فولاد 1.7103 چیست؟ بررسی کامل فولاد 67SiCr5

فولاد 1.7103 به دلیل ترکیب شیمیایی خاص و خواص مکانیکی مناسب، یکی از گزینه‌های محبوب در صنایع مختلف است. این فولاد با توجه به ویژگی‌هایی که دارد، در تولید قطعاتی که نیاز به مقاومت به سایش و سختی سطحی دارند، بسیار استفاده می‌شود. در این مقاله، قصد داریم به بررسی مفصل فولاد فنر 1.7103 بپردازیم. با میهن فولاد همراه باشید.

فولاد 1.7103 چیست؟ 

فولاد 1.7103 که با نام 67SiCr5 نیز شناخته می‌شود، یکی از انواع فولادهای آلیاژی کم‌کربن است که به دلیل ویژگی‌های مکانیکی و ترکیب شیمیایی خاص خود، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فولاد به دلیل دارا بودن منگنز و کروم در ترکیبات خود، خواص مکانیکی و فیزیکی مناسبی برای عملیات حرارتی و سطحی دارد. علاوه‌برآن، سختی‌پذیری بسیار خوبی دارد.

سایر نام‌های فولاد 1.7103

سایر استانداردهای فولاد 7103:

ویژگی‌ها و خصوصیات فولاد 1.7103 

فولاد 1.7103 به دلیل برخورداری از مقادیر مناسبی از منگنز و کروم، دارای مقاومت به سایش و سختی سطحی بالاست. این فولاد از قابلیت سخت‌کاری سطحی خوبی برخوردار است که آن را برای استفاده در قطعاتی که نیاز به مقاومت سطحی دارند، مناسب می‌سازد. همچنین، این نوع فولاد دارای چقرمگی و مقاومت به خستگی خوبی است.

جدول ترکیب شیمیایی فولاد 1.7103

عناصر تشکیل‌دهنده این فولاد به شرح زیر است:

کاربردهای فولاد 1.7103

18 کاربرد فولاد در صنایع مختلف را در مقالات قبلی مورد بررسی قرار داده‌ایم. فولاد 1.7103 نیز، به طور گسترده‌ای در صنایع خودروسازی، ماشین‌آلات سنگین و قطعات مکانیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از کاربردهای متداول این فولاد عبارتند از:

فنرهای استوانه‌ای تحت بارهای ضربه‌ای

یکی از کاربردهای اصلی فولاد 7103 در ساخت فنرهای استوانه‌ای است که تحت بارهای ضربه‌ای قرار می‌گیرند. این فنرها باید استحکام و انعطاف‌پذیری بالایی داشته باشند تا بتوانند انرژی ضربه را جذب و دفع کنند، بدون اینکه دچار شکست یا تغییر شکل دائمی شوند.

فنرهای پیچشی با قطر 25 تا 40 میلی‌متر

این فولاد فنر به دلیل خواص مکانیکی عالی، در ساخت فنرهای پیچشی با قطرهای مختلف، به ویژه در محدوده 25 تا 40 میلی‌متر، مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فنرها در صنایعی مانند خودروسازی، تجهیزات کشاورزی و ماشین‌آلات صنعتی کاربرد وسیعی دارند.

لوله‌های مخازن فشار قوی

یکی دیگر از کاربردهای مهم آن، استفاده در ساخت لوله‌های مخازن فشار قوی است. این لوله‌ها باید توانایی تحمل فشارهای بسیار بالا را داشته باشند. این فولاد با استحکام کششی و مقاومتی که دارد، گزینه‌ای ایده‌آل برای این موضوع است.

فنرهای سوپاپ

در صنعت خودروسازی، از فولاد 7103 برای ساخت فنرهای سوپاپ استفاده می‌شود. این فنرها باید بتوانند در دماها و فشارهای بالا کار کنند. این فولاد با خواص حرارتی و مکانیکی مناسب، می‌تواند این نیازها را برآورده سازد.

حلقه‌های گوه‌ای گیرنده برای فنرها

همچنین، در ساخت حلقه‌های گوه‌ای گیرنده برای فنرها نیز کاربرد دارد. این حلقه‌ها باید دارای استحکام و مقاومت بالایی باشند تا بتوانند نیروهای وارده را به خوبی توزیع کنند و از خرابی فنرها جلوگیری کنند.

