close
02191306000
mob-menu

فرآیند تولید فولاد سردکار و مراحل مهم آن

۱۴۰۳ ۰۴ ۰۹

۲ دیدگاه

1 دقیقه

نویسنده: کیمیا حسینی

در این مقاله میخوانید

مطالب مرتبط

فولاد سردکار چیست؟ بررسی جامع + مقایسه گریدها
فولاد سردکار چیست؟ بررسی جامع + مقایسه گریدها
بررسی تفاوت و شباهت فولاد گرمکار و سردکار + راهنمای انتخاب
بررسی تفاوت و شباهت فولاد گرمکار و سردکار + راهنمای انتخاب
کاربرد فولاد سردکار در صنایع مختلف
کاربرد فولاد سردکار در صنایع مختلف

مطلب مفیدی بود

چاپ مطلب

اشتراک گذاری مطلب

فرآیند تولید فولاد سردکار شامل چندین مرحله اصلی است که هر یک نقش مهمی در کیفیت این گرید دارد. این مراحل به ترتیب شامل ذوب مواد اولیه، ریخته‌گری، نورد سرد، عملیات حرارتی و پرداخت هستند. در ادامه با میهن فولاد همراه باشید تا مراحل مهم فرآیند تولید فولاد سردکار را مفصل بررسی کنیم.

آشنایی با فولاد سردکار

فولاد سردکار دسته‌ای از فولاد آلیاژی است که از طریق فرآیندهای نورد سرد تولید می‌شود و به‌خاطر خواص مکانیکی و سطحی مناسب، در صنایع مختلف کاربرد زیادی دارد. این فولاد در دماهای پایین عملکرد خوبی دارد. علاوه‌برآن دارای خصوصیات مانند سختی و استحکام مناسبی است.

 ویژگی‌های فولاد سردکار

فولاد سردکار به‌خاطر فرآیند تولید خاص خود، دارای ویژگی‌های بسیار خوبی است که شامل:

  1. فولاد سردکار ، دارای سختی بالایی بوده که آن را برای استفاده در ابزارهای برش و قالب‌سازی مناسب می‌کند.
  2. این فولاد مقاومت بالایی در برابر سایش دارد که موجب افزایش عمر قطعات ساخته شده از آن می‌شود.
  3. یکی از ویژگی‌های مهم فولاد سردکار، پایداری آن در طول فرآیندهای حرارتی و مکانیکی است. این ویژگی باعث می‌شود که قطعات ساخته شده از این فولاد دقت بالایی داشته باشند.
  4. فولاد سردکار دارای چقرمگی مناسبی است که از شکستن یا ترک‌خوردن قطعات در شرایط بارگذاری شدید جلوگیری می‌کند.
  5. این نوع فولاد مقاومت خوبی در برابر خستگی دارد که برای قطعاتی که تحت بارهای متناوب و دینامیکی هستند، بسیار مهم است.
  6. فولاد سردکار دارای قابلیت ماشین‌کاری خوبی است که امکان تولید قطعات پیچیده و خاص را فراهم می‌کند.
  7. این فولاد دارای مقاومت مناسبی در برابر حرارت است که آن را برای استفاده در محیط‌های با دمای بالا مناسب می‌کند.
  8. فولاد سردکار قابلیت جوش‌پذیری خوبی دارد که امکان بهره‌برداری از روش‌های مختلف جوشکاری را فراهم می‌آورد.
  9. با وجود این‌که فولاد سردکار مقاومت بالایی به خوردگی و زنگ‌زدگی ندارد، اما با استفاده از روکش‌ها و پوشش‌های محافظ می‌توان این مشکل را تا حدودی حل کرد.

