خواه ناخواه با شنیدن عبارت فولاد گرمکار مفهومی در ذهن ما تداعی می‌شود، مبنی بر این که فولاد مذکور احتمالا به گرما علاقه دارد. تداعی یاد شده اگرچه ساده است اما صحیح و مبنای تعاریف تخصصی دیگر به حساب می‌آید. این محصول یک نمونه فولاد صنعتی است که به سبب مقاومت حرارتی بالایش غالباً در موقعیت‌هایی با دمای بسیار بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد و در عین حال کلیه خواص خود را نیز حفظ می‌نماید. منظور از دمای بسیار بالا حداقل 316 درجه سانتی‌گراد می‌باشد.
برای این که بتوان مقاومت این قبیل فولادها را افزایش داد باید از آلیاژهای مختلفی در ساخت و تولید آنها استفاده کرد که آلیاژ وانادیوم یکی از مهم‌ترین آن‌هاست.
کاربردهای فولاد گرمکار
برخی از رایج‌ترین کاربردهای فولاد گرمکار عبارت‌اند از:
تولید و ساخت قالب‌های تزریق
مورد استفاده در ابزارآلات حفاری
کاربرد در ابزارهای ساخت مهره
ساخت انواع تیغه قیچی
ساخت قالب دایکاست
طراحی و تولید قالب‌های پولک‌زنی
ساخت انواع سنباده
در ادامه به شکل جزئی‌تر در مورد کاربرد هر محصول صحبت می‌کنیم تا هنگام خرید، راحت‌تر محصول مورد نیاز خود را پیدا نمایید.
آشنایی با انواع گروه‌های فولاد ابزار گرمکار
با توجه به کاربرد بسیار گسترده فولاد گرمکار در صنایع مختلف، این محصول نیز باید تنوع زیادی داشته باشد. فولادهای گرمکار بر اساس ترکیب شیمیایی‌شان از یکدیگر متفاوت می‌شوند. تنگستن، کروم، مولیبدن، وانادیوم و کربن از جمله عناصری هستند که در ترکیب شیمیایی این فولادها وجود دارند:
فولاد تنگستن دار (1.2542 -1.2567-1.2581)
فولاد گرمکار تنگستن از عناصری همچون کربن، کروم، تنگستن و در برخی مواقع وانادیوم تشکیل شده است. تنگستن به سبب وزن اتمی و نقطه ذوب بالایی که دارد فولاد را در برابر نرم شدن بسیار مقاوم می‌سازد اما در عوض، حضور کربن باعث ترد و شکننده شدن این محصول می‌گردد. از همین رو فولاد تنگستن دار نمی‌تواند در پروسه‌ی خنک سازی با آب شرکت نمایند. برای افزایش چقرمگی و مقاومت به شوک این گروه از فولادها، باید مقدار کربن آنها را کاهش داد.
درجه سختی فولاد تنگستن دار بین 45 تا 55 راکول است. تنظیم دقیق این مقدار وابسته به دست‌کاری درصد وانادیوم و تنگستن می‌باشد. فولاد مورد نظر در ساخت قالب‌های اکستروژنی، قالب‌های زمخت و سخت و سنبه زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین شامل گریدهای H20 تا H39 می‌باشد که H26، گرید نسبتا مطرح‌تری محسوب می‌شود.
فولاد مولیبدن دار (1.2344، 1.2767،1.2714)
مولیبدن، وانادیوم، کروم، تنگستن و مقداری کربن از جمله عناصر تشکیل دهنده این محصول فولادی می‌باشند. فولاد مولیبدن دار به سبب داشتن عناصر یکسان با فولاد تنگستن خواص و کاربردهای مشابهی هم با آن دارد با این تفاوت که نمونه‌های مولیبدن دار از مقاومت گرمایی بالاتری برخوردارند، ضمن این که آنها با رنگ نقره‌ای خود کاربید زیادی تشکیل می‌دهند. این نمونه‌ها برخلاف فولادهای تنگستن در برابر شکستگی بسیار مقاوم‌اند و این ویژگی در کنار سختی بالا، باعث شده که گزینه‌ی مناسبی برای جوشکاری و تشکیل ساختارهای دانه‌ریز باشند. از بین گریدهای این فولاد (H40 تا H59) گرید H42 مهم‌ترین گرید محسوب می‌شود و این فولاد در کله زنی، سوراخ‌کاری، ریخته‌گری با قالب، تریمینگ، ساخت تیغه‌های پانچینگ و اکستروژن به خوبی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کاربردهای فولاد گرمکار
فولاد ابزاری گرمکار کروم دار
در این نمونه فولاد گرمکار در کنار عناصری همچون کروم، تنگستن، وانادیوم و مولیبدن، با عنصر نوظهور کبالت مواجه می‌شویم. البته توجه داشته باشید که مقادیر بسیار اندکی از کربن هم در این محصول باید وجود داشته باشد تا در کنار کروم سختی عمقی بالایی را ایجاد نماید. از دیگر ویژگی‌های این محصول می‌توان به خستگی حرارتی، مقاومت به نرم شدن و بارگذاری ضربه‌ای (در دمای بالا) اشاره کرد. ویژگی‌های ذکر شده ماحصل همکاری مقادیر بالای کروم در کنار سایر عناصر کاربید ساز قوی می‌باشند.