ضربه‌گیر قطار

یکی دیگر از کاربردهای این فولاد، استفاده در ساخت ضربه‌گیرهای قطار است. این ضربه‌گیرها باید توانایی جذب انرژی ضربات و لرزش‌های ناشی از حرکت قطار را داشته باشند. فولاد فنر 7103 با خواص مکانیکی خود، می‌تواند این نیاز را به خوبی برآورده سازد.

فنرهای بشقابی

فولاد 1.7103 همچنین در ساخت فنرهای بشقابی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فنرها در سیستم‌های تعلیق خودروها، ماشین‌آلات صنعتی و تجهیزات سنگین کاربرد دارند و باید بتوانند بارهای دینامیکی و استاتیکی را تحمل کنند.

چرخ‌دنده‌ها و شفت‌ها

فولاد فنر 1.7103 به دلیل استحکام کششی و مقاومت بالا در برابر سایش، برای ساخت چرخ‌دنده‌ها و شفت‌ها بسیار مناسب است. این قطعات در ماشین‌آلات صنعتی و خودروها استفاده می‌شوند و باید توانایی تحمل بارهای دینامیکی و استاتیکی بالا را داشته باشند. 

قطعات ماشین‌آلات

در صنعت ماشین‌سازی، از این فولاد برای ساخت انواع قطعات ماشین‌آلات استفاده می‌شود. این قطعات شامل اجزای مختلفی مانند محورها، بوش‌ها، و اجزای متحرک دیگر هستند که نیاز به استحکام و دوام بالا دارند. خواص مکانیکی عالی این فولاد، آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهایی که نیاز به تحمل بارهای سنگین و شرایط کاری سخت دارند، تبدیل کرده است.

بلبرینگ‌ها و رولبرینگ‌ها

یکی دیگر از کاربردهای مهم فولاد فنر 7103، استفاده در ساخت بلبرینگ‌ها و رولبرینگ‌ها است. این قطعات باید دارای مقاومت بالا در برابر سایش و خستگی باشند تا بتوانند در مدت زمان طولانی به‌طور مناسب عمل کنند. این فولاد با ترکیب شیمیایی و فرآیندهای حرارتی مناسب، ویژگی‌های مورد نیاز برای ساخت بلبرینگ‌ها و رولبرینگ‌ها را فراهم می‌کند.

عملیات حرارتی فولاد 1.7103 –  Heat Treatment °C

یکی از ویژگی‌های فولاد 1.7103 قابلیت انجام عملیات حرارتی مختلف بر روی آن است. این فولاد می‌تواند تحت عملیات‌های مختلفی مانند سخت‌کاری سطحی (کربونیزه کردن)، نرماله کردن و تمپرینگ قرار گیرد تا خواص مکانیکی بهینه‌ای به دست آورد.

سخت کردن

فرآیند سخت کردن فولاد 1.7103 در دمای بین 830 تا 860 درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود. در این فرآیند، فولاد ابتدا گرم شده و سپس به سرعت در محیطی مانند آب یا روغن سرد می‌شود. این فرآیند باعث افزایش سختی و استحکام فولاد می‌شود و آن را برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت سطحی بالا دارند، مناسب می‌سازد.

 آنیل کردن

دمای آنیل کردن این فولاد بین 640 تا 680 درجه سانتی‌گراد است. آنیل کردن فرآیندی است که در آن فولاد به آرامی گرم شده و سپس به آهستگی سرد می‌شود. این فرآیند به کاهش تنش‌های داخلی و بهبود چقرمگی و داکتیلیته فولاد کمک می‌کند. همچنین، آنیل کردن باعث بهبود قابلیت ماشین‌کاری و شکل‌پذیری فولاد می‌شود.

 آهنگری

دمای آهنگری فولاد 1.7103 بین 850 تا 1050 درجه سانتی‌گراد است. آهنگری فرآیندی است که در آن فولاد در دمای بالا شکل داده می‌شود. این فرآیند به بهبود ساختار دانه‌ای و افزایش استحکام و سختی فولاد کمک می‌کند. آهنگری در دمای مناسب باعث می‌شود که فولاد به راحتی شکل داده شود.

نرماله کردن

دمای نرماله کردن این فولاد بین 850 تا 880 درجه سانتی‌گراد است. نرماله کردن فرآیندی است که در آن فولاد به دمای بالا گرم شده و سپس در هوا سرد می‌شود. این فرآیند به بهبود همگنی ساختار دانه‌ای و افزایش چقرمگی و استحکام فولاد کمک می‌کند. نرماله کردن باعث می‌شود که فولاد دارای ساختار میکروسکوپی یکنواخت‌تری باشد.

