۱۴۰۳ ۰۲ ۲۹
۰ دیدگاه
1 دقیقه
نویسنده: کیمیا حسینی
مطالب مرتبط
مطلب مفیدی بود
چاپ مطلب
اشتراک گذاری مطلب
فولاد ابزار سردکار 1.2080 (در استاندارد اروپایی با نام X210Cr12 شناخته میشود)، به خاطر ترکیب (حدود ۲.۱ درصد کربن و ۱۲ درصد کروم)، میتواند به سختی فوقالعادهای دست پیدا کند و در برابر سایش مقاوم باشد. در فرآیند تولید فولاد 1.2080، داخل ساختار این فولاد ذرات سخت و درشتی به نام کاربیدهای کروم تشکیل میشود که ساختار را ذاتا کمی نامنظم میکنند. هر اشتباه کوچک در فرآیند تولید، در مرحله ذوب یا حتی عملیات حرارتی، میتواند این نامنظمی را به یک عیب جدی و مخرب تبدیل کند.
با پیشرفت روند تولید و تحقیقات انجام شده توسط شرکت بِلِر، آخرین نام این فولاد از SPK به K100 تغییر کرده است. علاوهبر این، فولاد SPKR و فولاد SPKNL با نامهای جدید K110 و K107 نیز شناخته میشوند. این فولاد در صنایع مختلف به شکلهای متنوعی مانند تسمه SPK و میلگرد SPK استفاده میشود. با انجام تغییرات در میزان کروم و افزودن دو عنصر تنگستن و وانادیوم به فولاد SPK، فولادهای SPKNL و SPKR تشکیل میشوند. این موضوع باعث شده تفاوت فولاد spkr و spknl مورد توجه قرار بگیرد. در ادامه با ما همراه باشید تا فرآیند تولید فولاد 2080 را به طور مفصل بررسی کنیم.
فرآیند تولید فولاد 1.2080 به شرح زیر است:
در فرآیند تولید فولاد 2080، مرحله اول مربوط به تهیه مواد اولیه است. در این مرحله، موادی مانند قراضه آهن، سنگ آهن و عناصر آلیاژی استفاده میشود. قراضه آهن یکی از مواد اولیه است که در تهیه فولاد 2080 استفاده میشود. قراضه آهن معمولاً از سنگ آهن استخراج میشود. پس از فرآیندهای خاص، به شکل قطعات کوچکتری درآمده و آماده استفاده در فرآیند تولید میشود.
سنگ آهن نیز به عنوان یکی از مواد اولیه در تولید فولاد 1.2080 مورد استفاده قرار میگیرد. سنگ آهن به صورت خام استخراج میشود و پس از فرآیندهای شستشو و جداسازی ناخالصیها، آماده استفاده در فرآیند تولید فولاد 2080 میشود.
عناصر آلیاژی مانند کروم و منگنز نیز به منظور بهبود خواص فولاد spk استفاده میشوند. این مواد آلیاژی به مقدار دقیقی به مخلوط فولادی اضافه میشوند تا خواص مکانیکی و سختی فولاد بهبود یابد. کروم به عنوان عنصر آلیاژی برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی و سختی استفاده میشود. در حالی که منگنز برای بهبود قابلیت جوشکاری و استحکام فشاری فولاد مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین، مواد کمکی مانند فلوراید و آهک نیز در نحوه تولید فولاد 2080 نقش دارند.
در مرحله دوم فرآیند تولید فولاد 2080، مواد اولیه تهیه شده در مرحله اول، از جمله قراضه آهن، سنگ آهن، مواد آلیاژی و مواد کمکی، در فرآیند ذوبسازی به مذاب تبدیل میشوند. در این مرحله، روشهای ذوبسازی متنوعی مورد استفاده قرار میگیرد، از جمله کوره بلند، کوره قوس الکتریکی و کوره القایی.
