فولاد گرمکار از چه عناصری تشکیل شده و چه کاربردهایی دارد؟

فولاد گرمکار | فولاد گرمکاررا برای کاربردهایی که دمای آن ها بالاتر از 316 درجه سانتیگراد است به کار می برند .

گروه صنعتی فولادکاران که از سال‌های دور در زمینه فروش تخصصی انواع آهن آلات صنعتی، انواع فولاد از جمله فولاد CK45 ، فولاد SPK و . . . فعایت دارد، آمادگی کامل در زمینه تامین انواع فولاد سردکار و فولاد گرمکار را دارد.

این نوع فولاد از مقاومت سایشی بسیار خوبی برخورداراست .

در مواردی که مقاومت و سختی در برابر درجه حرارت بالا نیاز است به راحتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

فولادهای گرمکار دارای کربن نسبتاً کم، جهت به دست آوردن حداکثر چقرمگی هستند .

این دسته از فولاد دارای عنصرهایی مثل Mo ، W ، Co جهت مقاومت در برابر نرم شدن در دمای بالا می‌باشند.

افزودن عنصر وانادیم به مجموع ترکیبات فولاد مقاومت حرارتی فولاد را افزایش می دهد .

 به طور کلی عنصر وانادیم جهت افزایش مقاومت در برابر سایش به این فولادها اضافه می‌شود.

تقسیم بندی فولاد گرمکار از نظر خواص

فولادهای گرمکار به دو دسته عمده تقسیم می‌شوند :

عنصر اصلی دسته اول “مولیبدن” و عنصر اصلی دسته دوم “تنگستن” است

فولادهای مولیبدن دار

آن دسته از فولادهای مولیبدن دار معمولاً چقرمگی ومقاومت در برابر شوک حرارتی بیشتری نسبت به گروه دسته دوم (تنگستن دار) از خود نشان می‌دهند و به همین دلیل میتوانید به راحتی با آب آن را سرد کرد (مقاومت در برابر شوک حرارتی) که از این دسته بیشتر از سایر موارد به عنوان فولاد گرمکار جهت ساخت قالب اکستروژن استفاده میشود.

فولادهای تنگستن دار

فولادهای تنگستن دار مقاومت در برابر نرم شدن و خستگی حرارتی بهتری دارند .

به خاطر میزان چقرمگی پایین،برای کاربردهای خاص از آن استفاده میشود. قالب اکستروژن ساخته شده از فولاد گرمکار عموماً باید بتواند درمدتی طولانی، تنش های مکانیکی شدید به همراه تغییرات تنش های حرارتی را تحمل کند.

فولاد ابزار گرمکار برای ساخت ابزار و قالب های شکل دهی گرم آلیاژهای از نوع آهنی و غیرآهنی در دماهای بیش از 200 درجه استفاده میگردد.

خواص فولادگرمکار

• مقاومت در برابر تغییر شکل در طول عملیات حرارتی
• استحکام کششی گرم بسیار زیاد
• مقاومت به ضربه خوب
• مقاومت به سایش در دمای بالا
• مقاومت در برابر شوکهای حرارتی
• قابلیت ماشینکاری خوب

فولاد ابزار گرمکار 1.2365 یا  H10 

این فولاد گرمکارمقاومت بسیار خوبی دربرابر نرم شدن در دمای بالا دارد. این گرید از فولاد ابزارهای گرم کار نسبت به ترک خوردگی ناشی از شوک های حرارتی مقاوم هستند و میتوانند برای سرویس دهی ، در آب سرد شوند.

کاربردهای فولاد H10

کاربردهای این فولاد شامل : ریخته گری تحت فشار، قالب های آهنگری و قالب های اکستروژن است.

جدول خواص شیمیایی فولادگرمکار H10

جدول خواص فیزیکی فولادگرمکار 1.2365  

جدول ویژگی های حرارتی فولادگرمکار 1.2365

نام های معادل فولاد 1.2365 یا H10 به شرح زیر می باشد

• AFNOR 32 DCV 28
• DIN 1.2365
• ASTM A681
• FED QQ-T-570
• UNS T20810

فولادگرمکار با استاندارد H

فولاد ابزار های گرمکار کروم دار طبق استاندارد آمریکا جزء فولادهای گروه H هستند. این سری از فولادها از H1  تا H19 را شامل می شود.