خواص مکانیکی فولاد فنر 1.7103

از خواص مکانیکی مهم فولاد 7103، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

استحکام کششی نهایی فولاد 7103

یکی از مهم‌ترین خواص مکانیکی فولاد 1.7103، استحکام کششی نهایی آن است. استحکام کششی نهایی این فولاد در محدوده 1470 تا 1670 نیوتن بر میلی‌متر مربع ((N/mm^2)) قرار دارد. این میزان استحکام نشان‌دهنده قابلیت تحمل بارهای سنگین و مقاومت در برابر شکست در شرایط مختلف است. استحکام کششی بالا باعث می‌شود این فولاد در کاربردهایی که نیاز به تحمل بارهای دینامیکی و استاتیکی دارند، بسیار مناسب باشد.

سختی فولاد 1.7103

سختی فولاد 1.7103 نیز یکی دیگر از ویژگی‌های مکانیکی مهم آن است. سختی این فولاد در محدوده 240 برینل (HB) قرار دارد. این مقدار سختی نشان‌دهنده مقاومت بالای فولاد در برابر تغییر شکل دائمی و سایش است. سختی بالا باعث می‌شود که فولاد 1.7103 در ساخت قطعاتی که نیاز به مقاومت سطحی بالا دارند، مانند چرخ‌دنده‌ها و شفت‌ها، کاربرد داشته باشد.

چقرمگی و مقاومت به خستگی 

علاوه بر استحکام و سختی، فولاد 1.7103 دارای چقرمگی و مقاومت به خستگی خوبی نیز است. چقرمگی به معنی توانایی فولاد در جذب انرژی و تحمل ضربه‌ها بدون شکست است. مقاومت به خستگی نیز به توانایی فولاد در تحمل سیکل‌های متناوب بارگذاری و تخلیه بار بدون شکست اطلاق می‌شود. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند این فولاد در قطعاتی که تحت بارهای متناوب و دینامیکی قرار دارند، مانند قطعات خودرو و ماشین‌آلات صنعتی، بسیار مناسب باشد.

خواص فیزیکی فولاد 1.7103

خواص فیزیکی فولاد 7103 شامل موارد زیر است:

دانسیته

دانسیته فولاد 1.7103 برابر با 7.8 کیلوگرم بر دسی‌متر مکعب (kg/dm³) است. این مقدار دانسیته نشان‌دهنده تراکم بالای این فولاد و وزن نسبتا زیاد آن نسبت به برخی مواد دیگر است. دانسیته بالا باعث می‌شود که این فولاد قابلیت تحمل بارهای سنگین و مقاومت در برابر فشارهای مکانیکی را داشته باشد.

مدول الاستیسیته فولاد فنر 7103

مدول الاستیسیته این فولاد برابر با \(210 \times 10^{3}\) نیوتن بر میلی‌متر مربع ((N/mm²)) است. مدول الاستیسیته که به عنوان مدول یانگ نیز شناخته می‌شود، معیاری از سختی و مقاومت ماده در برابر تغییر شکل الاستیک تحت بارگذاری است. مقدار بالای مدول الاستیسیته نشان‌دهنده این است که فولاد 1.7103 دارای سختی و استحکام بسیار خوبی است و در مقابل تغییر شکل‌های کوچک الاستیک مقاوم است.

انبساط حرارتی

این فولاد دارای ضریب انبساط حرارتی معقولی است که به آن اجازه می‌دهد در برابر تغییرات دما مقاومت کند و ابعاد خود را حفظ کند. ضریب انبساط حرارتی پایین باعث می‌شود که این فولاد در محیط‌های با تغییرات دمایی زیاد، پایداری ابعادی خوبی داشته باشد و از تغییر شکل‌های ناخواسته جلوگیری کند.

مقاومت به خوردگی

اگرچه فولاد 1.7103 به دلیل مقدار کروم خود دارای مقاومت به خوردگی نسبی است، اما برای محیط‌های با شرایط شدید خوردگی باید از پوشش‌های محافظ یا روش‌های مقاومت به خوردگی اضافی استفاده کرد. 

مقایسه و بررسی فولاد 1.7103 با سایر فولادهای مشابه

برخی تفاوت‌های این فولاد فنر با سایر فولادها به شرح زیر است:

ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی

فولاد 1.7103 (67SiCr5):

• کربن: 0.14-0.19%
• کروم: 0.8-1.1%
• منگنز: 1.0-1.3%
• خواص مکانیکی: سختی بالا، مقاومت به سایش و چقرمگی خوب.