در انتخاب روش ذوبسازی، عواملی مانند قیمت، ظرفیت تولید، کیفیت مورد نیاز و فناوری موجود در دسترس در نظر گرفته میشوند. در صورت استفاده از کوره بلند، مواد اولیه در داخل کوره قرار میگیرند. با استفاده از یک فرایند پیچیده شامل واکنشهای شیمیایی و کنترل دما و ترکیب شیمیایی، به مذاب تبدیل میشوند.
در روش کوره قوس الکتریکی، با استفاده از قوس الکتریکی بین دو الکترود، حرارت بسیار بالا تولید میشود. سپس مواد اولیه در داخل کوره به مذاب تبدیل میشوند. این روش سریعتر و انعطافپذیرتر است و برای تولید انبوه فولاد استفاده میشود.
روش دیگری که ممکن است در ذوبسازی فولاد 1.2080 استفاده شود، کوره القایی است. در این روش، از اصل القایی استفاده میشود تا حرارت لازم برای ذوبسازی مواد اولیه در فرآیند تولید فولاد 2080 فراهم شود. این روش نیز برای تولید فولاد با کیفیت بالا و کنترل بهتر دما و ترکیب شیمیایی مورد استفاده قرار میگیرد.
بعد از ذوبسازی، مرحله تصفیه مذاب آغاز میشود. در این مرحله، با استفاده از فرآیندهای جداکنندگی و تصفیه، ناخالصیها و جسمهای معلق در مذاب حذف میشوند تا کیفیت مورد نظر برای فولاد spk حفظ شود. همچنین، در طول فرآیند تصفیه، دما و ترکیب شیمیایی مذاب کنترل میشود. با این کار مشخصات مورد نیاز برای فولاد 1.2080 به دست آید.
در مرحله سوم فرآیند تولید فولاد 2080، مرحله ریختهگری، مذاب حاصل از مرحله ذوبسازی به صورت قالبهای مختلف ریخته میشود. در این مرحله، روشهای متفاوتی برای ریختهگری فولاد spk استفاده میشود، از جمله ریختهگری مداوم و ریختهگری دستی.
در انتخاب روش ریختهگری، عواملی مانند حجم تولید، شکل و اندازه قطعات مورد نیاز، دقت مورد نیاز و قابلیتهای فنی در نظر گرفته میشوند. در روش ریختهگری مداوم، مذاب به صورت پیوسته و در یک خط تولید جاری ریخته میشود. این روش به دلیل سرعت بالا و امکانات اتوماسیون، برای تولید انبوه قطعات استفاده میشود.
روش دیگری که ممکن است در ریختهگری و فرآیند تولید فولاد 2080 مورد استفاده قرار گیرد، روش ریختهگری دستی است. در این روش، مذاب به صورت دستی در قالبهای مختلف ریخته میشود. این روش به دلیل امکان انعطافپذیری بیشتر در تولید قطعات با شکلها و اندازههای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد.
بعد از ریخته شدن مذاب، مرحله انجماد و خنک شدن آغاز میشود. در این مرحله، قالب حاوی مذاب کمکم خنک شده و به صورت جامد در میآید. سپس، قطعه جدا شده و از قالب جداگانه میشود. این مرحله، مرحله جداسازی نامیده میشود.

مرحله چهارم از فرآیند تولید فولاد 2080، مرحله نورد است. هدف اصلی این است که شکل و ابعاد فولاد را تغییر داده و خواص مکانیکی آن را بهبود بخشید. در این مرحله، از انواع مختلف نورد، از جمله نورد گرم و نورد سرد، استفاده میشود.
نورد گرم یکی از روشهای متداول نورد در فرآیند تولید فولاد 2080 است. در آن شمش فولاد به دمای بالا (در دماهای بالاتر از دمای نقطه ترانزیشن) گرم میشود و سپس از طریق غلطکهای نورد عبور میکند. در این روش، فلز گرم و قابل انعطاف به خوبی شکل داده میشود و تغییر شکل آن به راحتی اتفاق میافتد.
روش دیگری که در نورد فولاد 1.2080 مورد استفاده قرار میگیرد، نورد سرد است. در این روش، شمش فولاد در دماهای پایینتر از دمای نقطه ترانزیشن قرار میگیرد. این روش به وسیله غلطکهای نورد که در دمای محیط قرار دارند، انجام میشود. نورد سرد معمولاً برای کنترل دقیقتر ضخامت و ابعاد قسمتهای فولادی استفاده میشود.