فولادهای H12 , H11  و H13 را می توان جزء پر مصرف ترین فولاد های ابزار گرم کار کروم دار معرفی کرد که می توانند در ضخامت های 150 میلی متری در هوا سخت شوند. 

ابزارهایی که از کروم فولادهای گرم کار تولید شده می شوند، بدلیل اینکه این فولادها دارای کربن کمی هستند، میتوانند بدون هیچ گونه آسیبی با آب خنک شوند.

بدلیل خواص عالی که این فولادها دارند ، قیمت فولاد گرم کار گرید H12 , H11  و H13 بیشتر از قیمت سایر فولاد های ابزار گرم کار است.

جدول ترکیبات شیمیایی فولاد ابزار گرم کار H11

جدول ویژگی های فیزیکی فولاد H11

فرآیندهای ساخت بر روی فولاد H11

ماشین کاری

رتبه فولادگرمکارH11 از لحاظ ماشین کاری نسبت به گروه W هفتاد و پنج درصد است .

فرم پذیری

فولاد گرمکار 1.2343 بوسیله روش های معمول، ماشینکاری و فرجینگ شکل میگیرد.

جوشکاری

فولادگرمکار 1.2343 میتوانند به راحتی توسط روش های موجود جوشکاری شود.

عملیات حرارتی

این نوع فولادگرمکاراز قبل تا 816 درجه سانتی گراد گرم می شوند و سپس فولادها با افزایش دما تا 1010 درجه سانتی گراد به طور مستقیم گرم می شوند و این کار 15 تا 45 دقیقه به طول می انجامد. سپس فولادها بوسیله هوا خنک می شوند.

فرجینگ

فولاد ابزار های 1.2343 در دمای 1121 درجه سانتی گراد فرجینگ (آهنگری) می شوند. برای این نوع فولادها، فرجینگ کمتر از 899 درجه سانتی گراد توصیه نمی شود.

دمای آنیلینگ ( Annealing)

فولاد ابزار گرم کار H11 در 871 درجه سانتی گراد آنیل می شوند و در کوره به آهستگی در 4 درجه سانتی گراد خنک می شوند.

دمای برگشت ( Tempering)

برای بدست آوردن سختی فولاد گرم کار  38 تا 54 راکول C، دمای برگشت بر روی فولاد H11 در دمای 538 تا 649 درجه سانتیگراد انجام می شود. دمای برگشت دوگانه نیز می تواند در هر یک ساعت یک بار در دمای مورد نظر در این فولادها انجام شود.

کاربردفولاد ابزار گرمکار 1.2343 

•  طراحی اجزای سازه های پر تنش مانند چرخ دنده های فرود هواپیما
• ساخت قالب های دایکاست
• قالب های ریخته گری تحت فشار
• ابزارهای پرس های اکستروژن فلزات

سایر نام های فولاد ابزار H11

فولادگرمکار 1.2605 یا H12

فولاد ابزار گرم کار 1.2605، یک فولاد ابزار کروم دار همه منظوره است. فولاد ابزار  H12 نسبت به فولاد ابزار گرمکار 1.2344 ( فولاد گرم کار H13 ) ، از وانادیوم کمتری برخوردار است. فولاد ابزار گرم کار 1.2605 یک فولاد با قابلیت سختکاری عمقی و هوا سختی است که حداقل تغییر ابعادی را در طی عملیات حرارتی نشان می دهد.

خواص فولادگرمکار H12

• مقاومت عالی در برابر ساییدگی و استحکام زیاد در دمای بالا
• همگن سازی خوب با سختی زیاد
• ساختار فوق العاده بدون کاربید مرزدانه ای

اشکال قابل عرضه فولادگرمکار H12

• میله استیل H12 : قطر 8 تا 1000 میلی متر
• استیل H12 مسطح : ضخامت 16 تا 500 میلی متر در عرض 200 تا 800 میلی متر
• صفحه استیل H12 : ضخامت 16 تا 500 میلی متر در عرض 200 تا 810 میلی متر

ترکیبات شیمیایی فولادگرمکار H12

خواص فیزیکی فولاد ابزار 1.2605

• مدول الاستیسیته [103 x N/mm2] :ا207
• چگالی: 7.84 [g/cm3]
• هدایت حرارتی : 18.9 [W/m.K]

فرجینگ

دمای فرجینگ فولاد ابزار گرمکار 1.2605 ، 1100-850 درجه سانتی گراد است.

