دليل المعالجة الحرارية للفولاذ المقاوم للصدأ 420

ما هو 420 الفولاذ المقاوم للصدأيُعدّ الفولاذ المقاوم للصدأ 420 من الفولاذ المارتنسيتي البارز، ويتميز بصلابة عالية، ويُصنّف عادةً كفولاذ أدوات مقاوم للصدأ. يتميز بخصائص مغناطيسية حديدية. تتبع عملية المعالجة الحرارية للفولاذ المقاوم للصدأ 420 عادةً خطوات مشابهة لتلك الخاصة بالفولاذ الكربوني: الأوستنيت، والتبريد، والتطبيع.

الأوستنيت

الهدف الرئيسي من الأوستنيت هو تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة يتحول فيها بنيته البلورية بالكامل إلى طور أوستنيتي متجانس، مما يسمح للكربون وعناصر السبائك بالذوبان بالتساوي. تتراوح درجة حرارة الأوستنيت للفولاذ المقاوم للصدأ 420 بين 954 و1010 درجات مئوية (1750 و1850 درجة فهرنهايت). مدة النقع 30 دقيقة لكل بوصة (أو حوالي 1.2 دقيقة لكل مليمتر) من السُمك.

إخماد

إخماد تتضمن عملية التبريد السريع للفولاذ الأوستنيتي لتحفيز تحويل الأوستينيت إلى مارتنسيت، وهي مرحلة رباعية الزوايا مركزية الجسم (BCT) مشبعة تمنح صلابة عالية للفولاذ. يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ 420 بقدرة عالية على التصلب ويمكن إخماده بشكل فعال باستخدام الزيت أو الهواء.

بالنسبة للأجزاء ذات الأشكال الهندسية المعقدة أو غير المنتظمة، يُعدّ التبريد بالهواء الطريقة المُفضّلة للتبريد. تُساعد هذه الطريقة على تقليل التشوهات وتقليل خطر التشقق. إذا كان تصميم المكوّن يسمح بذلك، وكانت الصلابة القصوى مطلوبة، يُمكن استخدام التبريد بالزيت. إضافةً إلى ذلك، يُعزّز التبريد بالزيت عمومًا اللدونة ومقاومة التآكل المثلى.

للتبريد الهوائي، نوصي بتبريد الفولاذ المقاوم للصدأ 420 إلى 66 درجة مئوية (150 درجة فهرنهايت). أما للتبريد بالزيت، فيتراوح نطاق درجة الحرارة النموذجي بين 66 و93 درجة مئوية (150-200 درجة فهرنهايت). بعد التبريد إلى درجة الحرارة المذكورة أعلاه، يجب إجراء عملية التطبيع فورًا. قد يؤدي تأخير التطبيع إلى زيادة الضغوط الداخلية واحتمالية حدوث تشققات.

التقسية

التقسية هي عملية إعادة تسخين الفولاذ المُخمَّد إلى درجة حرارة أقل من درجة تحوله الحرجة (Ac1) لتقليل الهشاشة الكامنة والصلابة العالية للمارتنسيت، مما يُحسِّن المتانة ومقاومة الصدمات، ويُزيل الإجهاد الداخلي. يتمتع الهيكل المارتنسيتي الذي خضع لعملية تلطيف مناسبة بتوازن بين قوة الشد وقوة الصدمات.

يجب أن يخضع الفولاذ المقاوم للصدأ 420 للتلطيف المزدوج، أو حتى للتلطيف الثلاثي. يجب أن يخضع الفولاذ المقاوم للصدأ 420 للتلطيف المزدوج، أو حتى للتلطيف الثلاثي.

يمكن اختيار درجة حرارة التلطيف المحددة بناءً على مستوى الصلابة المستهدفة: على سبيل المثال، يمكن أن تحقق درجة حرارة 150 درجة مئوية (300 درجة فهرنهايت) الحد الأدنى من 52 HRC، ويمكن أن تحقق درجة حرارة 204 درجة مئوية (400 درجة فهرنهايت) 50 HRC، ويمكن أن تحقق درجة حرارة 315 درجة مئوية (600 درجة فهرنهايت) 48 HRC.

تتطلب كل دورة تدفئة مدة نقع محددة، عادةً ساعتين لكل بوصة (أو حوالي 4.7 دقيقة لكل مليمتر) من سمك المادة. نوصي بتبريد الأجزاء بالهواء إلى درجة حرارة الغرفة بين كل دورة تدفئة.

الفولاذ المقاوم للصدأ 420 عرضة للهشاشة عند المعالجة الحرارية، لذا تجنب المعالجة الحرارية بين 427 درجة مئوية و566 درجة مئوية (800 درجة فهرنهايت و1050 درجة فهرنهايت).

قد يؤدي التلطيف عند درجات حرارة تتراوح بين 400 و600 درجة مئوية إلى انخفاض مقاومة التآكل. عند درجات الحرارة هذه، تترسب كربيدات الكروم الخشنة (Cr23C6) في الفولاذ، وتتشكل مناطق خالية من الكروم حول هذه الكربيدات، مما يؤدي إلى انخفاض مقاومة التآكل. تُسمى هذه الظاهرة بالتحسس.¹.

يستند ما سبق إلى خبرتنا الممتدة لعشرين عامًا في إنتاج فولاذ الأدوات، وخبرتنا في المعالجة الحرارية للفولاذ المقاوم للصدأ 420. بعض المعلومات مستقاة أيضًا من أوراق أكاديمية. إذا كانت لديكم أي أسئلة بخصوص الفولاذ المقاوم للصدأ 420، فلا تترددوا في التواصل معنا.

1. برامانيك، A.، وباساك، AK (محرران). (2016). الفولاذ المقاوم للصدأ: البنية الدقيقة والخصائص الميكانيكية وطرق التطبيق (ص 125). مطبعة آبل الأكاديمية. ↩︎