در فرآیند نورد، ابتدا شمش فولاد در دمای مورد نیاز گرم میشود. سپس، از طریق غلطکهای نورد عبور میکند. در این مرحله، ضخامت و ابعاد آن با دقت کنترل میشود. در نهایت، فولاد خنک شده و آماده مراحل بعدی فرآیند تولید میشود.
در مرحله پنجم فرآیند تولید فولاد 2080، عملیات حرارتی، هدف اصلی این است که ساختار میکروسکوپی فولاد را تغییر داده و به خواص مطلوب دست یابیم. در این مرحله، از انواع مختلف عملیات حرارتی، از جمله آنیل، تمپر، سختکاری و بازپخت استفاده میشود.
این فرآیند باعث تغییر ساختار داخلی فولاد شده و خواص مکانیکی آن را به حالت اولیه باز میگرداند. عملیات آنیل کردن، بهبود ریز ساختار فولاد، افزایش استحکام و انعطافپذیری، کاهش سختی اضافی و حذف تنشهای داخلی فولاد را ایجاد میکند. در نتیجه، در فرآیند تولید فولاد 2080، نقش مهمی دارد.
این روند باعث کاهش سختی بیش از حد در فولاد میشود و تنشهای داخلی را کاهش میدهد. تمپر همچنین باعث بهبود مقاومت فولاد در برابر خستگی و ضربه میشود.
سخت کاری، عملیاتی است که سختی و مقاومت فولاد را افزایش میدهد. عملیات سختکاری یکی از مهمترین مراحل در فرآیند تولید فولاد 2080 است. این عملیات با هدف افزایش سختی، مقاومت و دوام فولاد و همچنین بهبود خواص سطحی آن انجام میشود.
بازپخت نیز یکی دیگر از عملیاتهای حرارتی است که در مرحله تولید فولاد 1.2080 مورد استفاده قرار میگیرد. در این فرآیند، قطعه فولاد گرم شده و سپس با سرعت مناسب خنک میشود تا ساختار مطلوبی به دست آید.
در مرحله ششم از فرآیند تولید فولاد 2080، تست و کنترل کیفیت محصول انجام میشود تا اطمینان حاصل شود که مشخصات و خواص مطلوبی را داراست. در این مرحله، تستهای مختلف انجام، کیفیت محصول بررسی و تایید میشود.
تستهای مکانیکی از جمله تستهایی هستند که برای بررسی خواص مکانیکی فولاد مورد استفاده قرار میگیرند. این تستها شامل آزمایشهای کشش، خمش، ضربه و سختی میشوند. با انجام این تستها، میزان مقاومت، انعطافپذیری و سختی فولاد بررسی میشود.
تستهای شیمیایی نیز برای بررسی ترکیب شیمیایی فولاد استفاده میشوند. در این تستها، نسبت اجزای مختلف فولاد از جمله کربن، سیلیسیوم، منگنز و آلیاژهای دیگر بررسی میشود. این تستها به عنوان یک ابزار قدرتمند در تشخیص و کنترل کیفیت فولاد هستند.
تستهای غیرمخرب نیز در این مرحله از فرآیند تولید فولاد 2080، انجام میشوند. این تستها شامل روشهایی مانند تست های تراکمی، تستهای مایعات، تستهای مغناطیسی و تستهای فراصوتی است. با استفاده از این تستها، میزان ترک و ناهمواریهای مختلف در فولاد بررسی و ارزیابی میشوند. پس از انجام انواع تستها و بررسی و تایید کیفیت محصول، گواهینامه صادر میشود. این گواهینامه نشان میدهد که محصول تولید شده با استانداردها و مشخصات مورد نیاز مطابقت دارد و از کیفیت مطلوب برخوردار است.

مرحله هفتم از فرآیند تولید فولاد 2080، انبارداری است تا از حفظ کیفیت و حمل و نقل ایمن گرید اطمینان حاصل شود. در این مرحله، از روشهای مختلف بستهبندی استفاده و شرایط مناسبی برای انبارداری فراهم میشود.