کاربردهای فولاد سردکار

از محبوب‌ترین فولادهای سردکار می‌توان به خانواده SPK که شامل فولاد 1.2080 spk، فولاد 1.2436 spkr، فولاد 1.2379 spknl اشاره کرد. البته این نکته شایان ذکر است در خریدهای خود باید تفاوت فولاد SPK و SPKR را در نظر گرفت. هر کدام از آنها کاربردهای خاص خود را دارند. به دلیل خصوصیات توسعه یافته خود در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد که عبارتند از:

  1.  صنعت خودروسازی، استفاده در قطعاتی که نیاز به دقت ابعادی بالا و سطح صاف دارند.
  2.  ابزارسازی، تولید ابزارهای دقیق و مقاوم به سایش.
  3.  صنایع الکترونیک، استفاده در قطعاتی که نیاز به خواص مغناطیسی خاص دارند.
  4.  ساخت و ساز، استفاده در اجزای سازه‌ای که نیاز به استحکام بالا دارند.

نحوه تولید فولاد سردکار

قبلا فرآیند تولید فولاد 1.2080 را توضیح داده‌ایم. از سوی دیگر، فولاد ابزار سردکار، با استفاده از فرآیندهای خاصی تولید می‌شود که مراحل مهم و نحوه تولید فولاد سردکار به شرح زیر است:

 1. انتخاب مواد اولیه و متریال

فرآیند تولید فولاد سردکار با انتخاب مواد اولیه مناسب آغاز می‌شود. مواد اولیه شامل سنگ آهن، زغال سنگ و فلزات آلیاژی است. کیفیت مواد اولیه تاثیر مستقیم بر کیفیت فولاد دارد. بنابراین، از عناصر اصیل و با کیفیت باید استفاده کرد.

 2. ذوب و تصفیه

در این مرحله از فرآیند تولید فولاد سردکار، مواد اولیه در کوره‌های قوس الکتریکی یا کوره‌های بلند ذوب می‌شوند. سپس فرآیند تصفیه برای حذف ناخالصی‌ها صورت می‌گیرد. این مرحله شامل اکسیژن‌زنی و استفاده از مواد شیمیایی خاص برای کاهش میزان گوگرد و فسفر است.

 3. ریخته‌گری فولاد

پس از تصفیه، فولاد مذاب به قالب‌های ریخته‌گری منتقل می‌شود. این قالب‌ها می‌توانند به صورت مداوم یا به‌صورت تک‌تک باشند. ریخته‌گری مداوم منجر به تولید فولاد با کیفیت بالاتر و خواص یکنواخت‌تر می‌شود.

 4. نورد گرم

فولاد ریخته‌گری شده به واحد نورد گرم منتقل می‌شود. در این مرحله، فولاد در دمای بالا به شکل‌های مختلف مانند ورق، میله و لوله تبدیل می‌شود. نورد گرم باعث افزایش چگالی و کاهش ترک‌های داخلی فولاد می‌شود.

روش تولید فولاد سردکار

 5. نورد سرد

پس از نورد گرم، فولاد به واحد نورد سرد منتقل می‌شود. در این مرحله، فولاد در دمای اتاق تحت فشار قرار می‌گیرد تا به ضخامت و ابعاد مورد نظر برسد. نورد سرد باعث افزایش مقاومت مکانیکی و سختی فولاد می‌شود.

 6. عملیات حرارتی

برای توسعه خواص مکانیکی، فولاد سردکار تحت عملیات حرارتی قرار می‌گیرد. این عملیات شامل آنیلینگ، تمپرینگ و کوئنچینگ است. این فرآیندها باعث افزایش سختی، مقاومت به سایش و مقاومت به خستگی فولاد می‌شوند.

 7. کنترل کیفیت

در این مرحله از فرآیند تولید فولاد سردکار، فولاد سردکار تولید شده تحت آزمون‌ها و تست‌های مختلف قرار می‌گیرد. آزمون‌های مکانیکی، شیمیایی و میکروسکوپی برای اطمینان از کیفیت و یکنواختی خواص فولاد انجام می‌شود.