دمای آنیلینگ ( Annealing)

فولاد ابزار 1.2605 به آرامی و یکنواخت تا 845 – 900 ℃ حرارت دهید و سپس در کوره تا 540 درجه سانتی گراد با نرخ 10 ~ 20 ℃ در هر ساعت خنک کنید.حداکثر سختی فولاد گرم کار H12 باید HB 229 باشد.

کاربردهای فولادگرمکار 1.2605

• صنعت فرجینگ (آهنگری): قالب های شکل دهی ، قالب های فشاری
• صنعت ریخته گری : تولید و ساخت قالب های کاربید
• صنعت حدیده کاری: dies and inner liner for extrusion, extrusion tools
• صنعت ابزار: مهرزنی داغ، تیغه برشی داغ، نورد سرد

نام های دیگر فولاد ابزار گرمکار 1.2605

• ASTM A681
• H12/T20812
• DIN ISO 4957
• 2605
• X35CrWMoV5

فولاد ابزار گرمکار 1.2344 یا H13

فولاد ابزار گرمکار با استاندارد 1.2344 (که طبق استاندارد بریتانیا به عنوان فولاد گرم کار H13 شناخته می شود)، یک گرید فولاد ابزاری برای کارهای حرارتی است.

ویژگی اصلی این گرید، ترکیب آلیاژی عناصر کروم، وانادیوم و مولیبدن است که مقاومت فولاد ابزار را نسبت به شوک و ضربه افزایش می دهد.

فولاد ابزار گرم کار 2344 مقاومت حرارتی بسیار خوبی دارد و بسیار مورد توجه قرار گرفته است. وجود وانادیوم زیاد در این گرید فولاد ابزار میتواند سایش ، در درجه حرارت بالا و هم درجه حرارت پایین برطرف کند.

وانادیوم همیشه سطح بالا و یکنواختی از ماشینکاری را فراهم می کند. این فولاد ابزار بیشتر برای ریخته گری آلومینیوم، منیزیم وروی استفاده می شود. وجود کروم باعث مقاومت در برابر نرم شدن در هنگام استفاده در دمای بالا می شود. فولاد 2344 در برابر خنک شدن های زود هنگام و چک کردن زودرس گرما مقاوم است.

رایج ترین کاربردهای فولاد گرمکار H13

• ماندرل های سوراخ کن قالب های آهنگری و شمش
• قالب های پتک کاری
• قالب های مهار کننده داغ
• قالب های پتک کاری برنج
• قالب های پلاستیکی
• تجهیزات اکستروژن داغ
• قالب های مورد استفاده برای تولید پیچ ، پرچ ، مهره و بولت و غیره

فولاد گرمکار H14

برای بهبود خواص مقاومت درجه حرارت بالا و مقاومت در برابر خیلی زیاد به فولاد ابزار گرم کار H14 کرومیوم، تنگستن اضافه شده است .

این تغییرات در هنگام سخت شدن تغییرات ابعادی کمی را نشان می دهد و برای ریخته گری های طولانی مدت مناسب می باشد.

جدول ترکیبات شیمیایی فولاد های ابزار گرمکار H14 

خواص فیزیکی فولاد ابزار گرمکار H14 

نامهای دیگر فولاد ابزار H14 

• ASTM A681
• FED QQ-T-570
• UNS T20814

فولاد ابزار گرمکار H19

فولاد ابزار گرمکار H19 بدلیل دارا بودن وانادیوم، مقاومت و دوام خوبی دربرابر سایش دارد و برای کاربری های ابزاری گرمکار مانند شکل دهی اکستروژن برنج و قالب های برنج ریخته گری تحت فشار  توصیه می شود.

جدول ترکیب شیمیایی فولاد ابزار گرمکار H19

کاربردهای فولاد H19

• قالب های گرم
• قالبهای اکستروژن

نامهای دیگری فولاد ابزار H19

• ASTM A681
• FED QQ-T-570
• UNS T20819

فولاد ابزار گرمکار 1.2581 (H21)

فولاد ابزار گرمکار 1.2581  یا H21 یکی از پرمصرف ترین فولاد ابزارهای موجود در بازار است.

وجود 9.5 درصد عنصر تنگستن مقاومت بسیار خوبی نسبت به نرم شدن در برابر درجه حرارت سرویس به آن بخشیده است و در عین حال سختی فولاد گرمکار نیز به طور کافی حفظ می شود. برخلاف وجود تنگستن زیاد،  اگر طراحی مهره اجازه دهد، ممکن است H21 با جریان مداوم آب خنک شود.