فولاد 1.7035 یا  41Cr4:

• کربن: 0.38-0.45%
• کروم: 0.9-1.2%
• منگنز: 0.6-0.9%
• خواص مکانیکی: سختی 229 HB، مقاومت کششی 700-850 MPa، خستگی 300 MPa، مدول یانگ 205 GPa.

فولاد 1.7225یا  42CrMo4:

• کربن: 0.38-0.45%
• کروم: 0.9-1.2%
• منگنز: 0.6-0.9%
• مولیبدن: 0.15-0.3%
• خواص مکانیکی: سختی 248 HB، مقاومت کششی 900-1100 MPa، خستگی 450 MPa، مدول یانگ 205 GPa.

مقایسه با فولاد 1.7035 یا 41Cr4

فولاد 1.7035 یا 41Cr4 به دلیل میزان کربن بالاتر، دارای سختی و مقاومت کششی بیشتری نسبت به فولاد 1.7103 است. این فولاد به دلیل مقادیر بالای کروم و منگنز، مقاومت به سایش و سختی بیشتری دارد. با این حال، فولاد 7103 به دلیل مقدار کربن کمتر و چقرمگی بهتر، برای کاربردهایی که نیاز به شکل‌پذیری و داکتیلیته (توانایی یک فلز برای خم شدن و شکل پذیری) بالا دارند، مناسب‌تر است.

مقایسه با فولاد 42CrMo4

فولاد 1.7225 یا همان 42CrMo4 نیز به دلیل میزان کربن و مولیبدن بالا، دارای مقاومت کششی و سختی بیشتری نسبت به فولاد 7103 است. این فولاد به دلیل وجود مولیبدن، مقاومت به حرارت و سایش بالایی دارد. فولاد فنر 1.7103 در مقایسه با 42CrMo4، دارای چقرمگی و قابلیت ماشین‌کاری بهتری است که آن را برای کاربردهایی که نیاز به فرآیندهای پیچیده ماشین‌کاری دارند، مناسب می‌سازد.

جدول مقایسه فولاد 7103 با دیگر فولادها

هر سه فولاد 1.7103، 41Cr4 و 42CrMo4 دارای خواص مکانیکی خوبی هستند که آن‌ها را برای کاربردهای مختلف صنعتی مناسب می‌سازد. فولاد 7103 به دلیل چقرمگی بالا و قابلیت ماشین‌کاری خوب، برای کاربردهایی که نیاز به شکل‌پذیری و داکتیلیته بالا دارند، مناسب‌تر است. از سوی دیگر، فولادهای 41Cr4 و 42CrMo4 به دلیل سختی و مقاومت کششی بالاتر، برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر سایش و حرارت دارند، معمولا ترجیح داده می‌شوند.

مزایا و معایب فولاد 1.7103

فولاد 1.7103 علاوه‌بر مزایا و خصوصیات بسیار مناسبی که دارد، مانند هر فولاد دیگری ممکن است برای برخی صنایع معایبی نیز داشته باشد. این موضوع بستگی به نیاز و کاربردهای هر صنعت دارد. برخی از مزایا و معایب این فولاد شامل:

مزایا

1. استحکام کششی بالا: دارای استحکام کششی بسیار بالایی است که امکان استفاده از آن در قطعاتی که تحت بارهای سنگین قرار دارند را فراهم می‌کند.
2. مقاومت در برابر سایش: این فولاد مقاومت خوبی در برابر سایش دارد، که آن را برای قطعاتی که در تماس با سطوح دیگر هستند، مناسب می‌سازد.
3. مقاومت در برابر خستگی: به دلیل ترکیب شیمیایی و عملیات حرارتی مناسب، مقاومت بالایی در برابر خستگی دارد و می‌تواند در کاربردهای دینامیکی مورد استفاده قرار گیرد.
4. چقرمگی بالا: این فولاد دارای چقرمگی بالاست که آن را در برابر شکست و ترک‌خوردگی مقاوم می‌سازد.
5. پایداری حرارتی: در دماهای بالا نیز استحکام خود را حفظ می‌کند و برای کاربردهایی که نیاز به تحمل دماهای بالا دارند، مناسب است.

