فولاد ابزار گرم کار چیست؟
فولاد گرم کار (Hot Work Tool Steel) یکی از انواع سه مدل فولاد ابزار (Tool Steel) است که مقاومت بالایی در مقابل گرمای بسیار زیاد (۳۵۰ تا ۷۰۰ درجه، در برخی منابع ۴۸۰ تا ۷۶۰ درجه) دارند، ضمن اینکه این فولاد در مقابل سایش، فشار، خستگی گرمایی و تغییر شکل بیش از حد نیز مقاومت بالایی دارند.
به همین علت فولاد ابزار گرم کار تحت فرآیندهای متفاوتی نظیر فرم دهی، برشکاری، سوراخ کاری، حرارت دهی و موارد دیگر خیلی مقاوم هستند و کاربرد های مختلف زیادی در صنایع دارند. در این مقاله از شرکت نوید رضوان به معرفی انواع فولادهای گرم کار، خواص و مشخصات هر کدام خواهیم پرداخت.
خواص فولاد گرمکار
به طور کلی فولاد ابزار گرمکار باید از خواص زیر برخوردار باشد:
- ایستادگی در مقابل تغییر شکل در طول عملیات حرارتی (قالب پیچیده در هنگام عملیات حرارتی نبایست دچار تاب شوند، این مسئله با به کارگیری فولادهایی با مقاومت بالا حل خواهد شد).
- استحکام کششی گرم بسیار بالا
- مقاومت به ترک‌های گرما دهی (ایجاد ترک‌های سطحی ریز در سطح ابزار)
- مقاومت به سایش و فرسایش در دمای بالا
- مقاومت در برابر شوک‌های حرارتی و مکانیکی
آهن‌آلات ساختمانی، ضامن ایمنی سازه‌ها هستند.
عملیات حرارتی فولاد گرم کار
بهترین روش عملیات حرارتی فولادهای ابزار گرمکار تحت خلأ است که در آن برای کوئنچ قطعات از گاز فشرده استفاده می‌شود. از چندین سال گذشته که این مدل از کوره‌های عملیات حرارتی به بهره‌برداری صنعتی رسیدند، تا به امروز در حال توسعه و پیشرفت بوده‌اند. به کارگیری این نوع عملیات حرارتی مزیت های بالایی دارد که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- عدم دکربوره شدن سطح قطعات
- عدم اکسید شدن سطوح قطعات (حفظ کیفیت سطوح موردنظر پس از عملیات)
- حفظ یکنواختی ابعاد در دمای بالا و اعوجاج کم قطعات پس از عملیات حرارتی
- قابلیت تعریف و کنترل روند تغییرات دما که منجر به تکرارپذیری نتایج می‌شود.
- قابلیت مستندسازی گراف دمایی و فشار دستگاه در زمان خلأ و کوئنچ
- اتوماسیون کامل فرایند عملیات حرارتی
هر دوره عملیات حرارتی که حاوی حرارت دادن تا دمای آستنیته (1080-1020 درجه سانتیگراد) است با سرعتی مشخص و طی چندین مرحله، نگهداری به مدت مشخص و مناسب در این دما و سپس به سرعت سرد کردن قطعه به قصد افزایش سختی است. در زمان حرارت‌دهی و سرد کردن، یک پروفیل دمایی و درنهایت اختلاف دما بین لبه‌های بیرونی قطعات با مغز آن بوجود می آید.
درمورد فولادهای آلیاژی بیشتر بخوانید
انواع ابزار فولاد گرمکار
انواع فولاد گرمکار براساس ترکیب شیمیایی و عملیات حرارتی در سه دسته‌بندی اصلی قرار می‌گیرند:
1- فولاد ابزار گرمکار کروم دار
این گروه از فولاد ابزار گرمکار می بایست مقاومت عالی و بالایی در مقابل بارگذاری ضربه‌ای دما بالا، نرم شدگی در زمان ماندن در دمای بالا و نیز در مقابل خستگی حرارتی داشته باشند. در این بخش از فولادها با به کارگیری از درصد متوسط کربن و غلظت بالای کروم و عناصر دیگر کاربید ساز بسیار قوی انجام می‌شود.
2- فولاد های ابزار گرمکار تنگستن دار
این بخش از فولاد گرمکار به نسبت فولاد گرم کار کروم دار استادگی و سختی پذیری بالاتری در مقابل نرم شدن در هنگام ماندن در دمای بالا را دارند. بهبود مقاومت و ایستادگی در مقابل نرم شدگی بوسیله افزودن مقدار بسیار زیاد تنگستن انجام می گیرد.