محصولات اصلی فولاد گرمکار
هرکدام از فولادهای ذکر شده در فوق، دارای نمونه‌های متعددی هستند که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم:
فولاد گرمکار 1.2344
H13، SKD61 از دیگر نام‌های این فولاد گرمکار می‌باشند. فولاد 2344 دارای مقاومت بسیار بالا در برابر ضربه و خاصیت سختی‌پذیری در هوا است. حتی می‌توان از آن برای خنک کاری در آب نیز استفاده کرد. برای آنیل کاری با این فولادها پیش از استفاده باید آنها را تا دو ساعت در بازه دمایی 750 تا 800 درجه سانتی‌گراد نگه داشت. سپس این فولاد حرارت دیده به سرعت وارد کوره می‌گردد و هر یک ساعت، 10 تا 20 درجه از دمای آن کاسته می‌شود تا در نهایت به دمای 600 درجه برسد.
از دیگر کاربردهای این محصول می‌توان به استفاده در تجهیزات اکستروژن، قالب‌های پلاستیک یا پتک کاری، مقاطع تو خالی، بولت، قالب‌های ریخته‌گری روی، آلومینیوم، منیزیم و پیچ و مهره اشاره کرد.
فولاد گرمکار 1.2365
w320 و H10 از دیگر نام‌های این فولاد گرمکار هستند. این محصول نسبت به سایرین در دمای بالا، چقرمگی بهتری از خود نشان می‌دهد. با توجه به این که فولاد 2365 در برابر ضربات مقاومت خوبی دارد (به دلیل داشتن مقادیری از وانادیوم) در قالب‌های پرس و دایکاست فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فولاد از خانواده فولاد مولیبدن دار است و به ندرت دچار ریز ترک می‌شود.
فولاد گرمکار 1.2367
w500 و L6 از دیگر نام‌های این فولاد هستند. تفاوت ناچیز اما مهم فولاد 2367 با 2365 در میزان کروم آنها است. در نمونه اخیر از مولیبدن و کروم به عنوان پایه اصلی استفاده می‌شود و مقادیر این دو عنصر در فولاد 2367 بیشتر از سایر نمونه‌های مشابه می‌باشد. از همین رو برای استفاده در قالب‌های بزرگ، سکه زنی، قالب‌های خم و پلاستیکی و حتی قالب‌های اکستروژن در مقاطع بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند.
نیکل موجود در این گرید از فولاد باعث می‌شود که چقرمگی محصول بالا برود و بعضا در برخی مواقع نقش فولاد سردکار را بازی کند.
عوامل موثر بر روی قیمت فولاد گرمکار
فولاد گرمکار 2542
فولاد گرمکار 2542 در بازار با نام‌های دیگری همچون k455 و 2542s نیز شناخته می‌شود و برای تولید قالب‌های ورق ضخیم و ابزارهای گرمکار با تنش حرارتی پایین کاملا مناسب است. این محصول مانند فولاد 2344 به آنیل کاری جواب می‌دهد با این تفاوت که دمای آنیل کاری آنها چیزی حدود 710 تا 750 درجه و همچنین دمای فورجینگ آنها بین 850 تا 1050 درجه سانتی‌گراد می‌باشد. چقرمگی، سختی‌پذیری متوسط و ماشین کاری خوب از جمله خواص مهم فولاد گرمکار 2542 هستند.
فولاد گرمکار 1.2567
WKZ50 یکی از مشهورترین و استانداردترین فولادهای صنعتی حال حاضر می‌باشد که به خاطر مقادیر بالای تنگستن در برابر سایش داغ، مقاومت بسیار بالایی دارد. لذا این فولادها مناسب استفاده در قالب‌هایی می‌باشند که در شرایط حاد یا سخت کار می‌کنند مانند قالب دایکاست، اکستروژن و شکل دهی داغ. اگرچه تنگستن در این فولاد چقرمگی را کاهش می‌دهد اما وانادیوم آن را جبران می‌کند.
