به گزارش بازرگانی خبرگزاری مهر، در بسیاری از صنایع، انواع تیغه برای برش قطعات مختلف استفاده می‌شود که نیاز به مواد اولیه مقاومی دارند که باید تست‌های آزمایشگاهی را با موفقیت پشت سر بگذارند، اما سوال اصلی این است که چه آنالیزهایی باید انجام شود؟ برای یافتن پاسخ مناسب به خواندن این مطلب ادامه دهید.
اطلاعات مختصری درباره فولاد تندبر
فولاد تندبر یا خشکه هوایی (High Speed Steel) از مهم‌ترین آلیاژهایی است که برای ساخت قطعاتی مورد استفاده قرار می‌گیرد که در حین کار، حرارت آن‌ها افزایش پیدا می‌کند و در معرض سایش هستند.
با در نظرگرفتن این مسئله که قطعه ساخته‌شده از فولادهای تندبر به‌طور مداوم با دیگر اجزای فولادی برخورد می‌کند و برای برش‌کاری کاربرد دارد، درصورتی‌که مقاومت و سختی مناسبی نداشته باشد در مدت‌زمان کوتاهی کارایی خود را از دست می‌هد.
به‌کارگیری ترکیبی از فولادهای سردکار و گرم‌کار برای ساخت این محصول که هرکدام ویژگی‌های ساختاری مطلوبی را ارائه می‌دهند، در نهایت منجر به ساخت قطعه‌ای می‌شود که هم در برابر سایش مقاوم است و هم اینکه میزان سختی بالایی را ایجاد می‌کند.
فولادهای تندبر شامل دسته‌بندی‌های متنوعی هستند که با نام‌های M و T شناخته می‌شوند. مواردی که به آن‌ها اشاره شد تنها کلیاتی درباره این محصول پرکاربرد است، پس اگر به‌دنبال کسب اطلاعات جامع‌تری هستید، برای آشنایی بیشتر با فولاد تندبر اینجا کلیک کنید.
معرفی انواع آنالیز فولادهای تندبر
انجام آنالیزهای آزمایشگاهی این امکان را فراهم می‌کند تا میزان کیفیت، استحکام و مقاومت فولاد در برابر فشارهای خارجی سنجیده شود و راهی مناسب برای کنترل همه‌جانبه محصول نهایی است.
بر همین اساس می‌توان آنالیز انواع فولاد تندبر را برای سنجش و اندازه‌گیری خواص مختلفی همچون ترکیب شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی انجام داد که اطلاعات بسیار مفیدی را در هر بخش به شما ارائه می‌دهد.
آنالیز فولادهای تندبر ازنظر ترکیب شیمیایی
بخش قابل توجهی از ویژگی‌های ساختاری در فولادهای خشکه هوایی به ترکیبات شیمیایی مورد استفاده برای تولید آن‌ها بستگی دارد که در آنالیز آزمایشگاهی مورد بررسی قرار می‌گیرد و عبارت‌اند از:
تنگستن: در تمامی فولادهای تندبر دسته T از مقادیر مشخصی تنگستن برای افزایش سختی استفاده می‌شود، درحالی‌که تنها ۲ نوع از گروه M ترکیبی از این عنصر را در خود جای می‌دهند.
کربن: این عنصر برای تولید تمامی محصولات فولادی کاربرد دارد و بدون شک HSS نیز از این قاعده مستثنا نیست، هرگونه تغییری در درصد کربن به‌کاررفته برای ساخت این نوع فولاد قابلیت ارائه نتایج متفاوتی در هنگام مشاهده آنالیز فولادهای تندبر را دارد. به‌طور کلی وجود این عنصر به بالابردن مقاومت سایشی آلیاژ کمک می‌کند.
سیلیسیم: برای اینکه میزان سختی فولاد تندبر افزایش پیدا کند هنگام آماده‌سازی مواد اولیه، مقداری سیلیسیم در ترکیب مورد نظر استفاده می‌شود.
کروم: به‌منظور ارتقای خواص فولاد در برابر فشار و اکسیداسیون ناشی از عملیات حرارتی، برای ساخت فولادهای تندبر بین ۳ تا ۵ درصد کروم مورد استفاده قرار می‌گیرد.
منگنز: مقدار ناچیزی منگنز در ترکیب شیمیایی فولادهای تندبر دیده می‌شود که برای افزایش مقاومت در برابر ترک گرم و جلوگیری از ایجاد سولفید آهن کاربرد دارد.
مولیبدن: استفاده از مولیبدن، سطح چقرمگی فولاد را تا حد قابل توجهی افزایش می‌دهد که مقادیر بیشتری از آن در ترکیب گروه M وجود دارد و باعث می‌شود تا در مقایسه با دسته دیگر سختی بالاتری داشته باشد.
کبالت: عنصر دیگری که در آنالیز فولادهای تندبر سنجیده می‌شود، کبالت است که خواصی همچون سختی گرم را افزایش می‌دهد. نمونه‌هایی از فولاد خشکه هوایی که دارای ترکیب مناسبی از این عنصر هستند، برای ساخت ابزارهای برش سریع و با عمق زیاد به‌کار می‌روند.
وانادیم: دلیل اصلی برای وجود وانادیم در ترکیب شیمیایی این محصولات، ازبین‌بردن ناخالصی سرباره و پایین‌آورن میزان نیتروژن است که در آخر به افزایش سختی گرم و مقاومت در برابر سایش کمک می‌کند.