 8. حمل و نقل

پس از تایید کیفیت، فولاد سردکار برای حمل و نقل آماده می‌شود. حمل و نقل باید به گونه‌ای باشد که از آسیب‌های مکانیکی و خوردگی در حین آن جلوگیری کند.

تأثیر فرآیند تولید فولاد سردکار بر خواص مکانیکی

نورد سرد، بخشی از فرآیند تولید فولاد سردکار است که در دمای محیط (یعنی دمایی که خیلی پایین‌تر از دمای بازسازی ساختار داخلی فولاد است) روی فولادی که قبلا نورد گرم یا آنیل شده، اعمال می‌شود. ممکن است برایتان سوال پیش بیاید که این کاهش دما دقیقا چه تاثیری روی ساختار فولاد می‌گذارد؟

اساس کار این فرآیند بر پایه فشار و تغییر شکل دائمی (کرنش پلاستیک) است. در نورد سرد، دانه‌های ریز کریستالی فولاد تحت فشار شدید، فشرده و کشیده می‌شوند. این تغییر شکل شدید، پدیده‌ای به نام سخت شدن در اثر کار (کارسختی) را به وجود می‌آورد. در واقع، با ایجاد و جمع شدن عیوب ساختاری ریزی به نام نابجایی‌ها (Dislocations) در شبکه بلوری، حرکت آن‌ها محدود می‌شود و این اتفاق مستقیماً به نتایج زیر منجر می‌شود:

  • افزایش قابل توجه استحکام کششی و استحکام تسلیم: این یعنی فولاد ما در برابر تغییر شکل دائمی و از هم گسیختگی، مقاومت بیشتری از خود نشان می‌دهد.
  • افزایش سختی: مقاومت سطح در برابر خراشیدگی و سایش بالاتر می‌رود، که دقیقاً همان چیزی است که ابزارهای برش و قالب‌ها به آن نیاز دارند.

نکته: برای تولید محصولاتی که نیاز به تلرانس‌های بسیار دقیق و سطح صاف دارند (مثل ورق‌های نازک یا لوله‌های دقیق)، نورد سرد بهترین انتخاب است. فقط باید در نظر داشت که هر چقدر درصد کاهش ضخامت در نورد سرد بیشتر باشد، سختی بیشتر و شکل‌پذیری کمتر خواهد شد.

عملیات حرارتی در فرآیند تولید فولاد سردکار

در مقابل نورد سرد، عملیات حرارتی بخش دیگری از فرآیند تولید فولاد سردکار است که خواص مکانیکی فولاد را با کنترل دقیق چرخه‌های گرم کردن و سرد کردن تغییر می‌دهد. بر خلاف نورد سرد که ساختار را به شکل فیزیکی عوض می‌کند، عملیات حرارتی روی تغییر فازها و ساختار داخلی تمرکز دارد. این فرآیندها معمولا برای اصلاح و بهبود خواصی که در نورد سرد افت کرده‌اند، یا برای دستیابی به ترکیب خاصی از استحکام و چقرمگی، استفاده می‌شوند.

آنیلینگ (بازپخت)

آنیلینگ، یکی دیگر از مراحل فرآیند تولید فولاد سردکار بوده و شامل گرم کردن فولاد تا دمای بالا و سپس سرد کردن آرام آن است. هدف اصلی از این کار، از بین بردن سختی ایجاد شده توسط کار، افزایش شکل‌پذیری و کاهش تنش‌های داخلی باقی مانده در قطعه است. این فرآیند، دانه‌های کریستالی را مجدداً شکل داده و ساختاری نرم‌تر و یکنواخت‌تر ایجاد می‌کند. در واقع، آنیلینگ مثل یک استراحت برای فولاد است که اثرات نورد سرد را خنثی کرده و آن را برای مراحل بعدی تولید آماده می‌کند.