فولاد گرمکار 2581
X30WCrV9-3 نیز از دیگر فولادهای تنگستن دار مشهور است که در ترکیب خود عناصری همچون کربن، سیلیسیوم، کروم، منگنز، تنگستن و وانادیوم دارد. درصد بالای تنگستن (4.5 درصد) در این محصول باعث کاهش چقرمگی و در نتیجه مقاومت آن نسبت به خنک کاری با آب شده است. اما فولاد گرمکار 2581 نسبت به سایر فولادها در دماهای بالا سختی خود را به شکل مؤثرتری حفظ می‌کند. همچنین کاربردهای این محصول مشابه فولاد گرمکار 1.2567 می‌باشد.
جوشکاری
فولاد گرمکار 1.2714
فولاد w500 یا L6 از جمله ارزان‌ترین و پرکاربردترین نوع فولادهای آلیاژی است. این فولاد در ساخت قاب‌های بسیار بزرگ و همچنین قاب‌های پلاستیک مورد استفاده قرار می‌گیرد (همراه با فولاد 1.2738) به همین علت بعضا فولاد قالب پلاستیک هم نامیده می‌شوند. فولاد گرمکار 1.2714 دارای مقادیری از نیکل است در نتیجه چقرمگی آن بالا و به صورت سردکار نیز قابل استفاده می‌باشد. سکه زنی و قالب‌های خم از دیگر کاربردهای این محصول هستند.
فولاد گرمکار 2767
فولاد گرمکار k600 یک عضو از خانواده فولادهای مولیبدن دار با استاندارد DIN آلمان است. این فولاد مقدار کمی فسفر و گوگرد دارد. فولاد 2767، سردکار و قابل استفاده در تیغه‌های برش سرد، سوراخ‌کاری، سکه زنی و آنیل کاری می‌باشد. دمای فورجینگ فولاد مذکور چیزی حدود 1050- تا 850 درجه سانتی‌گراد است.
جدول فولاد گرمکار
در ادامه می‌توانید به بررسی جدول آنالیز گریدهای مختلف فولاد گرمکار بپردازید:
آنالیز شیمیایی
سایر اسامی
نیکل
کربن
سیلیسیم
منگنز
کروم
تنگستن
مولیبدن
وانادیوم
دین آلمان
نماد
نماد آمریکایی
0.33-0.41
0.80-1.20
0.25-0.50
4.80-5.50
1.10-1.50
0.30-0.50
1.2343
X38CRMOV5
H11
0.35-0.42
0.80-1.20
0.25-0.50
4.80-5.50
1.20-1.50
0.85-1.15
1.2344
X40CRMOV5
H13
0.35-0.40
0.30-0.50
0.30-0.50
4.80-5.20
2.70-3.20
0.40-0.60
1.2367
32CRMOV12
H10
0.28-0.35
0.10-0.40
0.15-0.45
2.70-3.20
2.50-3
0.40-0.70
1.2365
32CRMOV12
H10
0.25-0.35
0.10-0.40
0.15-0.45
2.50-3.20
8.50-9.50
0.30-0.50
1.2581
X30WCRV9
H21
1.50-1.80
0.50-0.60
0.10-0.40
0.60-0.90
0.80-1.20
0.35-0.55
0.05-0.15
1.2714
56NICRMOV7
L6
1.50-1.80
0.50-0.60
0.10-0.40
0.65-0.95
0.60-0.80
0.25-0.35
0.07-0.12
1.2313
55NICRMOV6
L6
سختی فولاد گرمکار
با توجه به این که در پروسه سخت‌کاری فولادها از چه عنصری استفاده می‌شود نوع سختی آنها و سایر خواصشان متفاوت خواهد بود. تنگستن، وانادیوم، کروم و مولیبدن از جمله عناصری هستند که در سخت‌کاری فولادهای آلیاژی به کار می‌روند.
سختی فولاد گرمکار ساخته شده با کروم
فولاد گرمکار کروم سختی عمقی با هوا یا گاز را تا 30 سانتی‌متر تضمین می‌نماید. یعنی سختی آن چیزی حدود 40 تا 50 راکول می‌باشد. همچنین این محصولات چقرمگی و تافنس مطلوبی هم دارند. توجه داشته باشید که فولادهای ساخته شده با کروم خودشان به دو دسته مولیبدن دار و تنگستن دار تقسیم می‌شوند.