گوگرد: به‌طور کلی، گوگرد تنها به‌عنوان بخشی از یک سیستم ۲ جزئی برای ارائه قابلیت ماشین‌کاری به فولاد اضافه می‌شود که عملکرد خوبی را هنگام برش نشان می‌دهد.
آنالیز فولادهای تندبر ازنظر خواص فیزیکی
مهم‌ترین معیارهایی که در زمان بررسی ویژگی‌های فیزیکی فولادهای تندبر مورد توجه قرار می‌گیرد شامل چگالی، ظرفیت گرمایی ویژه، مقاومت الکتریکی و رسانایی گرمایی است.
هرکدام از انواع فولاد خشکه هوایی که کاربرد مختص به خود را دارد، باید متناسب با استاندارد و همچنین نوع نیاز صنعت، دارای خواص فیزیکی مناسبی باشد تا در معرض حرارت و سخت‌کاری دچار آسیب نشود.
در همین راستا هنگام اجرای بررسی‌های آزمایشگاهی، استانداردهای ویژه‌ای برای تعیین هریک از خواص فیزیکی مد نظر قرار می‌گیرد تا از این بابت اطمینان حاصل شود که فولاد تندبر در حین کار، سرعت مناسبی برای برش دارد. به‌عنوان مثال، برای فولاد تندبر ۱/۳۳۵۵ مقادیر به‌دست آمده به‌صورت زیر است:
چگالی: ۸.۷۰ g/cm۳
مقاومت الکتریکی: ۰.۵۰ ohm
ظرفیت گرمایی ویژه: ۰.۴۶ J/g.k
رسانایی گرمایی: ۱۹ W/m.k
آنالیز فولادهای تندبر ازنظر خواص مکانیکی
شناخت آنالیزهای شیمیایی و فیزیکی به شما این اجازه می‌دهد تا به ویژگی‌های ساختاری فولادهای تندبر پی ببرید. ازسوی‌دیگر برای اینکه متوجه شوید کدام محصول قابلیت دسترسی به بهترین عملکرد را فراهم می‌کند باید خواص مکانیکی را نیز به‌طور دقیق بررسی کنید.
برای انجام بررسی فولادهای تندبر از جنبه مکانیکی به‌طور معمول ویژگی‌هایی مانند سختی، مقاومت کششی، و استحکام در مقابل سایش اندازه‌گیری می‌شود که در نتایج ارائه‌شده می‌توان آن‌ها را مشاهده کرد.
میزان سختی در فولادهای تندبر چقدر است؟
از سری نیازهای اساسی در صنایع هدف فولادهای تندبر دستیابی به میزان سختی مناسب است که به‌طور کلی برای انواع مدل‌های این آلیاژ می‌توان سختی قطعه را تا ۶۷ راکول سی نیز ارتقا داد که در فولادهای تندبر گروه M بیشتر به چشم می‌آید.
درضمن معیار دیگری که با عنوان سختی گرم شناخته می‌شود، نشان‌دهنده میزان مقاومت قطعه در دمای بالا است که با مقایسه بین مدل‌های متنوع فولاد تندبر می‌توان به این نتیجه رسید که فولادهای پایه کبالت نسبت به پایه مولیبدن، سختی گرم بیشتری دارند.
مقاومت در برابر سایش در فولادهای تندبر
مورد دیگری که در آنالیز فولادهای تندبر براساس خواص مکانیکی بسیار حائز اهمیت خواهد بود، میزان مقاومت در برابر سایش است که برای افزایش هرچه بیشتر این معیار، از مقادیر بالاتر کربن و وانادیوم استفاده می‌شود.
برای تعیین سطح استحکام و مقاومت یک قطعه در برابر سایش، ساختار مولکولی آن را به‌صورتی تغییر می‌دهند که هنگام برخورد با دیگر قطعات، میزان جابه‌جایی درون فولاد تاحدامکان کاهش پیدا کند که در این حالت جرم کم‌تری را به‌دنبال ساییدگی از دست خواهد داد.
مقاومت کششی فولادهای تندبر
براساس تعریف، به میزان نیرویی که تا زمان شکستن قطعه فولادی اعمال می‌شود مقاومت کششی می‌گویند که در واقع نشان‌دهنده سطح استحکام فولاد در مقابل کشش و تغییر شکل بر اثر فشار بیرونی است.
با این حساب زمانی که در آنالیز فولادهای تندبر اعلام می‌شود که سطح مقاومت کششی محصولی بین ۵۵۰ تا ۵۷۰ مگاپاسکال است یعنی با اعمال این میزان از فشار روی واحد سطح، قطعه مورد نظر دچار ترک و آسیب خواهد شد.
حداکثر میزان استحکام کششی که برای فولادهای تندبر در نظر گرفته می‌شود، به نوع عملیات‌های حرارتی مورد استفاده بستگی دارد که به‌طور معمول چیزی در حدود ۱۲۰۰ مگاپاسکال است.
جمع‌بندی
آنالیز فولادهای تندبر به بررسی بسیاری از خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی این محصول می‌پردازد تا در نهایت کیفیت فولاد را براساس خواسته‌های هر صنعتی به‌طور دقیق تعیین کند.
درزمینه آنالیزهای شیمیایی معمولاً درصد مورد نیاز برای عناصری همچون کربن، مولیبدن، تنگستن، وانادیوم، گوگرد و کروم مورد بررسی قرار می‌گیرد، درزمینه ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی نیز شناخت معیارهایی مانند چگالی، ظرفیت گرمایی ویژه، سختی و مقاومت کششی اهمیت زیادی دارد.
این مطلب، یک خبر آگهی بوده و خبرگزاری مهر در محتوای آن هیچ نظری ندارد.
نظر شما