کوئنچ و تمپر (آبدهی و بازپخت)

این دو مرحله از فرآیند تولید فولاد سردکار، معمولا پشت سر هم انجام می‌شوند، رایج‌ترین راه برای رسیدن به سختی و استحکام بالا در فولادهای سردکار هستند.

  • کوئنچ (سرد کردن سریع): فولاد تا دمای مخصوصی گرم می‌شود و بعد به سرعت در آب، روغن یا مواد پلیمری سرد می‌شود. این سرد شدن سریع باعث تشکیل یک ساختار فازی بسیار سخت، اما شکننده، به نام مارتنزیت می‌شود.
  • تمپر (بازپخت ثانویه): فولاد مارتنزیتی (که همان‌طور که گفتیم، خیلی سخت و شکننده است) دوباره در دمای پایین‌تری گرم شده و به آرامی سرد می‌شود. این مرحله باعث کاهش تنش‌های داخلی شده و چقرمگی (مقاومت در برابر ضربه و شکست) را افزایش می‌دهد، در حالی که بخش عمده‌ای از سختی اولیه حفظ می‌شود. می‌توان گفت تمپرینگ نقش تنظیم‌کننده تعادل میان سختی و چقرمگی را دارد.

مقایسه خواص مکانیکی

نورد سرد

کوئنچ و تمپر

آنیلینگ

استحکام و سختی

خیلی زیاد

خیلی زیاد (با چقرمگی بهتر)

کم

شکل‌پذیری

کم

متوسط

زیاد

تنش‌های داخلی

زیاد

کم (بعد از تمپر)

خیلی کم

کاربرد عمده

دقت بالا، افزایش سختی سطح

ابزارهای برش و قالب‌های مقاوم در برابر سایش و ضربه

بهبود قابلیت ماشین‌کاری و شکل‌پذیری

 

مشکلات رایج در فرآیند تولید فولاد سردکار 

همین خواص خوبی که تا اینجا ذکر کردیم، خطراتی را هم به همراه دارند که مستقیماً به نحوه و فرآیند تولید فولاد سردکار برمی‌گردد. 

شکنندگی و ترک‌خوردگی

  • نورد سرد افراطی: همان‌طور که گفتیم، نورد سرد بیش از اندازه (کاهش زیاد ضخامت) باعث جمع شدن شدید تنش‌های داخلی می‌شود. این تنش‌ها به خصوص در قسمت‌های تیز یا گوشه‌ها، تمرکز پیدا کرده و زمینه را برای ترک‌خوردگی فراهم می‌کنند.
  • کوئنچ کردن نامناسب: اگر سرعت سرد شدن در مرحله کوئنچ خیلی بالا باشد یا اگر قطعه دارای شکل پیچیده با ضخامت‌های مختلف باشد، تنش‌های حرارتی و ساختاری بسیار زیادی ایجاد می‌شود. این وضعیت می‌تواند به تشکیل ساختار مارتنزیت ناخواسته و شکننده منجر شود و باعث ترک خوردن قطعه در همان لحظه یا در مرحله تمپر شود.

تنش‌های داخلی (پسماند) زیاد

  • نورد سرد: فرآیند نورد سرد به صورت طبیعی تنش‌های کششی و فشاری را در سطح و داخل قطعه ایجاد می‌کند. اگر این تنش‌ها به درستی و به وسیله فرآیندهایی مثل آنیلینگ تنش‌زدایی (که بعد از نورد سرد و قبل از کوئنچ انجام می‌شود) حذف نشوند، می‌توانند در حین کار یا حتی نگهداری، باعث تاب برداشتن، تغییر ابعاد یا تسریع در شکست شوند.

