فولاد حرارت پذیر

فولاد حرارت پذیر چیست

فولادهای عملیات حرارتی پذیر برای ساخت قطعاتی استفاده میشوند که تحت بارگذاری های شدید کششی، خمشی و پیچشی قرار میگیرند.

فولادهای عملیات حرارتی پذیر غیرآلیاژی نظیر ۱٫۱۲۲۱ و ۱٫۱۱۹۱ برای ساخت قطعاتی باسطح مقطع کم

و استحکام پایین بکار میرود درحالیکه فولادهای عملیات حرارتی پذیر آلیاژی

(حاوی عناصر آلیاژی کرم،نیکل،مولیبدن ویا وانادیم) نظیر ۱٫۶۵۸۰ یا ۱٫۷۲۲۵ برای ساخت قطعاتی

با سطح مقطع بزرگ استفاده میشوند که معمولاً تحت بارگذاری شدید قرار میگیرند.

استحکام کششی این فولادها پس از سختکاری و تمپر تاحدود ۱۳۰۰ N/mm2 قابل افزایش است.

فولاد ۱٫۶۵۸۰ با استاندارد ۳۰CrNiMo8 DIN

ویژگی :

استحکام پذیری بسیار بالا – قابلیت عملیات حرارتی – سختی و مقاومت سایشی بالا – قطعات با تنش و سطح مقطع بالا

کاربرد:

صنایع هوایی, خودرو و مهندسی مکانیک (محور پروانه کشتی و هواپیما, چرخ دنده ها, میل لنگ

و متعلقات چرخ هواپیما,میله های اتصال, فورج های سنگین مانند روتور ها,محور ها,دیسک ها و … فولاد ۱٫۶۵۸۲ با…

۱٫۱۱۸۱ – CK35 فولاد عملیات حرارت پذیر کربنی – Heat Treatment Steels

نام های دیگر:

۱۵۵۰- W6W – R3 – V935 – S1181 – C35 – S35C – ۱۰۳۵ – ۰۶۰A35 – ۳۵

خصوصیت:

فولاد غیر آلیاژی با قابلیت عملیات حرارتی دارای سختی پذیری متوسط و شکل پذیری عالی و همچنین ماشین کاری خیلی خوب

کاربرد:

قابل استفاده در اجزاء سازه ای در صنایع ماشین سازی, قابل استفاده در قطعات و موتور…

۱٫۱۱۹۱ – CK45 فولاد عملیات حرارتی پذیر کربنی – Heat Treatment Steels

نام های دیگر:

C60 – V945 – 1060

خصوصیت:

مقاوم در برابر اسطکاک, استحکام خوب, مقاومت در برابر ضربه خوب

کاربرد:

مناسب برای ساخت ابزار دستی و کشاورزی (قلم دستی, چاقو, تیغ اره,داس, انواع چکش,آچار,پیچ

کش, پیچ و محور کرپی و سایر ابزار ساده و همچنین صنایع خودرو سازی , شافتها, دنده ها, پین و غلطک…

۱٫۰۴۳۲ – C21 – A105 فولاد عملیات حرارتی پذیر – Heat Treatment Steels

نام های دیگر:

۳۹۹/۱- ۲۵۲۸-H260BD – SS304L

خصوصیت:

مقاومت سایشی خوب به همراه مقاومت اصطکاکی متوسط

کاربرد: مناسب برای اتصالات فلنج و فورج و صنایع نفت و گاز دمای پیش گرم: ۱۵۰ الی۲۰۰درجه سانتیگراد

۱٫۰۵۰۳ – C45 فولاد عملیات حرارتی پذیر – Heat Treatment Steels

نام های دیگر:

۵۰CS – ۰۸۰M46 – ۱۰۴۵ – ۱C45

خصوصیت:

دارای مقاومت بسیار عالی در برابر اصطکاک و مقاومت بسیار بالا در برابر ضربه (ضربه پذیری عالی)

