خصائص فولاذ الأدوات 4CrW2Si

فولاذ الأدوات 4CrW2Si هو فولاذ أدوات سبائكي، يتكون من الكروم (Cr) والتنغستن (W) والسيليكون (Si) كعناصر سبائكية رئيسية. يتميز هذا النوع بأدائه العالي في تطبيقات أدوات محددة تتطلب توازنًا بين القوة والصلابة والمتانة، خاصةً في ظروف التصادم.

1. التركيب الكيميائي لفولاذ الأدوات 4CrW2Si (GB/T 1299—2000)

التركيب الكيميائي النموذجي للفولاذ 4CrW2Si هو:

• الكربون (C): 0.35% – 0.45%
• السيليكون (Si): 0.80% – 1.10%
• المنغنيز (Mn):≤ 0.40%
• الكروم (Cr): 1.00% – 1.30%
• التنغستن (W): 00% – 2.50%
• الفوسفور (P): ≤ 0.030%
• الكبريت (S): ≤ 0.030%
• النحاس (Cu): ≤ 0.25% (الحد النموذجي)
• النيكل (Ni): ≤ 0.25% (الحد النموذجي)

2. خصائص فولاذ الأدوات 4CrW2Si

2.1 نقاط القوة

• قوة وصلابة جيدة، خاصة في درجات الحرارة المرتفعة.
• يحقق صلابة عالية بعد التلطيف المناسب.
• يوفر قدرة كافية على التصلب وقوة في درجات الحرارة العالية.
• حساسية منخفضة نسبيًا لإزالة الكربون والتشوه والتشقق أثناء المعالجة الحرارية مقارنة بأنواع الفولاذ الأخرى.
• في حين أن محتوى الكربون الأساسي يعطي صلابة أولية معتدلة، فإن عملية الكربنة متبوعة بالتبريد تعمل على تعزيز صلابة السطح بشكل كبير مع الحفاظ على صلابة القلب، مما يؤدي إلى خصائص ميكانيكية شاملة ممتازة للأدوار الصعبة.

2.2 الاعتبارات

• هذا النوع من الفولاذ عرضة لإزالة الكربون؛ لذا فإن التحكم الدقيق في الغلاف الجوي أثناء المعالجة الحرارية أمر ضروري.
• قد تتطلب إدارة تشوه الإخماد اهتمامًا خاصًا.
• تتمتع بعض أنواع الفولاذ المستخدمة في صنع الأدوات والممزوجة بالموليبدينوم (Mo) أو النيكل (Ni) بمقاومة أقل للتآكل والصلابة الناتجة عن الصدمات.

3. تطبيقات فولاذ الأدوات 4CrW2Si

يُعدّ 4CrW2Si مناسبًا للأدوات والقوالب التي تعمل تحت أحمال عالية التأثير. تشمل تطبيقاته الشائعة ما يلي:

• الأدوات الهوائية (التي تعمل بطاقة الرياح)
• قوالب القطع والتشذيب المركبة
• قوالب التثقيب
• مقصات القطع الباردة
• قوالب التشكيل بالحرارة متوسطة الإجهاد
• قوالب الصب (للتطبيقات التي لا تتجاوز درجات الحرارة المعتدلة)
• شفرات القص للمعادن الباردة
• مكشطة لقوالب لف الخيوط
• قوالب القطع والتشذيب البارد
• دبابيس القذف واللكمات
• أدوات النجارة
• قوالب العمل الساخنة الأصغر حجمًا

بعد عملية الكربنة والتبريد، يمكن استخدامه أيضًا في:

• قوالب ختم باردة شديدة التحمل
• لكمات التشكيل البارد الثقيلة كبيرة ومتوسطة الحجم
• قوالب الضغط الدقيقة

4. إرشادات المعالجة الحرارية لفولاذ الأدوات 4CrW2Si

4.1 التلدين / المعالجة المسبقة

• التلدين القياسي: سخّن إلى ٨٠٠-٨٢٠ درجة مئوية، واتركه لمدة ٣-٥ ساعات. برّده في الفرن إلى أقل من ٥٥٠ درجة مئوية، ثم برّده بالهواء. صلابة الهدف: ٢٢٩-٢٨٥ وزن جزيئي (التركيب: بيرليت حبيبي + كربيدات صغيرة).
• التبريد عند درجات حرارة عالية (لتحسين قابلية التشغيل): سخّنه إلى ٧١٠-٧٤٠ درجة مئوية، واتركه لمدة ٣-٦ ساعات. بردّه في الفرن أو في الهواء.

4.2 التصلب (التبريد)

• درجة حرارة الإطفاء: 860-900 درجة مئوية
• وسط الإطفاء: الزيت (عادةً 20-40 درجة مئوية)
• الصلابة المتوقعة (بعد الإخماد): ≥53 HRC

4.3 التقسية

• قم بالتلطيف فورًا بعد التبريد للحصول على الخصائص النهائية المطلوبة وتخفيف الضغط.
• للحصول على صلابة عالية (تخفيف الضغط/الاستقرار): يُسخّن عند درجة حرارة ٢٠٠-٢٥٠ درجة مئوية (زيت أو ملح مُذاب). يُبرّد بالهواء. الصلابة المتوقعة: ٥٣-٥٨ HRC.
• لمزيد من الصلابة (صلابة أقل): يُسخّن عند درجة حرارة ٤٣٠-٤٧٠ درجة مئوية (بفرن هواء، حمام ملح، أو قلوي منصهر) ويُبرّد بالهواء. الصلابة المتوقعة: ٤٥-٥٠ HRC.
• (ملاحظة: تقل الصلابة مع زيادة درجة حرارة التبريد. مثال: بعد تبريد الزيت عند 880 درجة مئوية، يتم التبريد لمدة ساعتين عند 100 درجة مئوية ≈ 54 HRC؛ ويتم التبريد لمدة ساعتين عند 600 درجة مئوية ≈ 32 HRC.

5. توصيات تشكيل فولاذ الأدوات 4CrW2Si

5.1 درجة حرارة التسخين:

• السبائك: 1180-1200 درجة مئوية
• القضبان: 1150-1170 درجة مئوية

5.2 درجة حرارة التشكيل الأولية:

• السبائك: 1150-1180 درجة مئوية
• القضبان: 1120-1150 درجة مئوية

5.3 درجة حرارة التشطيب: ≥850 درجة مئوية

5.4 التبريد بعد التشكيل: يوصى بالتبريد البطيء.