سایش و خستگی زودرس

  • سخت‌کاری ناقص یا غیریکنواخت: اگر کوئنچ در فرآیند تولید فولاد سردکار، به‌طور کامل انجام نشود (مثلا دمای گرمایش کافی نباشد یا محیط سرد کننده ضعیف عمل کند)، ساختار مارتنزیت به صورت کامل تشکیل نمی‌شود. نتیجه این کار، وجود بخش‌های نرم‌تر در قطعه است که مقاومت کمتری در برابر سایش دارند و سریع‌تر در برابر خستگی (Failure) تسلیم می‌شوند.
  • تمپرینگ اشتباه: تمپرینگ باید در دمای بسیار دقیقی انجام شود. اگر دما خیلی پایین باشد، چقرمگی به اندازه کافی بهتر نمی‌شود و اگر در دماهای خاصی انجام شود (که به آن ناحیه شکنندگی تمپر می‌گویند)، می‌تواند فولاد را حتی شکننده‌تر کند.

کاهش کربن سطح (دکربوریزاسیون)

  • عملیات حرارتی در محیط نامناسب: اگر عملیات حرارتی (مثل گرم کردن برای کوئنچ یا تمپر) در کوره‌هایی انجام شود که محیط گازی محافظ کافی ندارند، کربن سطح فولاد با اکسیژن یا سایر عوامل واکنش داده و از فولاد خارج می‌شود. اسم این پدیده دکربوریزاسیون است. لایه سطحی که کربن خود را از دست داده، سختی و مقاومت سایشی کمتری نسبت به هسته دارد و اولین جایی است که هنگام استفاده دچار سایش یا شکست می‌شود.

روش‌های عیب‌یابی و تجزیه و تحلیل شکست فولادهای سردکار

عیب‌یابی فولادهای سردکار یک کار اصولی و مرحله به مرحله است که نیاز به تخصص در متالورژی دارد. هدف از تجزیه و تحلیل شکست، پیدا کردن دلیل اصلی مشکل (Root Cause) است، نه فقط دیدن محل شکست. برای ابزارهایی که تحت فشار و سایش زیاد کار می‌کنند، تشخیص درست دلیل شکست، راه اصلی برای بهبود فرآیند تولید فولاد سردکار و افزایش طول عمر ابزار است.

بررسی چشمی و میکروسکوپی اولیه

اولین مرحله، در عیب‌یابی از فرآیند تولید فولاد سردکار، بررسی قطعه با چشم و با بزرگنمایی کم است.

  • بررسی چشمی: الگو و نوع شکست (شکست شکننده یا نرم)، محل شروع ترک و هرگونه مشکل ظاهری (مثل ترک‌های ناشی از فرآیند یا دکربوریزاسیون) را بررسی کنید. آیا ترک از یک گوشه تیز شروع شده (که نشان‌دهنده تمرکز تنش است) یا از یک ایراد سطحی؟
  • میکروسکوپ نوری: با آماده‌سازی نمونه‌های کوچک و صیقلی، می‌توانید ساختار دانه‌ها، مرز دانه‌ها، وجود فازهای ناخواسته (مثل کاربیدهای نامنظم) و میزان عمق دکربوریزاسیون را ببینید. ساختار مارتنزیت هم می‌تواند مورد بررسی قرار گیرد تا مطمئن شوید فرآیند کوئنچ موفق بوده است.

آنالیز شیمیایی و تست سختی

  • بررسی ترکیب شیمیایی: با استفاده از دستگاه‌هایی مثل طیف‌سنج، ترکیب شیمیایی فولاد را با استانداردهای تعریف شده مقایسه کنید. اگر عناصر آلیاژی مهمی (مثل کربن، کروم یا مولیبدن) کم باشند، این می‌تواند مستقیما روی خواص حرارتی و مکانیکی قطعه تأثیر بگذارد.
  • سختی‌سنجی: مهم‌ترین ابزار برای ارزیابی موفقیت عملیات حرارتی در فرآیند تولید فولاد سردکار است.
    • تست‌های سختی سطح (راکِول یا ویکرز): برای اندازه‌گیری سختی کلی قطعه استفاده می‌شوند.
    • نمودار سختی (Hardness Profile): با برش نمونه و اندازه‌گیری سختی در عمق‌های مختلف (از سطح تا مرکز)، می‌توانید عمق واقعی سخت‌کاری را تعیین کنید. اگر سختی هسته به‌طور ناگهانی کاهش پیدا کند، نشان می‌دهد که سرعت کوئنچ کافی نبوده یا میزان کربن قطعه کمتر از حد مورد نیاز بوده است.