شرایط انبارداری نیز در این مرحله بسیار مهم است. محصولات باید در مکانی خشک و خنک نگهداری شوند تا از عوامل آب و رطوبت جلوگیری شود. همچنین، محصولات باید دور از مواد شیمیایی قرار گیرند که ممکن است به آنها آسیب برساند. در ضمن، چیدمان مناسب محصولات نیز بسیار مهم است تا جلوی خراشیدگی و آسیبدیدگی آنها در هنگام انبارداری گرفته شود.
میزان و درصد عناصر آلیاژی استفاده شده در فرآیند تولید فولاد 2080، روی قیمت فولاد 2080 تاثیر میگذارد. عناصر تشکیلدهنده این فولاد را در جدول زیر مشاهده میکنید.
| نام عنصر | C | Si | Mn | Cr | P | S |
| درصد | 1.9-2.2 | 0.1-0.6 | 0.2-0.6 | 11-13 | 0.03 | 0.03 |
مهمترین دلیل برای تاکید بر کیفیت در فرآیند تولید فولاد 2080، استفاده گسترده از این محصول در قطعات حساس و مهم است. این نوع فولاد باید دارای خواص مکانیکی و فیزیکی بالا باشد تا بتواند در برابر فشارها و ضربات قوی مقاومت کند و عمر طولانی داشته باشد. بنابراین، کنترل صحیح فرآیندهای تولید و اعتبارسنجی مواد اولیه و فرآیندهای حرارتی از اهمیت ویژهای برخوردار است.
برای دستیابی به کیفیت مناسب در فرآیند تولید فولاد 2080، نیاز به کنترل دقیق فرآیندهای تولید و استفاده از تجهیزات و تکنولوژیهای پیشرفته است. هر مرحله از فرآیند تولید، از انتخاب و آمادهسازی مواد اولیه، ذوب، ریختهگری، فرآیندهای حرارتی و تمام مراحل دیگر باید به دقت و با رعایت استانداردهای کیفیت انجام شود.
کنترل کیفیت در تولید فولاد spk شامل آزمونهای غیرمخرب و آزمونهای مکانیکی است که به ارزیابی و تایید صحت خواص فولاد و تطابق آن با استانداردها و مشخصات فنی مربوطه میپردازد.
فولاد SPK به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی خوبی که دارد، برای برخی از نیازهای ویژه و حساس صنایع بسیار مناسب است. همانطور که اشاره شد، این خواصها در فرآیند تولید فولاد 2080 ایجاد میشوند. یکی از کاربردهای اصلی فولاد SPK در صنعت خودروسازی است. به علت مقاومت بالا در برابر سایش و ضربه، این فولاد به طور گسترده در تولید قطعات مهمی مانند جعبههای دنده و قطعات دیگر استفاده میشود. همچنین، فولاد SPK به دلیل خواص خاص خود، در تولید ابزارهای برش و تراش نیز کاربرد فراوانی دارد. این ابزارها باید توانایی برش و تراش دقیق و مقاوم در برابر فشارهای زیاد را داشته باشند و فولاد SPK میتواند به خوبی این نیازها را برآورده کند.
علاوه بر صنعت خودروسازی و تولید ابزارهای برش و تراش، فولاد SPK در صنایع دیگر نیز کاربردهای مهمی دارد. به عنوان مثال، در صنعت فرشبافی، این فولاد به عنوان محصولی مهم برای ساخت قلابهای بافت فرش استفاده میشود. همچنین، در صنعت ساخت قطعات الکترونیکی و صنایع پزشکی نیز از فولاد SPK استفاده میشود، زیرا این فولاد توانایی مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون را دارد.
در فرآیند تولید فولاد 1.2080، فولاد ممکن است در معرض مشکلات ساختاری قرار دارد که مستقیماً با تشکیل و توزیع همان کاربیدهای کروم درشت و نامنظم در ارتباط هستند.
