مصرف فولاد تندبر

فولاد های تندبر به دلیل ویژگی های خاص، کاربرد های زیادی در صنایع مختلف دارند. در ادامه به مهم ترین موارد مصرف و کاربرد های این فولاد می پردازیم.

فولاد های تندبر در صنعت قالب سازی(قالب تزریق پلاستیک)، مهرزنی، ساخت و تولید غلتک‌ هایی چون دستگاه نورد گرم، نوار ورق و انواع ابزار های برشی، مانند: فرز برش (نوعی ابزار رو تراشی)، دریل، ابزار دنده تراشی، ابزار برش چرخ دهنده، مته، تغیه تراش، انواع تیغه اره و … کاربرد دارند.

این فولاد به دلیل چگالی خوب، مقاومت سایشی و سختی بالا و … خیلی زود توانست به جایگاهی در بین فولاد ابزار های دستی مانند: مته های حفاری، دمشق چاقو های آشپزخانه و چاقو های جیبی و … پیدا کند.

از محبوب ترین فولاد ها برای استفاده در خراطی می توان به فولاد تندبر اشاره داشت؛ چرا که سرعت حرکت در لبه ها برای فولاد ابزار دستی بالا بوده و لبه ها را در مقایسه با فولاد ابزار های کربنی به مدت بیشتری نگه می دارند.

به صورت کلی، فولاد تندبر از رایج ترین انواع فولاد برای ساخت انواع آبزارآلات پر سرعت می باشد.

فولاد تندبر یا همان فولاد های خشکه هوایی

معرفی اجزای قالب های تزریق پلاستیک

ترکیبات شیمیایی فولاد تندبر

فولاد های تندبر هم مانند سایر فولاد های دیگر، دارای ترکیبات شیمیایی خاصی می باشند که هر کدام از آن ها موجب بروز ویژگی های مختلف در آن ها شده است. در ادامه این ترکیبات را به صورت خلاصه مورد بررسی قرار می دهیم.

کربن (۰.۷۰% تا ۱.۶۵%)

همانطور که می دانید، هر چقدر سطح کاربید بیشتر باشد، سختی و مقاومت فرسایشی فولاد به همان نسبت بیشتر می شود. تنگستن کاربید یا کاربید از واکنش فلز تنگستن با کربن در دمای خاصی (۱۴۰۰ تا ۲۰۰۰ درجه سلسیوس) به دست می آید.

در این فرآیند افزایش و کاهش دما، کاربید در آستنیت حل شده تا سختی ماتنزیت کاهش پیدا نکند. کاربید آلیاژی در هنگام برگشت دادن یا همان تمپر کردن پراکنده و باعث ایجاد سختی ثانویه مجدد آن می شود.

در نهایت کاربید های حل نشده از ایجاد ذرات ناخواسته جلوگیری کرده و موجب بهبود مقاومت فرسایشی می شود. در صورت افزایش محتوای کربن، نقطه ذوب کاهش می یابد. به این ترتیب سیالیت فولاد مذاب و خاصیت کریستالی فولاد دقیق تر، ظریف تر و بهتر می شود.

کروم (Cr)

وجود عنصر کروم موجب افزایش سطح سختی، کربن زدایی و مقاومت در برابر خوردگی، ثبات اکسیداتیو فولاد های تندبر می شود. این عنصر به دلیل حل شدن در آستنتیت، سختی را بهبود بخشیده و برای تولید M6C مورد استفاده قرار می گیرد.

دقت داشته باشید که هر چقدر سطح عناصر کروم بیشتر باشد، سرعت کاهش دما پایین تر و قابلیت سختی فولاد بیشتر می شود.

کبالت (Co)

استفاده از عنصر کبالت موجب افزایش سختی فولاد در دما های بالا، سختی ثانویه و رسانایی گرما می شود. همچنین این عنصر نقطه ذوب در فولاد تندبر را افزایش داده و دمای ریخته گری را بالا می برد.

از طرفی دیگر، استفاده از عنصر کبالت موجب حل شدن عناصر MO، W، V در آستنیت شده و به بهبود تفکیک آلیاژ کاربید در زمان تمپر کمک می کند. از دیگر ویژگی های این عنصر می توان به تشکیل ترکیبات میان فلزی و تاثیر بر پراکندگی عناصر اشاره داشت که این ویژگی موجب عدم ترکیب کاربید ها و جلوگیری از ازدحام آن ها می شود.

وانادیوم (V)

عنصر وانادیوم به گونه ای موجب بهبود مقاومت فرسایشی و سختی فولاد در دمای بالا می شود. دقت داشته باشید که هر چقدر مقدار این عنصر بیشتر باشد، میزان کربید های MC، M و C2 نیز افزایش می یابد. به این ترتیب سطح و سرعت تشکیل MC کاربید مهار می شود.

تنگستن (W)

عنصر تنگستن موجب افزایش سرخ سختی و مقاومت فرسایشی فلز در دمای بالای می شود. این عنصر معمولا در نوع M6C فولاد تندبر وجود دارد. به این صورت که بخش هایی از M6C در آستنیت برای بهبود سختی در زمان ریخته گری در دمای بالا حل می شود.

از طرفی دیگر، قطر اتم تنگستن بزرگ بوده و دارای مدول الاستیسیته می باشد. ترکیب قدرت اتم کربن و اتم تنگستن موجب افزایش ثبات مارتنزیت در دمای بالا می شود.

هنگام تمپر کردن در دمای بالا، قسمت هایی از عنصر تنگستن به صورت C2W پراکنده شده و سختی ثانویه و سرخ سختی فولاد خشکه هوایی را بهبود می بخشد.

مولیبدن (Mo)

عنصر مولیبدن هم مانند تنگستن موجب کاهش دمای انجماد فولاد تندبر می شود. یوتکتیک از نظر ساختاری بسیار کوچک بوده و به صورت یکنواخت پراکنده می شود که این موضوع سختی فولاد را بهبود می بخشد.

ثبات حرارتی فولاد تندبر حاوی مولیبدن در مقایسه با فولاد حاوی تنگستن، کم تر است. در هنگام پروسه تمپر، مولیبدن از پراکندگی کاربید ها در مرز تشکیل بلور ها جلوگیری می کند. به همین دلیل سختی فولاد تندبر مولیبدن در مقایسه با فولاد تنگستن بهتر است. همچنین، استفاده از عنصر مولیبدن موجب کاهش سطح رسانایی گرمایی فولاد می شود.

مشاهده محصولات قالب های آماده تزریق پلاستیک

فولاد تندبر یا همان فولاد های خشکه هوایی

جمع بندی:

همانطور که اشاره شد، فولاد های تندبر در صنایع مختلفی کاربرد دارند. این نوع فولاد ها از عناصر آلیاژی خاصی مانند: تنگستن، مولیبدن و درصد هایی وانادیوم، کبالت، کروم تولید می شوند. این عناصر آلیاژی به صورت کلی دمای ذوب فولاد را افزایش داده و موجب قابل استفاده شدن فولاد در دمای ۶۵۰ درجه سلسیوس می شود. معمولا فولاد های تندبر در ابعاد استاندارد و یا سفارشی در بازار ارائه می شوند.

نوشته های مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.