معایب

1. فرآیند تولید پیچیده: فرآیندهای تولید و عملیات حرارتی این فولاد ممکن است پیچیده و زمان‌بر باشد.
2. هزینه‌های بالا: تولید آن ممکن است هزینه‌های بالایی را به همراه داشته باشد که در برخی کاربردها اقتصادی نباشد.
3. حساسیت به خوردگی: اگرچه این فولاد مقاومت خوبی در برابر سایش دارد، اما در محیط‌های خورنده نیاز به پوشش‌های حفاظتی دارد تا از زنگ‌زدگی جلوگیری شود.
4. نیاز به عملیات حرارتی دقیق: برای دستیابی به خواص بهتر، این فولاد نیاز به عملیات حرارتی دقیق و کنترل‌شده دارد که ممکن است فرآیند تولید را پیچیده‌تر کند.
5. وزن بالا: مانند بسیاری از فولادهای آلیاژی، این فولاد نیز وزن بالایی دارد که ممکن است در برخی کاربردها محدودیت‌های کاری ایجاد کند.

جدول مزایا و معایب فولاد فنر 7103

فولاد 1.7103 با داشتن مزایای فراوانی مانند استحکام کششی بالا، مقاومت در برابر سایش و خستگی، و پایداری حرارتی، یکی از گزینه‌های محبوب در صنایع مختلف است. با این حال، معایبی مانند فرآیند تولید دشوار، هزینه‌های بالا و نیاز به عملیات حرارتی دقیق نیز باید مدنظر قرار گیرند.

کارخانه های تولید فولاد فنر 1.7103

کارخانه‌های تولید فولاد 1.7103 در ایران شامل کارخانه‌های فولاد آلیاژی اصفهان، یزد و اسفراین می‌شوند که با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های مدرن و نیروی انسانی متخصص، محصولات باکیفیتی را به بازار عرضه می‌کنند. پیش‌تر ظرفیت تولید سالانه 36 تا از بزرگترین شرکت های تولید کننده فولاد در ایران را مورد بررسی قرار داده‌ایم. این کارخانه‌ها نقش مهمی در تامین نیاز صنایع مختلف کشور دارند و با رعایت استانداردهای بین‌المللی، توانسته‌اند جایگاه ویژه‌ای در صنعت فولاد به دست آورند. 

علاوه‌بر ایران، کشورهایی مانند آلمان، اتریش و چین نیز با داشتن کارخانه‌های معتبر و پیشرفته‌ای نظیر ThyssenKrupp، Voestalpine و Baosteel، به تولید و عرضه فولاد 1.7103 با کیفیت بالا می‌پردازند و از طریق فرآیندهای کنترل کیفیت سفت و سخت، محصولات خود را به بازارهای جهانی صادر می‌کنند.

فولاد فنر 1.7103 را از کجا تهیه کنیم؟

برای خرید یا اطلاع از قیمت فولاد 1.7103، بهتر است با کارشناسان میهن فولاد تماس برقرار کنید. همچنین، از طریق ویژگی استعلام آنلاین قیمت فولاد آلیاژی در سایت، شما می‌توانید به راحتی از قیمت‌های به‌روز فولاد باخبر شوید. چراکه مقایسه قیمت‌ها و مشخصات فنی محصولات می‌تواند به شما کمک کند تا بهترین گزینه را برای نیازهای خود انتخاب کنید.

سوالات متداول

1. 1. فولاد 1.7103 چه ترکیب شیمیایی دارد؟
      فولاد 1.7103 یک فولاد آلیاژی است که عمدتاً شامل عناصر کربن، کروم، نیکل، و مولیبدن می‌باشد. این ترکیب شیمیایی باعث می‌شود که این فولاد دارای استحکام بالا، مقاومت در برابر سایش و خواص مکانیکی عالی باشد. درصد دقیق هر عنصر می‌تواند بسته به استانداردها و تولیدکننده‌ها متفاوت باشد.
   2. چه کاربردهایی برای فولاد 1.7103 وجود دارد؟
      این فولاد، در ساخت قطعات صنعتی مانند چرخ‌دنده‌ها، شفت‌ها، بلبرینگ‌ها و رولبرینگ‌ها استفاده می‌شود. همچنین، به دلیل مقاومت بالا در برابر سایش و خستگی، در صنایع خودروسازی، ماشین‌سازی و تجهیزات سنگین کاربرد دارد.
   3. چگونه می‌توان کیفیت فولاد 7103 را تضمین کرد؟
      برای اطمینان از کیفیت این فولاد، باید از تامین‌کنندگان معتبر و تخصصی در زمینه فولادهای آلیاژی خرید کنید. میهن فولاد یکی از معتبرترین و باسابقه‌ترین تامین‌کنندگان انواع فولادهای آلیاژی است.