فولاد گرمکار چیست ؟ | انواع فولاد گرمکار

قطعات الکترونیکی، کنترل های اتوماتیک و خودروها همگی شامل بخش هایی هستند که از فسفر برنز ساخته شده اند. این ماده برای فرآیندهای قالب سازی نیز بسیار ایده آل است و در پرس پانچ، خمیدگی و کشش کاربرد دارد.

فسفر برنز C544 یکی از بهترین آلیاژها برای ساخت یاتاقان است و در صنعت استفاده گسترده ای دارد. از فسفر برنز برای ساخت الکترودهای جوشکاری، سوییچ و فیوز نیز استفاده می شود. سایر کاربردهای آن عبارتند از لوله های فنری، دیافراگم ها، واشرهای فنری، بوش، یاتاقان، شفت، دنده و شیرها.

فولاد گرمکار فولادی است که در درجه حرارت‌ های بالا امکان شکل ‌دهی گرم قطعات کاری ساخته شده از فلزات غیر آهنی و آهنی است. به همین دلیل معمولاً از این نوع فولاد برای کارهایی مثل ریخته‌ گری تحت ‌فشار، اکستروژن گرم، آهنگری سقوطی و حتی تولید لوله و شیشه استفاده می ‌شود. در واقع فولاد گرمکار نوعی فولاد صنعتی محسوب می‌ گردد؛ زیرا ویژگی اصلی آن مقاومت بالا در برابر درجه حرارت ‌های زیاد و بالاتر از 316 درجه سانتی ‌گراد می ‌باشد.

در نتیجه در برابر سایش و مواردی که نیاز به مقاومت و سختی بالا وجود دارد نیز بسیار کاربردی است.

فولاد ابزارهای سردکار معمولاً وقتی در محدوده دمایی 316 درجه سانتی‌ گراد یا بالاتر قرار می ‌گیرند، استحکام خود را از دست‌ داده و حالت نرمی به خود می ‌گیرند. در نتیجه برای بسیاری از موارد نمی ‌توان از آن استفاده کرد. از فولادهای خشکه هوایی یا تندبر نیز نمی ‌توان برای این کارها استفاده کرد. با اینکه فولادهای خشکه هوایی در دماهای بالا نرم نمی ‌شوند، اما باز هم سختی خود را از دست می ‌دهند.

به همین دلیل در دماهای خیلی بالا تنها می ‌توان از انواع فولاد گرمکار استفاده نمود. همان ‌طور که در قسمت مقدمه به آن اشاره کردیم، فولادهای گرمکار در گریدهای مختلفی تولید و عرضه می ‌شوند که بر حسب نوع مواد سازنده و فرایند ساختشان قیمتشان متفاوت خواهد بود.

دو نوع از مهمترین فولادهایی که برای ساخت این محصولات مورد استفاده قرار می ‌گیرند، فولاد گرمکار و فولاد سردکار هستند.

اهمیت این دو نوع فولاد در صنعت آهن و فولاد حتی از آنچه تصور می ‌شود بالاتر است. به‌ طوری ‌که بعد از شناخت این نوع فولاد متوجه می ‌شوید، اکثر وسایلی که در اطراف ما قرار داد، با فولادهای ابزار گرمکار و سردکار درست شده ‌اند.

خود فولاد گرمکار نیز شامل فولادهای متنوع مانند فولاد 1.2343، فولاد 1.2713، فولاد 1.2606، فولاد 1.2714، فولاد 1.2344، فولاد 1.2365 می‌ باشند که هر کدام از آن ‌ها ویژگی ‌های منحصر به ‌فردی دارند و برای کاربردهای متفاوتی استفاده می ‌شوند.

بارهای حرارتی همراه با سایش ناشی از سایش یا ضربه، الزامات بسیار خاصی را در فولادهای ابزار گرم تولید می کنند.

تقاضای اصلی این فولادهای گرمکار عبارتند از:

مقاومت در برابر درجه حرارت بالا

مقاومت در برابر شوک حرارتی

استحکام بالا در دمای بالا

مقاومت در برابر سایش.

فولاد ابزار گرمکار

فولاد گرمکار همانطور که از نامش پیداست قادر به تحمل سایش و فشار در دمای بالا هستند. این خانواده فولاد ها به دو دسته تقسیم میشوند که عنصر اصلی گروه اول مولیبدن و عنصر اصلی گروه دوم تنگستن است اما کروم، مولیبدن و وانادیوم را می توان از اصلی ترین عناصر موجود در فولاد گرمکار دانست.