ترکها، بدترین نوع نقص در فرآیند تولید فولاد 1.2080 هستند که معمولاً به خاطر فشار داخلی بیش از حد تحمل ماده، در مراحل مختلف ایجاد میشوند. دو دسته اصلی ترک وجود دارد:
این ترکها زمانی به وجود میآیند که فولاد مذاب در حال سرد شدن و جامد شدن است. در دمای بالا، ساختار فولاد شکننده است و اگر هنگام انقباض حجم، فشار زیادی به آن وارد شود، فولاد پاره میشود. این اتفاق معمولاً در جایی رخ میدهد که عناصر آلیاژی (مانند کروم) در فرآیند تولید فولاد 1.2080، به خوبی پخش نشدهاند و یک نوار ضعیف ایجاد کردهاند. این ترکها اغلب در شمشهای اولیه دیده میشوند و میتوانند در مراحل بعدی، تبدیل به یک شکستگی بزرگ شوند.
این نوع ترکها حین فرآیند تولید فولاد 1.2080 مثل آهنگری یا نورد گرم ایجاد میشوند. دلایل اصلی عبارتند از: دمای کارکردن فولاد مناسب نبوده (خیلی سرد یا خیلی گرم)، یا اینکه در یک مرحله بیش از حد به فولاد فشار وارد شده است. همچنین، اگر ناخالصیهای بزرگی در فولاد وجود داشته باشند، مانند نقاط تمرکز فشار عمل میکنند و باعث ایجاد ترک در امتداد جریان فلز میشوند.
آخالها ذرات ریز خارجی هستند (مثل اکسیدها، سولفیدها یا سیلیکاتها) که در فرآیند ذوب و تصفیه به طور کامل از فولاد خارج نشدهاند. آخالها در فرآیند تولید فولاد 1.2080، به خاطر حساسیت بالای آن، بسیار خطرناک هستند:
مهمترین دردسر فلزکاری در فرآیند تولید فولاد 1.2080، نامنظمی ساختار است که بیشتر به خاطر پدیدهای به نام جدا شدن (Segregation) رخ میدهد. وقتی شمش فولاد سرد و منجمد میشود، عناصر سنگینتر مثل کربن و کروم دوست دارند در مرزهای دانههای بلوری (شاخههای کریستالی) جمع شوند و مرکز دانهها از این عناصر فقیر میماند. این جدایش شبیه به ته نشین شدن مواد در یک مایع است.
این مفهوم در فرآیند تولید فولاد 1.2080، یعنی کم شدن درصد کربن در سطح فولاد. این مشکل معمولاً موقع عملیات یا در کورههایی که هوای محیط آنها کنترل نشده، اتفاق میافتد. کم شدن کربن باعث میشود که سختی سطح ابزار (مثلاً از ۶۰ واحد به زیر ۴۰ واحد) به شدت کاهش یابد و در نتیجه قالب عملکرد خود را از دست بدهد.
همانطور که میدانید، نقص در هر قسمت از فرآیند تولید فولاد 1.2080، کل کار را خراب میکند.
هدف اصلی در این مرحله از فرآیند تولید فولاد 1.2080، این است که یک مذاب تمیز با ترکیب شیمیایی دقیق و کمترین میزان آخال غیرفلزی داشته باشیم.