سختی فولاد گرمکار ساخته شده با تنگستن
این فولادها اگرچه مقاومت خوبی در دماهای بالا دارند اما نسبتا شکننده می‌باشند. با این حال باز هم در خیلی از صنایع همچون هوافضا و خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرند. سخت‌کاری طبیعی فولاد تنگستن معمولاً مقداری بین 450 الی 600 برینل می‌باشد.
نکته‌ی مهم در مورد سختی محصولات مذکور این است که باید مقادیر وانادیوم و تنگستن آنها تنظیم شود تا از تشکیل کاربیدهای پیچیده و متعاقبا کاهش سختی فولاد جلوگیری به عمل آید.
سختی فولاد گرمکار ساخته شده با مولیبدن
مولیبدن در فولاد وظیفه‌ی کاربید زدایی دارد که این خاصیت در برخی فولادها باعث سختی ثانویه می‌گردد. این عنصر همچنین ریزدانه سازی فولاد را افزایش می‌دهد و در نتیجه سختی فولاد در دماهای بسیار بالا افزایش می‌یابد. محصولات مولیبدن دار نسبت به شوک الکتریکی مقاوم هستند و از ویژگی‌هایی همچون مقاومت تسلیم، مقاومت نهایی و همچنین قابلیت جوشکاری برخوردارند.
ویژگی‌های مهم در فولاد گرمکار
جوشکاری فولاد گرمکار
یکی از رایج‌ترین شیوه‌ی اتصال در فولاد، جوشکاری است. با جوشکاری می‌توان انواع و اقسام ابزارهای گرمکار و قالب‌ها را تولید کرد. برای هر دو نوع فولاد آنیل شده و تمپر شده جوشکاری انجام می‌شود. اما به طور کلی سه نوع فولاد گرمکار قابلیت جوشکاری دارند:
فولاد گرمکار سخت شده با روغن
فولاد گرمکار سخت شده با هوا
فولاد گرمکار سخت شده با آب
دمای فولاد در مرحله پیش گرمایش جوشکاری بایستی به 325 درجه برسد. ضمن این که در حین جوشکاری هم نباید دمای آن بالاتر از 475 درجه برود. فرایند خنک سازی به آهستگی و به مرور زمان انجام می‌شود. سیم A267 یکی از بهترین سیم‌ها برای جوشکاری فولاد گرم است که در حوزه‌های مختلفی همچون تیغه‌های برش گرم، میله محور و غلتک، پرهای گرمکار و حدیدهای فورج مفتول و سیم مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فروش فولاد گرمکار
ویژگی‌های مهم در فولاد گرمکار
فولاد ابزاری گرم کار دارای نمونه‌های مختلفی می‌باشد که در مطالب قبلی مختصرا به تمام آنها اشاره کردیم. اما برای این که فولادها بتوانند در شرایط کاری مختلف دوام بیاورند در کل باید یک مجموعه ویژگی را دارا باشند که مهم‌ترین آنها به این ترتیب‌اند:
محکم بودن در شرایط کشش گرمایی
بازگشت پذیری کم
مقاوم در برابر ضربه‌های گرمایی
تحمل زیاد در راستای سایش‌های گرم
تحمل و مقاومت شوک‌های حرارتی
بروز مقاومت در برابر شوک الکتریکی
مقاوم بودن در برابر تغییر شکل
ماشین کاری خوب
مقاومت در برابر اکسیداسیون
عوامل موثر بر روی قیمت فولاد گرمکار
ترکیب شیمیایی فولاد مهم‌ترین عامل در تعیین قیمت آن می‌باشد. هرچه آلیاژ کمتری در فولاد به کار رود مسلما قیمت آن نیز کمتر خواهد شد. عناصری همچون کروم، کربن، وانادیوم، سیلیسیم و نیکل منجر به گران‌تر شدن فولاد می‌شوند. در کنار مواد اولیه، مؤلفه‌هایی همچون سایز و روش تولید فولاد نیز در ارزش‌گذاری آنها موثر هستند.
عملیات حرارتی فولاد گرم کار به چه صورت است؟
اگر توجه کرده باشید یکی از مهم‌ترین کاربردهای انواع فولادهای گرمکار، استفاده از آنها در تولید قالب‌ها می‌باشد. برای این که فولادها بتوانند در این زمینه استفاده شوند بایستی تحت عملیات حرارتی قرار بگیرند. در نتیجه عملیات حرارتی، فولادها و قالب‌ها خواص و ویژگی‌هایی همچون سختی و استحکام بالا، چقرمگی و مقاومت به سایش را به دست می‌آورند.