کاربرد:

مناسب برای ساخت قطعات مهندسی مکانیک و اجزاء خودرو (پیچ و مهره , میله و محور, یاتاقان غلطشی و …) و همچنین دنده ها, پین ها و غلطک های صنعتی دمای…

نام های دیگر :

۱۷۲۰۴ – ۱۷۲۱۰ – WB429

خصوصیت:

دارای مقاومت بسیار بالا و شکل پذیری پائین,مقاوم در برابر خمش و پیچش و خاصیت ارتجاعی و مقاومت کششی

بالا کاربرد:

قابل استفاده در صنایع مادر و بالا دستی و قطعات صنعتی که نیاز به کشش بالا دارند. دمای پیش گرم: ۲۰۰ الی ۲۵۰ درجه سانتیگراد

۱٫۱۱۵۱ – CK22 فولاد عملیات حرارتی پذیر کربنی – Heat Treatment Steels

نام هایی دیگر:

C20 – ۰۵۰A20 – ۱۰۲۰ – ۱۴۵۰ –S22C

خصوصیت:

فولاد عملیات حرارتی پذیر غیر آلیاژی کربن پائین با استحکام و سختی پذیری ضعیف ولی با قابلیت ماشین کاری و آهنگری بسیار عالی

کاربرد:

قطعات ماشین آلات با سطح مقطع کم و استحکام پائین دمای پیش گرم: ۱۵۰ الی ۲۰۰ درجه سانتیگراد الکترود…

۱٫۱۱۵۷ – ۴۰Mn4 فولاد عملیات حرارتی پذیر کربنی غیر آلیاژی – Heat Treatment Steels

نام هایی دیگر:

۱۰۳۵ – VM100

خصوصیت:

فولاد عملیات حرارتی پذیر غیر آلیاژی کربن پائین دارای استحکام و سختی پذیری ضعیف ولی با قابلیت ماشین کاری و آهنگری بسیار عالی

کاربرد:

قطعات ماشین آلات یا سطح مقطع کم و استحکام پائین دمای پیش گرم: ۱۵۰ الی ۲۰۰ درجه سانتیگراد الکترود جوشکاری:…

۱٫۱۱۸۶ – CK40 فولاد عملیات حرارتی پذیر کربنی – Heat Treatment Steels

نام های دیگر:

S40C – 40- C40 – 080A40- 1040 – IASC1186 – C40E

خصوصیت:

فولاد عملیات حرارتی پذیر غیر آلیاژی با قابلیت سختی پذیری متوسط و شکل پذیری و ماشین کاری خیلی خوب

کاربرد:

مناسب برای استفاده در اجزاء سازه ای در صنایع ماشین سازی, قطعات خودرو, موتور ها, پیچ و مهره محور قطار و شافت های…

فولاد حرارت پذیر

کاربردها:

قطعات طول بلند در ماشین آلات ووسایل نقلیه که نیاز به:

استحکام بالا

مقاومت کششی بالا

انعطاف پذیری خوب

مقاومت بالا در برابر شکست

دارند از این نوع فولاد ساخته میشوند مانند میل لنگ ها، محورهای غیر هم مرکز، اجزاء و قطعات دندانه دار، شافتهای مربوط به صنایع سیمان، شاسی اتومبیل، صفحه دیسک.

کارگرم (فورجینگ):

درجه حرارت کارگرم 1050 است که تا پایان کارگرم نباید دما زیر 850 برسد وبرای جلوگیری از ترک خوردن احتمالی توصیه میشود به صورت آهسته درکوره سرد میشود.

فرآیندهای عملیات حرارتی

نرماله:

دمای نرماله بین840-880 است. زمان نگهداری با توجه به ضخامت تعیین میگردد و سپس در هوا سرد میشود.