میکروسکوپ الکترونی (SEM) و آنالیز عنصری (EDS)

برای تحلیل شکست‌های پیچیده یا سطوح شکست، به میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نیاز است.

  • بررسی سطح شکست (فراکتوگرافی): SEM این امکان را می‌دهد که با بزرگنمایی بالا، الگوهای ریز شکست (مثل شکست نرم با فرورفتگی یا شکست شکننده با صفحات تیز) در فرآیند تولید فولاد سردکار را تشخیص داد. اگر نشانه‌های خستگی (خطوط ریز) را ببینید، یعنی شکست تحت بارگذاری‌های تکراری رخ داده است؛ در حالی که الگوهای دانه‌ای و تیز نشان‌دهنده شکست شکننده هستند که معمولا به‌خاطر سختی بیش از حد یا تنش‌های زیاد ایجاد شده‌اند.
  • EDS (طیف‌سنجی پراکندگی انرژی): این ابزار که به SEM وصل می‌شود، برای تشخیص عناصر شیمیایی در نقاط بسیار کوچک (مثل ناخالصی‌ها) روی سطح شکست استفاده می‌شود. وجود ناخالصی‌های بزرگ یا نامناسب، اغلب نقطه شروع ترک در فولادهای سردکار هستند.

4. پراش پرتو ایکس (XRD)

XRD یک روش قوی برای اندازه‌گیری تنش‌های داخلی باقی‌مانده در سطح قطعه بعد از فرآیند تولید فولاد سردکار است. با اندازه‌گیری تغییر در فاصله بین صفحات کریستالی فولاد، می‌توانید میزان تنش‌های کششی یا فشاری را که از فرآیندهای نورد سرد و عملیات حرارتی باقی مانده‌اند، به صورت عددی مشخص کنید. تنش‌های کششی زیاد، یک زنگ خطر جدی برای ترک‌خوردگی هستند.

با جمع‌بندی نتایج حاصل از همه این روش‌ها، می‌توانیم با اطمینان بگویید که آیا شکست به‌خاطر یک نقص در مواد اولیه (مثل ناخالصی)، ایراد در فرآیند تولید فولاد سردکار مثل نورد سرد (مثل سخت‌کاری بیش از حد) یا مشکل در عملیات حرارتی (مثل کوئنچ ضعیف یا تمپرینگ نادرست) رخ داده است. این روش‌ها، از مهم‌ترین موراد برای بهبود فرآیند تولید فولاد سردکار است.

هزینه تولید فولاد آلیاژی

هزینه فرآیند تولید فولاد سردکار به عوامل متعددی بستگی دارد که هر یک به نوبه خود تاثیر بسزایی در قیمت فولاد سردکار دارند. این عوامل شامل موارد زیر است:

هزینه متریال اولیه

همان‌طور که پیش‌تر گفتیم، مواد اولیه اصلی در فرآیند تولید فولاد سردکار، سنگ آهن، کک و آهک است. قیمت این مواد تحت تاثیر بازار جهانی و میزان تقاضا قرار دارد. نوسانات قیمت مواد اولیه می‌تواند به طور مستقیم بر هزینه تولید فولاد آلیاژی تاثیرگذار باشد. به عنوان مثال، افزایش قیمت سنگ آهن می‌تواند هزینه‌های تولید را به طور قابل توجهی افزایش دهد.