3- فولادهای گرم کار مولیبدن دار
این بخش از فولادها، به نسبت فولاد گرمکار تنگستن‌دار، مقاومت به نرم شدگی قابل توجهی دارد؛ پس می توان گفت بستگی به فراوانی و قیمت آن، جانشینی برای این فولادها محسوب می شود. مولیبدن، عنصر دیگر کاربید ساز بسیار قوی برای تامین کسر حجمی زیاد کاربیدهای آلیاژی همراه با کروم، وانادیم و تنگستن به فولاد افزوده می شود که منجر به پایداری ریز ساختار در زمان قرارگیری در مقابل عملیات شکل دهی در دمای بالا می‌گردد.
کاربرد فولادهای گرمکار
کارایی فولاد گرمکار حاوی بخش هاییی مانند قالب ها و ابزار گرمکار در صنایع متفاوت از جمله دایکست، اکستروژن، تزریق پلاستیک و فورج، ابزارهای پرس با سرعت بالا، قالب های خم و سکه‌زنی و قالب‌ها و ابزار تولید پیچ، مهره و پرچ می‌باشد.
جوشکاری فولاد گرمکار
جوشکاری فولاد گرمکار یکی از فرایندهای اتصال متداول در ساخت و تولید قطعات با استفاده از این فولادها است. درنهایت می توان گفت، فولاد گرمکار هم در فرم آنیل شده و هم در فرم کوئنچ تمپر شده عملکرد و ویژگی جوشکاری دارند. برای تحقق این هدف، پیش گرم کردن این نوع فولاد حداقل تا دمای ℃ 325 قبل از انجام جوشکاری امری ضروری است.
در حین انجام جوشکاری فولاد گرمکار، دمای قطعه باید بین 325 تا حداکثر ℃475 حفظ شود. پس از خاتمه مراحل جوشکاری، توصیه می شود قطعات به آهستگی تا دمای محیط رسانده و سرد شوند.
قطعاتی که قبل از جوشکاری در حالت و فرم آنیل شده قرار گرفته بودند و می بایست یک بار دیگر هم پس از جوشکاری آنیل شوند. قطعاتی که پیش از جوشکاری کوئنچ تمپر شده باشند هم می بایست بعد از پایان یافتن جوشکاری تا ℃30 پایین تر از آخرین دمای تمپری که داشته اند، حرارت داده شوند.
کلام آخر
قیمت فولاد ابزار گرمکار به موارد گوناگونی وابسته است و تحت شرایط موثری مانند انواع فولاد، شکل و اندازه و سایز(تسمه، میلگرد، ورق و موارد دیگر)، ضخامت و ابعاد، سطح مقطع، برند، هزینه حمل و نقل و حامل‌های انرژی، قیمت های مواد اولیه، نرخ ارز و کشور تولید کننده وابسته است؛ پس نمی توان قیمت مشخص و ثابتی برای فولاد گرمکار عنوان کرد.
شما می توانید برای استعلام دقیق و روزانه قیمت فولاد گرمکار و به طور کلی قیمت انواع فولاد از طریق شماره تماس قید شده در سایت مجموعه نوید رضوان از آخرین قیمت فولادهای ابزار گرمکار مطلع شوید و راهنمایی های لازم را از کارشناسان ما دریافت کنید.
سؤالات متداول
1- فولاد گرمکار چیست؟
این نوع فولاد درصد کربن کمتر و عناصر آلیاژی متفاوت از جمله تنگستن، مولیبدن و کروم دارد و برای ساخت ابزارها و صنایعی به کار می روند که دمای تحمل آنها از ۳۵۰ تا ۷۶۰ درجه متغیر است.
2- فولاد گرمکار چند نوع است و چه تعداد گرید آن ساخته می شود؟
این مدل فولاد در سه گروه آلیاژ شده با مولیبدن، کروم و تنگستن تهیه و ساخته می شود و حاوی گرید H1 تا H59 می شوند.
3- عملیات حرارتی فولاد گرمکار چگونه است؟
عملیات حرارتی فولاد گرم کار به شکل مشترک شامل حرارت دادن، خنک سازی و روند سخت شوندگی و سپس بازپخت می باشد که دمای هر مرحله وابسته به مدل گرید متفاوت است.
