ویژگی‌های فولاد ابزار سردکار 1.2379
فولاد 1.2379 که با مشخصه X153CrMoV12 (مشخصه منسوخ شده X155CrVMo12-1) و نام‌های تجاری D2 (در استاندارد ASTM)، K110 (در استاندارد Böhler) و SPK-NL نیز شناخته می‌شود، یکی از فولادهای پرکاربرد در فولادهای ابزار در دسته سردکار است.
این فولاد دارای درصد بالای کربن، کروم، وانادیوم و مولیبدن است که آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهایی با نیاز به سختی، مقاومت سایشی و پایداری ابعادی بالا تبدیل کرده است. ویژگی‌های کلیدی این فولاد عبارتند از:
- سختی‌پذیری بالا با قابلیت رسیدن به 63 HRC پس از عملیات حرارتی
- مقاومت بسیار بالا در برابر سایش
- چقرمگی مناسب با توجه به ترکیب وانادیوم و مولیبدن
- پایداری ابعادی بالا در حین عملیات حرارتی
- قابلیت ماشین‌کاری قابل قبول در حالت آنیل
کاربردهای فولاد سردکار 1.2379
فولاد 1.2379 به دلیل خواص منحصر به‌فرد خود، در طیف وسیعی از ابزارهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد:
- قالب‌های خم‌کاری، کشش و فرم‌دهی
- ابزارهای پیچ‌زنی به روش رولینگ
- ابزارهای برش دقیق
- قالب‌های مهرزنی و پانچ
- ابزارآلات نجاری و چوب‌کاری (رنده، تیشه)
- قالب‌سازی برای قطعات پلاستیکی
- ابزار برش صفحات فلزی تا ضخامت ۶ میلی‌متر
- ابزار برش دقیق تا ۱۲ میلی‌متر
- غلطک‌های فرم‌دهی سرد
- اجزای دقیق قالب‌های صنعتی و تزریقی
ترکیب شیمیایی فولاد سردکار 1.2379
مقادیر ترکیب شیمیایی ارائه‌شده برای فولاد 1.2379 (SPK-NL) بر پایه داده‌های نسخه نهایی کلید فولاد (Stahlschlüssel ۲۰۱۹) و مطابق با استانداردهای معتبر بین‌المللی تنظیم شده‌اند. این اعداد ممکن است با مقادیر ذکرشده در برخی منابع یا استانداردهای قدیمی متفاوت باشند.
| Cکربن | Siسیلیسیم | Mnمنگنز | Pفسفر | Sگوگرد | Crکروم | Moمولیبدن | Vوانادیوم |
| 1.45 – 1.60 | 0.10 – 0.60 | 0.20 – 0.60 | ≤ 0.030 | ≤ 0.030 | 11.00 – 13.00 | 0.70 – 1.00 | 0.70 – 1.00 |
مشخصات فیزیکی فولاد 1.2379
مشخصات فیزیکی فولاد 1.2379 نقش مهمی در عملکرد پایدار آن در شرایط کاری مختلف ایفا می‌کند و نشان‌دهنده تعادل بین چگالی، رسانایی گرمایی، مقاومت الکتریکی و ظرفیت گرمایی ویژه این فولاد در کاربردهای صنعتی دقیق است.
اطلاعات ارائه‌شده در جدول زیر، از نسخه نهایی سال ۲۰۱۹ کلید فولاد (Stahlschlüssel) استخراج شده‌اند. این داده‌ها بر اساس استاندارد DIN SEW 310 (08/1992) تنظیم شده‌اند و ممکن است با مقادیر ارائه شده در منابع دیگر تفاوت داشته باشند.