 هزینه انرژی

فرآیند تولید فولاد سردکار نیازمند مصرف بالای انرژی است. عمده این انرژی از منابعی مانند برق و گاز طبیعی تامین می‌شود. هزینه انرژی بسته به قیمت جهانی نفت و گاز، سیاست‌های انرژی کشورها و میزان بهره‌وری از منابع انرژی متفاوت است. کاهش مصرف انرژی از طریق بهبود تکنولوژی‌های تولید می‌تواند هزینه‌ها را کاهش دهد.

هزینه نیروی کار

دستمزد نیروی کار یکی دیگر از عوامل تاثیرگذار بر هزینه فرآیند تولید فولاد سردکار است. هزینه نیروی کار بسته به موقعیت جغرافیایی کارخانه، میزان تخصص و مهارت کارگران و شرایط اقتصادی کشور می‌تواند متغیر باشد. به کارگیری نیروی کار ماهر و آموزش دیده می‌تواند بهره‌وری را افزایش داده و هزینه‌ها را کاهش دهد.

هزینه حمل و نقل

هزینه حمل و نقل مواد اولیه به کارخانه و محصولات نهایی به بازار نیز بخش قابل توجهی از هزینه‌های فرآیند تولید فولاد سردکار را تشکیل می‌دهد. انتخاب مسیرهای حمل و نقل بهتر و استفاده از روش‌های حمل و نقل کم‌هزینه می‌تواند به کاهش هزینه‌ها کمک کند.

 تکنولوژی‌های فرآیند تولید فولاد سردکار

استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته در فرآیند تولید فولاد سردکار می‌تواند به کاهش هزینه‌ها کمک کند. تکنولوژی‌های مدرن مانند کوره‌های قوس الکتریکی و فرآیندهای بهینه‌سازی مصرف انرژی، می‌توانند بهره‌وری را افزایش داده و هزینه‌های تولید را کاهش دهند. تحقیقات و توسعه در این زمینه نیز می‌تواند به کشف روش‌های جدید و کم‌هزینه‌تر تولید کمک کند.

 

هزینه فرآیند تولید فولاد سردکار متاثر از عوامل متعددی است که هر یک به نوبه خود می‌توانند بر قیمت فولاد تاثیرگذار باشند. با مدیریت بهینه این عوامل، می‌توان هزینه‌های تولید را کاهش داد و از این طریق به رقابت‌پذیری در بازار افزود. علاوه‌بر تمامی نکات گفته شده تا به اینجا، شما می‌توانید برای گرفتن استعلام قیمت فولاد آلیاژی یا خرید انواع فولاد با کارشناسان ما ارتباط بگیرید.

 

 