|
عیب |
دلیل به وجود آمدن |
راهکار پیشگیری |
|
آخالها (ناخالصیها) |
درست اکسیژنزدایی نشده، یا مذاب با هوا یا مواد زائد دوباره ترکیب شده و اکسید ایجاد کرده است. |
تصفیه ثانویه: استفاده از کورههای مخصوص برای کنترل دقیق دما و ترکیب، و خلاءزدایی (Vacuum Degassing) برای کم کردن اکسیژن و هیدروژن. همچنین، استفاده از روشهای بسیار پیشرفته مثل بازذوبی سرباره الکتریکی (ESR) یا بازذوبی قوس الکتریکی در خلاء (VAR) که آخالها را به حداقل میرسانند و به “فولادهای تمیز” معروف هستند. |
|
حبابهای گازی (تخلخل) |
جذب رطوبت یا هیدروژن از مواد اولیه کوره. |
عملیات خلاء: این بهترین راه برای کاهش هیدروژن به زیر حد مجاز و جلوگیری از ایجاد ترکهای ریز هیدروژنی است. |
|
عیب |
دلیل به وجود آمدن |
راهکار پیشگیری |
|
جدا شدن و نامنظمی ساختار |
خیلی آهسته سرد شدن شمشهای بزرگ. این باعث میشود که کربن و کروم فرصت پیدا کنند در مرز دانههای بلوری جمع شوند و ساختار نامنظمی ایجاد کنند. |
کنترل سرعت و اندازه شمش: استفاده از شمشهای کوچکتر و کنترل دقیق سرعت خنکسازی. برای فولاد 1.2080، روشهایی مثل ESR/VAR توصیه میشوند چون سرعت انجماد را در مقیاس کوچکتر، سریعتر میکنند و دانههای بلوری ریزتری میسازند. |
|
ترکهای گرم |
تنشهای ناشی از گرما و فشار هنگام انقباض و وجود نقاط ضعیف به خاطر جدا شدن شدید عناصر. |
کنترل دمای ریختن: باید فرآیند سرد شدن جهتدار و کنترل شده باشد و از داغ شدن بیش از حد مذاب جلوگیری شود تا فشار داخلی هنگام انقباض به حداقل برسد. |
|
عیب |
دلیل به وجود آمدن |
راهکار پیشگیری |
|
ترکهای کار گرم |
دمای شروع کار خیلی پایین بوده (فولاد به اندازه کافی نرم نبوده) یا در یک مرحله بیش از حد به فولاد فشار وارد شده است. |
برنامه گرمایشی دقیق: کنترل شدید محدوده دمایی کار گرم (معمولاً بین ۱۰۵۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد). باید آرام و یکنواخت پیشگرم شود و در مراحل آخر دما را آهستهتر پایین بیاوریم. باید میزان فشاردهی (کاهش سطح) در هر پاس کنترل شود تا کاربیدهای اولیه شکسته شوند. |
|
نوارهای کاربیدی |
کاربیدهای اولیه کاملاً خرد نشدهاند و در امتداد جهت کارکردن فولاد ردیف شدهاند. |
آهنگری از جهتهای مختلف: استفاده از روش آهنگری ضربهای که در آن، فولاد از چند جهت (مثلاً طول و عرض) فشرده میشود تا این جهتگیری خنثی شود و کاربیدها به صورت یکنواخت توزیع شوند. |
|
کربنزدایی سطحی |
تماس سطح فولاد با اکسیژن یا بخار آب در دمای بالای کوره. |
کنترل هوای داخل کوره: استفاده از کورههای با هوای کنترل شده (مثلا گازهای محافظ) و کم کردن زمان ماندن در دمای بالا. اگر کنترل هوا ممکن نیست، باید لایه کربنزدایی شده حتماً در مرحله ماشینکاری برداشته شود. |
خرید فولادهای سردکار و ابزار در صنایع از اهمیت زیادی برخوردار است. زیرا این مسئله به طور مستقیم در تمام برنامهریزیهای پروژه تاثیر میگذارد. از سوی دیگر، کیفیت و مطابق بودن با استانداردهای جهانی، قیمت روز فولاد آلیاژ، از فاکتورهای مهم دیگری هست که باید مورد توجه قرار گیرد. بنابراین همکاری با یک تامینکننده مناسب بسیار مهم است.
از این رو، شما میتوانید با خرید از میهن فولاد از کیفیت محصولات و مطابق بودن با استانداردهای جهانی اطمینان حاصل فرمایید. علاوه بر آن، ما در میهن فولاد، سعی کردهایم تا به تمامی چالشها و نیازهای مخاطب قبل از خرید پاسخ دهیم. تیم کارشناسان ما همواره آماده ارائه راهحلهای مناسب به شما عزیزان است.
۰نظر ارسال شده است
نظر خود را در مورد مطلب فرآیند تولید فولاد 1.2080 بنویسید
کلیه حقوق این وب سایت متعلق به گروه میهن فولاد است