| منبع: استاندارد DIN SEW 310 (08/1992) – کلید فولاد (Stahlschlüssel) نگارش ۲۰۱۹ | |||
| جدول مشخصات فیزیکی | |||
| پارامتر | در دمای | مقدار | واحد |
| چگالی | 20 °C | ~ 7.68 | g/cm3 |
| ظرفیت گرمایی ویژه | 20 °C | ~ 0.439 | J/g.K |
| هدایت حرارتی | 20 °C | ~ 31.9 | W/m.K |
| 100 °C | ~ 31.5 | W/m.K | |
| 200 °C | ~ 30.9 | W/m.K | |
| 300 °C | ~ 29.7 | W/m.K | |
| 400 °C | ~ 28.6 | W/m.K | |
| 500 °C | ~ 27.6 | W/m.K | |
| ضریب انبساط حرارتی | -100 – 20 °C | ~ 8.6 | 10⁻⁶/°K |
| 0-20 °C | ~ 9.9 | 10⁻⁶/°K | |
| ~ 20 °C | ~ 10.1 | 10⁻⁶/°K | |
| 20-100 °C | ~ 10.7 | 10⁻⁶/°K | |
| 20-200 °C | ~ 11.3 | 10⁻⁶/°K | |
| 20-300 °C | ~ 11.8 | 10⁻⁶/°K | |
| 20-400 °C | ~ 12.2 | 10⁻⁶/°K | |
| 20-500 °C | ~ 12.5 | 10⁻⁶/°K | |
| مقاومت الکتریکی | ~ 20 °C | ~ 0.453 | Ω.mm2/m |
| ~ 100 °C | ~ 0.515 | Ω.mm2/m | |
| ~ 200 °C | ~ 0.596 | Ω.mm2/m | |
| ~ 300 °C | ~ 0.695 | Ω.mm2/m | |
| ~ 400 °C | ~ 0.798 | Ω.mm2/m | |
| ~ 500 °C | ~ 0.908 | Ω.mm2/m | |
| مدول الاستیسیته (E) | ~ 20 °C | ~ 215,000 | MPa |
| ~ 100 °C | ~ 211,000 | MPa | |
| ~ 200 °C | ~ 204,000 | MPa | |
| ~ 300 °C | ~ 198,000 | MPa | |
| ~ 400 °C | ~ 191,000 | MPa | |
| ~ 500 °C | ~ 182,000 | MPa | |
خواص مکانیکی فولاد SPK-NL
خواص مکانیکی فولاد 1.2379 از جمله سختی بالا، استحکام کششی مناسب و پایداری در برابر تغییر شکل، آن را به گزینه‌ای قابل اعتماد برای ساخت ابزارهای دقیق، مقاوم در برابر سایش و تحت فشارهای مکانیکی تبدیل کرده است.
اطلاعات ارائه‌شده در جدول زیر، از نسخه نهایی سال ۲۰۱۹ کلید فولاد (Stahlschlüssel) استخراج شده‌اند. این داده‌ها بر اساس استانداردهای معتبر و به‌روز بین‌المللی تنظیم شده‌اند و ممکن است با مقادیر قدیمی‌تر رایج در برخی منابع دیگر تفاوت داشته باشند.
| مقادیر سختی بر اساس کلید فولاد (Stahlschlüssel) نگارش ۲۰۱۹ | ||
| جدول خواص مکانیکی | ||
| پارامتر | مقدار | واحد |
| استحکام کششی (Tensile Strength) | 650-880 | MPa |
| استحکام تسلیم (Yield Strength) | 530-550 | MPa |
| افزایش طول | 8-25 | % |
| سختی در حالت آنیل شده | ≤ 255 | HB 30 |
| سختی در حالت سخت‌کاری شده | 63 ~ | HRC |
| سختی در تمپر °۱۰۰ | 63 ~ | HRC |
| سختی در تمپر °۲۰۰ | 61 ~ | HRC |
| سختی در تمپر °۳۰۰ | 59 ~ | HRC |
| سختی در تمپر °۴۰۰ | 58 ~ | HRC |
| سختی در تمپر °۵۰۰ | 58 ~ | HRC |
عملیات حرارتی و سخت‌کاری فولاد 1.2379
در فرآیند آنیل (Annealing)، قطعه فولادی در دمای ۸۳۰ تا ۸۵۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۲ ساعت حرارت داده می‌شود. سپس فولاد به‌صورت آهسته درون کوره تا دمای حدود ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد سرد شده و در نهایت در هوای آزاد خنک می‌شود. سختی نهایی پس از آنیل حدود ۲۵۰ برینل (HB) خواهد بود.
فرآیند سخت‌کاری (Hardening) فولاد 1.2379 مطابق مراحل زیر می‌باشد:
- آستنیته کردن: فرآیند سخت‌کاری با پیش‌گرمایش دو مرحله‌ای آغاز می‌شود: ابتدا نگهداری در دمای ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۶۰ دقیقه و سپس در دمای ۸۴۰ درجه سانتی‌گراد برای حداقل ۶۰ دقیقه. در ادامه، قطعه در دمای نهایی ۱۰۲۰ تا ۱۰۴۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۱۵ تا ۴۵ دقیقه آستنیته می‌شود. برای کوئنچ در روغن، توصیه می‌شود از دمای پایین‌تر این بازه استفاده شود، در حالی‌که برای کوئنچ در هوا یا حمام نمک، دمای بالاتر مناسب‌تر است.