سوالات متداول

  1. فولادهای سردکار اصلی کدامند؟
    فولادهای سردکار (که به آن‌ها فولادهای ابزار D-Type هم می‌گویند) معمولا فولادهای آلیاژی هستند که کربن و عناصر آلیاژی بالایی (مثل کروم) دارند. شناخته‌شده‌ترین آن‌ها D2، D3 و D6 هستند. مهم‌ترین ویژگی آن‌ها، مقاومت بسیار بالا در برابر سایش و سختی است. کاربرد اصلی‌شان ساخت ابزارهایی است که در دمای محیط، عملیات شکل‌دهی یا برش را انجام می‌دهند؛ مانند: قالب‌های پانچ و برش، قالب‌های کشش عمیق، غلتک‌ها و ابزارهای شکل‌دهی.
  2. چرا فولادهای سردکار حتما باید بعد از کوئنچ، تمپر شوند؟
    در فرآیند تولید فولاد سردکار، بعد از کوئنچ، فولاد دارای ساختاری به نام مارتنزیت است که بسیار سخت اما فوق‌العاده شکننده است و تنش‌های داخلی فراوانی دارد. این وضعیت باعث می‌شود که فولاد در برابر ترک‌های خودبه‌خودی و شکست ناگهانی در حین کار مستعد باشد. تمپرینگ یک فرآیند ضروری است که بخش زیادی از تنش‌های داخلی را آزاد می‌کند. همچنین، با تغییر دادن ساختار شکننده مارتنزیت، چقرمگی (مقاومت در برابر شکست) را افزایش می‌دهد، در حالی که بخش زیادی از سختی حفظ می‌شود. 
  3. کاهش کربن سطح (دکربوریزاسیون) چقدر عمر ابزار را کم می‌کند؟
    دکربوریزاسیون یعنی از دست دادن کربن از سطح فولاد در طول فرآیند حرارتی. چون کربن عنصر اصلی ایجاد سختی در این فولادها است، وقتی سطح کربن خود را از دست می‌دهد، یک لایه نرم در قسمت بیرونی قطعه ایجاد می‌شود. این لایه نرم، مقاومت کمتری در برابر سایش و سختی پایین‌تری دارد. در نتیجه، ابزار هنگام کار، ابتدا در این لایه نرم دچار فرسودگی و شکست می‌شود که طول عمر ابزار را بعد از فرآیند تولید فولاد سردکار، کاهش می‌دهد و کیفیت سطح کار را پایین می‌آورد.
  4. چطور می‌توانیم جلوی تاب برداشتن قطعات در عملیات حرارتی را بگیریم؟
    تاب برداشتن معمولا ناشی از تنش‌های داخلی باقی‌مانده (از نورد سرد یا ماشین‌کاری) و یا سرد شدن ناهمگن بعد از فرآیند تولید فولاد سردکار در مرحله کوئنچ است. برای کم کردن این مشکل، باید مراحل زیر را انجام داد:
    تنش‌زدایی قبل از کوئنچ: انجام آنیلینگ تنش‌زدایی بعد از ماشین‌کاری اولیه و قبل از عملیات حرارتی نهایی.
    پیش‌گرم کردن: گرم کردن تدریجی و یکنواخت قبل از رسیدن به دمای بالا، به خصوص برای قطعات با شکل پیچیده.
    کوئنچ یکنواخت: استفاده از محیط‌های سردکننده با سرعت متوسط (مثل روغن‌های خاص یا نیتروژن)، به جای آب سرد، تا سرعت سرد شدن خیلی ناگهانی و غیر یکنواخت نباشد.
    تمپرینگ فوری: تمپر کردن قطعه بلافاصله بعد از کوئنچ، قبل از اینکه تنش‌های درونی فرصت ایجاد ترک یا تاب برداشتن را پیدا کنند.

۲نظر ارسال شده است

نظر خود را در مورد مطلب فرآیند تولید فولاد سردکار و مراحل مهم آن بنویسید

2 نظر

مرتضی رضایی

۳۰ مهر ۱۴۰۴

پاسخ

با وجود مراحل مختلف تولید فولاد سردکار، اصلی‌ترین و مهم‌ترین مزیتی که نورد سرد به محصول اضافه می‌کنه چیه؟ یعنی دقیقا چرا باید فولاد رو بعد از نورد گرم، دوباره وارد فرآیند نورد سرد کنیم؟ این کار چه خاصیتی به فولاد میده که نورد گرم به تنهایی نمی‌تونه ایجاد کنه؟

    کیمیا حسینی

    ۳۰ مهر ۱۴۰۴

    پاسخ

    عملیات نورد سرد باعث میشه که خواص مکانیکی فولاد (مثل استحکام و سختی) بالا بره. همچنین سطح فولاد رو خیلی صاف‌تر و ابعاد اون رو دقیق‌تر می‌کنه. به همین خاطر، فولاد سردکار برای ساخت قطعاتی که نیاز به دقت ابعادی بالا، سطح صاف و مقاومت زیاد در برابر سایش دارن (مثل ابزارهای برش و قالب‌ها) ضروریه. در واقع نورد سرد، کیفیت سطح و سختی رو تکمیل می‌کنه.