جدول ترکیبات شیمیایی فولاد ابزار گرمکار H21 

ویژگی های فیزیکی فولاد های ابزار گرمکار H21

کاربردهای رایج فولاد ابزار گرمکار 

• ساخت قالب
• ریخته گری تحت فشار
• ساخت مهرهای گرم
• ساخت تیغه های برش
• برش داغ تراشه ها
• بلوک های مصنوعی
• قالب های مهار کننده

نامهای دیگر معادل فولاد ابزار H21

• DIN 1.2581
• JIS SKD5
• B.S. BH 21
• UNI X 28 W O9 KU
• ASTM A681
• FED QQ-T-570
• SAE J437
• SAE J438
• UNS T20821
• AFNOR Z 30 WCV 9

فولاد ابزار گرمکار H26

فولاد های ابزار گرمکار تنگستن دار انواع مختلفی دارند که از گروه H21 تا H26 را شامل می شوند.

ترکیب شیمیایی این فولادها مشابه فولادهای تندبر یا خشکه هوایی است. عناصر آلیاژی اولیه فولاد ابزار تنگستن شامل،: تنگستن، کروم، کربن و وانادیوم می شود.  زمانی که فولاد ابزارهای تنگستن دار هوا سخت می شوند، در مقابل اعوجاج مقاوم هستند و در مقایسه با فولاد ابزارهای کروم دار، دمای سخت شدن بالاتری دارند. همچنین اگر پیش از استفاده، گرما داده شوند، میتواند باعث کاهش شکنندگی فولاد ابزارهای گرمکار تنگستن دار شود. علاوه بر این، مقاومت شوک های حرارتی و سختی این استیل ها با کاهش مقدار کربن موجود در آن ، افزایش می یابد.

جدول ترکیبات شیمیایی فولاد ابزار گرمکار H26

کاربرد فولاد ابزار گرمکار H26

فولاد گرم کار تنگستن دار H26 در محیط هایی که نیاز به شکل دهی داغ در دمای بالا است از جمله اکستروژن داغ و قالب شکل دهی کاربرد دارد.

نام های معادل فولاد H26

• ASTM A681
• FED QQ-T-570
• UNS T20826

فولاد ابزار گرمکار 1.2714

فولاد گرمکار ۲۷۱۴ که با نام های فولاد w500 و فولاد L6 و فولاد 56NiCrMoV7 نیز در صنعت معروف بوده ، یکی دیگر از فولادهای آلیاژی گرمکار است و از ویژگی های بسیار خوبی از جمله قابلیت ماشینکاری عالی برخوردار است.

با وجود اینکه مقاومت سایشی فولاد گرمکار ۲۷۱۴ متوسط رو به پایین است اما این فولاد ابزار گرم کار از چقرمگی و سختی پذیری خوبی برخوردار است. 

جدول ترکیبات شیمیایی فولاد  گرمکار 2714 

کاربرد فولاد ابزار گرمکار ۲۷۱۴

فولاد گرمکار 2714 در ساخت قالب های بسیار بزرگ ، قالب های اکستروزن میله، قالب های پلاستیک و سکه زنی کاربرد دارد.

نام های دیگر فولاد گرمکار 2714

• 56NiCrMoV7
• w500
• L6

فولاد ابزار گرمکار H42

فولادهای H42 به عنوان آلیاژ اصلی فولاد ابزارهای گرمکار دسته مولیبدن دار در نظر گرفته می شوند. ترکیب فولاد ابزارهای گرمکار مولیبدن دار بسیار شبیه فولادهای تندبر مولیبدن دار است. برنامه های کاربردی و ویژگی های فولاد گرم کار مولیبدن نیز شبیه فولاد گرم کار تنگستن است.

جدول ترکیبات شیمیایی فولاد ابزار گرم کار H42 

خواص فیزیکی فولاد ابزار گرم کار H42

نام های دیگر فولاد H42  

• ASTM A681
• UNS T20842
• FED QQ-T-570

فولادکاران را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید:

اینستاگرام : https://www.instagram.com/folad_karan_tehran

فیسبوک: https://www.facebook.com/jamal.fazli.948

لینکدین: https://www.linkedin.com/in/jamal-fazli-65890a1b6

پینترست: https://nl.pinterest.com/fuladk

آپارات: https://www.aparat.com/FuladKaran