- کوئنچ (Quenching): محیط کوئنچ بسته به شکل قطعه انتخاب می‌شود. قطعات با اشکال پیچیده و مقاطع متغیر بهتر است در هوای ساکن خنک شوند، در حالی‌که قطعات ساده‌تر می‌توانند در روغن، هوای فشرده، گاز یا حمام نمک در دمای ۲۵۰-۲۲۰ یا ۵۵۰-۵۰۰ درجه سانتی‌گراد کوئنچ شوند. در صورت استفاده از حمام نمک، قطعه باید به مدت ۱۵ دقیقه برای هم‌دما شدن در حمام باقی بماند و سپس در هوا خنک شود. سختی نهایی پس از کوئنچ معمولاً حدود ۶۳ راکول C است.
- تمپر تنش‌گیری (Stress Relief Tempering): پس از کوئنچ، قطعه در دمای ۱۲۰ درجه سانتی‌گراد حرارت داده شده و در هوا خنک می‌شود. مدت زمان نگهداری در این دما بستگی به محیط کوئنچ دارد. به‌عنوان مثال، برای کوئنچ در روغن این زمان حدود ۴ ساعت، در حمام نمک ۲۲۰ درجه حدود ۳ ساعت، در نمک ۵۰۰ درجه حدود ۲ ساعت و در هوای آرام یا فشرده حدود ۱ ساعت خواهد بود.
اطلاعات ارائه‌شده در جدول زیر، از نسخه نهایی سال ۲۰۱۹ کلید فولاد (Stahlschlüssel) استخراج شده‌اند. این داده‌ها بر اساس استانداردهای معتبر و به‌روز بین‌المللی تنظیم شده‌اند و ممکن است با مقادیر قدیمی‌تر رایج در برخی منابع دیگر تفاوت داشته باشند.
| منبع: کلید فولاد (Stahlschlüssel) نگارش ۲۰۱۹ | |
| جدول عملیات حرارتی | |
| نوع عملیات حرارتی | بازه حرارتی |
| فورج گرم (Hot Working) | 850-1000 °C |
| آنیل کامل (Soft Annealing +A) | 830-850 °C |
| سخت‌کاری با روغن | 1010-1030 °C |
| سخت‌کاری با هوای کنترل‌شده | 1010-1030 °C |
| سخت‌کاری گرم (کوئنچ داغ °۵۵۰-°۵۰۰) | 1010-1030 °C |
| تمپرینگ (Tempering) | 170-190 °C |
جوشکاری فولاد 1.2379
فولاد 1.2379 به دلیل سختی بالا و حساسیت به ترک‌خوردگی، معمولاً برای جوشکاری توصیه نمی‌شود. با این حال، در شرایط خاص و در صورت ضرورت، جوشکاری این فولاد تنها با رعایت دقیق دستورالعمل‌های فنی امکان‌پذیر است. بسته به وضعیت عملیات حرارتی قطعه، سه روش اصلی برای جوشکاری این فولاد وجود دارد:
- جوشکاری در حالت آنیل نرم: پیش‌گرمایش قطعه باید در بازه دمایی ۳۰۰ تا ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد انجام شده و جوشکاری نیز در همین دما صورت بگیرد. بلافاصله پس از جوشکاری، عملیات تنش‌زدایی انجام گرفته تا از ترک‌خوردگی قطعه جلوگیری شود. استفاده از الکترودهای Cr-Mo ضروری است.
- جوشکاری در حالت آنیل سخت: ابتدا قطعه تا دمای آستنیت حرارت داده می‌شود. سپس تا ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد خنک شده و عملیات جوشکاری در همین دما انجام می‌گیرد. پس از پایان جوشکاری، قطعه باید تا دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد خنک شود. برای افزایش مقاومت و کیفیت جوش، از الکترودهای روکش سخت استفاده می‌شود.
- جوشکاری در حالت سخت‌شده: ابتدا پیش‌گرمایی در دمای حدود ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد انجام شود. جوشکاری باید در دمای تمپر قطعه صورت گیرد. پس از جوشکاری، قطعه به مدت ۲ ساعت بایستی در دمای ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد نگهداری شود. در این روش نیز بایستی از الکترودهای با روکش سخت استفاده گردد.