خرید فولاد
تفاوت فولاد سردکار و گرم کار
فولاد سردکار و گرمکار به لحاظ شرایط کاری، خواص و ویژگی‌ها کاملا با یکدیگر متفاوت هستند و در موقعیت‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. مهم‌ترین تفاوت‌ها را می‌توان به این ترتیب دانست:
تفاوت در دمای کار
مهم‌ترین و بارزترین تفاوت فولاد سردکار و گرمکار دمای کاری آنها می‌باشد. فولاد سردکار تحمل دمای بالا را ندارد و در صورتی که در این شرایط قرار بگیرد تغییر شکل می‌دهد. بنابراین دمای کاری آنها 200 تا 250 درجه سانتی‌گراد است. این در حالی است که فولاد گرمکار تا دمای 760 درجه سانتی‌گراد را تحمل می‌کند (ضمن حفظ خواص ویژگی‌های خود).
ترکیبات مورد استفاده
فولاد سردکار دارای مقادیر کربن بیشتری است چرا که این محصولات با توجه به کاربردهایشان نیاز به سختی بالایی دارند. همچنین کروم به کار رفته در فولادهای سردکار، بیشتر از نمونه‌های گرمکار است از همین رو مقاومت سایشی‌شان نیز با یکدیگر متفاوت خواهد بود.
تفاوت در قیمت
قیمت فولاد سردکار نسبت به نمونه‌های گرمکار کمتر می‌باشد. البته این بدان معنی نیست که فولاد گرمکار کیفیت بیشتری دارد. همه‌ی محصولات، متناسب با عواملی که در بخش قبل گفتیم، تعیین قیمت می‌شوند و افراد بایستی متناسب با نوع نیاز خود نسبت به خرید مناسب‌ترین محصول اقدام نمایند.
خرید فولاد گرمکار
ترجیحاً هنگام خرید فولاد، برندهای تجاری مشهور را بشناسید، در تعیین وزن محصول مورد نیازتان دقت نمایید و در نهایت بین محصولات ایرانی یا وارداتی دست به انتخاب بزنید. حتی هنگام خرید باید بر سر هزینه‌های حمل و نقل محصولات نیز با فروشنده‌ی مورد نظرتان به توافق برسید.
فروش فولاد گرمکار
پیش از خرید هر نوع فولادی، باید ضمن آشنایی با نیازهای خود از شرایط بازار فروش این محصولات نیز اطلاعات کافی داشته باشید. بنابراین اگر خودتان در این حوزه دانشی ندارید ترجیحاً از تخصص سایر افراد بهره ببرید. خیلی از تأمین کنندگان و کارشناسان فروش با دانستن هدف و نیازهای افراد کمک شایانی به آنها می‌کنند.
بهترین کارخانه‌های تولید کننده فولاد گرمکار کدامند؟
فولادهای آلیاژی گرمکار که بر پایه‌ی کروم هستند در بسیاری از کشورهای توسعه یافته تولید و توزیع می‌شوند. به طور مثال DSS اوکراین یکی از بهترین تولیدکنندگان فولاد گرمکار می‌باشد. البته سایر برندها همچون بهلر اتریش یا نمونه‌های آلمانی هم هستند که کیفیت قابل قبولی دارند. قیمت فولاد آلیاژی چینی و تایوانی کمتر و در نتیجه کیفیتشان هم پایین‌تر است.
کارخانه‌هایی همچون فولاد مرکزی دلاکان، پاسکو، شرکت استيل صنعت شکوه توس و فولاد مبارکه اصفهان از جمله تولیدکنندگان ایرانی فولاد آلیاژی می‌باشند.
در چه مواردی می‌توان از فولاد گرمکار استفاده کرد؟
فولاد گرمکار نمونه‌ها و گریدهای مختلفی دارد لذا می‌توان از آن در طیف گسترده‌ای از موقعیت‌ها بهره برد به طور مثال برای برش انواع فلزات، ساخت انواع قالب‌های ریخته‌گری و اکستروژنی.
مهم‌ترین مزیت استفاده از فولاد گرم کار چیست؟
مهم‌ترین مزیت فولاد گرمکار این است که اگر برای مدتی طولانی در دمای بالا قرار بگیرند به شکل ناخواسته تغییر شکل نمی‌دهند. ضمن این که در برابر سایش‌های گرم نیز مقاوم می‌باشند.
مهم‌ترین عیب استفاده از فولاد گرم کار کدام است؟
شاید بتوان مهم‌ترین مشکل فولاد گرمکار را قیمت زیاد آن دانست.
کلیه حقوق این وب سایت متعلق به گروه میهن فولاد می باشد. طراحی و اجرا: براش‌کد