فولادهای گرمکار مقاومت به سایش بالایی دارند و زمانی که در دمای بالایی قرار گیرند هیچگونه نرمی و تغییر شکلی نخواهند داشت و به دلیل داشتن کروم بالا به اکسایش در دمای بالا نیز مقاومند. فولاد 2344 یکی از فولاد های این دسته است که با نام فولاد H13 نیز عرضه میشود. از فولاد 2344 در تجهیزات اکستروژن داغ استفاده میشود و از خواص مناسب آن میتوان به مقاومت به ضربه خوب اشاره کرد.

یکی دیگر از فولادهای این دسته 1.2365 است که در قالب های پرس کاربرد دارد و مقاومت به ضربه مناسبی نیز دارد. سومین فولاد این دسته 1.2367 است که تفاوت اندکی با فولاد 1.2365 دارد و تفاوت آنها بیشتر در کروم موجود در آنهاست.

به طور کلی فولادهای ابزار گرم کار، فولاد هایی هستند، اساسا قادر به مقاومت در برابر سایش تا 540 درجه سانتیگراد و گرما که در واحدهای تولیدی غالب بوده و فرآیند هایی مانند شکل دهی ، برش و پانچ کردن فلزات در دماهای بالا از 480 تا 760 درجه سانتیگراد (900 تا 1400 درجه فارنهایت) را انجام می دهند.

ترکیبات فولاد گرمکار

این دسته از فولاد ها به عنوان فولادهای گروه H تعیین می شوند و دارای 0.35٪ تا 0.45٪ کربن ، 6٪ تا 25٪ کروم ، وانادیوم ، مولیبدن و تنگستن به عنوان سایر عناصر آلیاژی هستند. . از تنگستن به دلیل مقاومت در برابر درجه حرارت بالا ، و مقاومت در برابر رشد دانه ، در درجه اول در فولادهای ابزار شکل دهی گرم استفاده می شود.

فولادهای گرم کار دارای کربن نسبتاً کم حجم دارای حداکثر چقرمگی و دارای عناصری مثل Mo ، W ، Co به ترتیب (مولیبدن، تنگستن و کبالت) جهت مقاومت به نرم شدن در دمای بالا میباشند. افزودن وانادیم مقاومت حرارتی فولاد را افزایش میدهد اما در کل وانادیم جهت افزایش مقاومت به سایش به این فولاد ها اضافه میشود.

فولاد های آلیاژی

چهارپهلو تسمه فولادی

میلگرد

لوله صنعتی

فولاد بهلر

فولاد آلیاژی

ورق فولادی

انواع فولاد گرمکار

فولاد تنگستن دار

سه فولاد 1.2542، 1.2567 و 1.2581 دارای تنگستن هستند. تنگستن سختی پذیری را افزایش میدهد و همچنین مقاومت به سایش را نیز بالا میبرد. تنگستن مقاومت گرمایی فولاد را افزایش میدهد. مقاومت به سایش مناسب این فولاد به علت وجود عنصر کروم است که این خاصیت در دمای بالا نیز در فولاد های گرمکار وجود دارد.

فولاد های تنگستن دار به دلیل چگرمگی پایین موارد استفاده محدودی دارد.

فولاد مولیبدن دار

سه فولاد 1.2344، 1.2767، 1.2714 در دسته فولاد های مولیبدن دار در فولاد های گرمکار است. مولیبدن ساختار ریزدانه سازی فولاد را بهبود میبخشد و مقاومت حرارتی آن را افزایش میدهد. این عنصر خواص زیر را در فولاد افزایش میدهد:

قابلیت جوشکاری

مقاومت تسلیم

مقاومت نهایی

مقاومت به شوک الکتریکی

فولاد 1.2344

فولاد 1.2344 از پرکاربردترین و مهمترین فولاد ها در خانواده گرمکار است که آن را با فولاد H13 و 40CrMoV5-1 نیز میشناسند. H13 استاندارد (AISI (american iron and steel Institute آمریکا است و از اسامی رایج این فولاد است و کد 40CrMoV5-1 نام این فولاد در استاندارد دین آلمان است. از خواص آن میتوان به مقاومت به ضربه خوب، ماشین کاری، مقاومت بالا نسبت به شوک حرارتی و سختی پذیری مناسب اشاره کرد که 2344 را برای اکستروژن داغ ابزارها و قالب های مورد استفاده برای تولید قطعات فلزی مناسب کرده است.

مقاومت به سایش این فولاد هم به دلیل وجود وانادیوم در ترکیبات آن است. از کاربرد های دیگر آن میتوان به قالب های پتک کاری، قالب های پلاستیک، تجهیزات اکستروژن داغ، مقاطع تو خالی، پیچ، پرچ، مهره و بولت را نام برد. از کاربرد های دیگر این فولاد میتوان به قالب های ریختگری روی، منیزیم و آلمیونیوم اشاره کرد.