آنیل:

برای ساختار پرلیتی: در دمای 845 حرارت داده میشود، سپس نسبتاً سریع تا 755 سردشده،

آنگاه از 775 تا 665 باسرعت کمتر ازh/ 14 سرد میشود یا در 845 حرارت داده سپس تا 675 سرد شده

و به مدت 5 ساعت نگهداری میشود. برای ساختار کروی : در دمای 750 حرارت داده شده

سپس تادمای 665 باسرعت کمتر از h/ 6 سرد میشود و یا در دمای 750 حرارت داده،

سپس تا 670 به صورت تقریباً سریع سرد شده و سپس در همین دما تا 9 ساعت نگهداری میشود. ماکزیمم سختی 241 HB است.

تنش زدائی:

دمای تنش زدائی در محدوده 525-650 است. برای فولادهایی که تا مغز سخت شده اند

تا 25 زیر دمای تمپر حرارت داده میشود. برای فولادهایی که تا مغز نرم شده اند

(آنیل) در دمای 600-650 حرارت داده میشود. سپس به مدت 0.5 تا 2 ساعت در این دما نگهداری کرده،

سپس تا دمای 450 در کوره خنک کرده و در نهایت در هوای آزاد سرد میگردد.

سختکاری:

دمای سختکاری برای کوئنچ در آب بین 830-860 است و برای کوئنچ در روغن بین 840-870 است

(برای شکل های پیچیده و ضخامت های نازک کوئنچ در روغن پیشنهاد میشود.)

پس از اینکه سطح نمونه به دمای آستینیته رسید زمان سختکاری مساوی است با:

(mm) ضخامت نمونه*0.7 = زمان نگهداری(دقیقه)

تمپر:

بعد از سختکاری بلافاصله باید بازگشت انجام شود.

دمای بازگشت حدود 540-680 است. زمان نگهداری دردمای تمپر به دقیقه برابر ضخامت قطعه(mm) * 2.5 است. البته حداقل زمان نگهداری یک ساعت است.

سختکاری القایی و شعله ای:

دمای حرارت دادن سطحی در محدوده 875-900 است. برای قطعات ساده،

پس از حرارت دادن در دمای فوق در آب یا آب و روغن کوئنچ کرده سپس در دمای 200 بازگشت داده

که به سختی حدود 58RC خواهد رسید. برای قطعات پیچیده، پس از حرارت دادن در دمای فوق

در روغن کوئنچ کرده، سپس در دمای 200 بازگشت داده که به سختی 45-52RC خواهد رسید.

نیتریده کردن:

نیتریده کردن در این فولاد بوسیله گاز آمونیاک صورت میگیرد. در این روش یک لایه نازک سخت بوجود می آید

که یک جزء مرکب از نیترید اپسیلن است در این حالت نه تنها مقاومت به سایش سطحی افزایش پیدا میکند

بلکه استحکام خستگی برای شافتها حدود 30% افزایش می یابد.

این فولاد باید در ابتدا سختکاری و بازگشت داده شود سپس نیتریده شود.

همچنین نیتریدکردن باید عملیات نهایی باشد زیرا هیچ عملیات دیگری نمیتوان پس از نیتریده کردن روی فولاد انجام داد.

یک نوع سیکل نیتریده کردن به صورت زیر است:

خشن کاری

آستنیته کردن در دمای 845

کوئنچ کردن در روغن

بازگشت در دمای 620

ماشینکاری نهائی

نیتریده کردن به مدت 24 ساعت در دمای 525 در محلول آمونیاک 30% یا نیتریده کردن در دمای 525 برای 5 ساعت

با محلول آمونیاک 25% سپس نیتریده کردن در دمای 565 برای 20 ساعت با محلول آمونیاک 70-80%.

ترتیب عملیات

کارگرم

نرماله

آنیل

خشن کاری

آستنیته کردن

کوئنچ

بازگشت دادن

ماشینکاری نهایی

نیتریده کردن

دماهای بحرانی

Ac1=730 ، Ac3=800 ، Ms=360

فولاد حرارت پذیر