مهمترین تولید کنندگان این فولاد:

BOHLER اتریش

ASSAB سوئد

DSS اوکراین

Smart Steel سوئیس

فولاد گرمکار چیست ؟ | انواع فولاد گرمکار

فولاد 1.2343

فولاد 1.2343 یا H11 فولادی نزدیک به 1.2344 است و تفاوت آن ها به دو عنصر آلیاژی محدود میشود. این تفاوت در کربن بسیار ناچیز ولی در وانادیوم زیاد است. H11 نسبت به H13 وانادیوم بیشتری دارد.

فولاد 1.2714

فولاد 1.2714 از ارزان ترین و پرکاربردترین فولاد هاست.فولاد 2714 در سایر استاندارد ها با نام، فولاد W500 ، فولاد L6 و در استاندارد دین آلمان با نام 55NiCrMoV7 نیز معرفی می شود. برای ساخت قالب ها به خصوص قالب های بسیار بزرگ از فولاد 2714 استفاده میشود.

در خانواده فولاد های گرمکار دو دسته وجود دارد که به فولاد های مولیبدن دار و فولاد های تنگستن دار تقسیم بندی میشوند و فولاد 1.2714 در دسته فولادهای مولیبدن دار قرار میگیرد. برخی این فولاد را به دلیل استفاده در قالب های پلاستیک همراه با فولاد 1.2738 فولاد قالب پلاستیک نیز می نامند.

خواصی مانند چقرمگی و سختی پذیری بسیار خوب باعث شده تا بتوان از مقاومت سایشی متوسط یا حتی متوسط رو به پایین این فولادها بتوان چشم پوشی کرد.

فولاد 1.2365

فولاد 1.2365 به علت مقاوم بودن در برابر ضربه در قالب های پرس کاربرد دارد. فولاد گرمکار 1.2365 در خانواده فولاد های گرمکار در دسته فولاد های دارای مولیبدن قرار میگیرد. این فولاد در استاندارد AISI آمریکا با نام H10 شناخته میشود.

فولاد 1.2367

فولاد گرمکار 1.2367 با فولاد 1.2365 تفاوت ناچیزی دارد و تفاوت آنها بیشتر در میزان کروم موجود در آنهاست. از فولاد 1.2367 برای ساخت قالب و به ویژه قالب های بسیار بزرگ، قالب های اکستروژن میله و لوله در مقاطع بزرگ استفاده میشود.

دو عنصر مولیبدن و کروم از عناصر پایه و این فولاد و درصد آن ها از سایر عناصر بیشتر است.

فولاد 1.2767

فولاد 1.2767 که در خانواده فولاد های مولیبدن دار قرار میگیرد. فولاد 1.2767 دارای مشخصه 45NiCrMo16 در استاندارد DIN آلمان است و در قالب های قاشق و چنگال مورد استفاده قرار میگیرد. این فولاد از جمله فولادهای دو منظوره گرمکار و سردکار می­باشد که کاربردهای ویژه ای را موجب می­شود.

فولاد 1.2567

فولاد 1.2567 فولادیست گرمکار که در دسته فولادهای گرمکار تنگستن دار قرار دارد. از کاربرد های فولاد 2567 میتوان به قالب هایی که در شرایط حاد کار می کنند اشاره کرد. وجود تنگستن مقاومت به سایش فولاد را افزایش میدهد. فولاد WKZ50 از استاندارد های دیگر این فولاد است.

فولاد 1.2542

فولاد 1.2542 یکی از سه فولادیست که تنگستن دارد و در ساخت قالب های برش برای ورق های ضخیم مورد استفاده قرار میگیرد. از خصوصیات فولاد 2542 می توان به قابلیت ماشین کاری خیلی خوب، چقرمگی و مقاومت به ضربه خیلی خوب و سختی پذیری متوسط اشاره کرد.

خواص فولاد های گرمکار

هر کدام از فولاد ها خواص مخصوص به خود را دارند و با توجه به تفاوت عناصر آن ها خواص ها فولاد های این خانواده متفاوت است. اما به طور کلی این دسته استحکام کششی بالا حتی در دمای بالا، مقاومت به ضربه خوب، مفاومت به سایش در دمای بالا و مقاومت در برابر شوکهای حرارتی را دارند.

قیمت فولاد گرمکار

اصولا در صنعت نمی توان فولادها را نسبت به همدیگر برتر دانست. هر فولاد با توجه به عناصر خود، خواص فیزیکی و مکانیکی کاربرد های متفاوتی دارند. برای مثال فولاد 1.2344 مقاومت به ضربه بهتر و فولاد 1.2567 مقاومت به سایش بهتری دارد.

با توجه به بازار مصرفی ایران و ثبات در انتخاب متریال از طرف تولیدکنندگان، برخی فولادها در این دسته محبوب تر و باتوجه به ویژگی­ها و کاربردهای گسترده تر مورد توجه فولادگران و متخصصان هستند.