Cr12 نظرة عامة فنية على الفولاذ

Cr12 نظرة عامة فنية على الفولاذ: في شركة Aobo Steel، نتمتع بخبرة واسعة في مجال فولاذ الأدوات، ويُعدّ Cr12 مادةً أساسيةً في فئة العمل البارد. وهو فولاذ ليدبوريت عالي الكربون والكروم، والمعروف بصلابته العالية ومقاومته الممتازة للتآكل.

1. التركيب الكيميائي:

قد يختلف التكوين المحدد قليلاً، ولكن عادةً، ستجد:

• الكربون (C): 2.00% – 2.30%
• الكروم (Cr): 11.50 % – 13.00%
• السيليكون (Si): ≤ 0.40%
• المنغنيز (Mn): ≤ 0.40%
• الفوسفور (P): ≤ 0.030%
• الكبريت (S): ≤ 0.030%

يساهم محتوى الكربون العالي بشكل كبير في صلابته، ولكنه يؤدي أيضًا إلى انخفاض مقاومته للصدمات وميله إلى الهشاشة مقارنةً بالأصناف منخفضة الكربون. يُعدّ محتوى الكروم العالي عاملًا أساسيًا في تكوين كربيدات صلبة (CrFe)7C3.

2. البنية الدقيقة والخصائص:

يتصلب معدن Cr12 مع شبكة من الكربيدات الأيوتكتيكية، تُشكل حوالي 20% من الحجم. هذه الكربيدات صلبة وهشة. في حين أن عمليات التشكيل بالطرق والدرفلة على الساخن - وهي عمليات نتمتع بخبرة تزيد عن 20 عامًا في Aobo Steel - تُساعد على تفكيك وتوزيع هذه الكربيدات، إلا أنها غالبًا ما تبقى منفصلة، خاصةً في القضبان ذات القطر الأكبر. يُعد هذا التفاوت سمة أساسية لمعدن Cr12، ويُمثل تحديات تتطلب معالجة دقيقة. ولا يُمكن للمعالجة الحرارية وحدها عادةً القضاء على هذا الانفصال تمامًا.

بالإضافة إلى صلابته ومقاومته للتآكل، يتميز Cr12 بما يلي:

• مقاومة للصدمات ضعيفة نسبيًا.
• الموصلية الحرارية المنخفضة.
• مرونة محدودة في درجات الحرارة العالية.

3. المعالجة الحرارية:

إن المعالجة الحرارية المناسبة أمر بالغ الأهمية لتحقيق الخصائص المطلوبة في Cr12.

3.1 التصلب

تتضمن عادةً تبريدًا من 930 إلى 980 درجة مئوية (1706-1796 درجة فهرنهايت) في الزيت أو الهواء. تبلغ نقطة Ac1 حوالي 810 درجات مئوية (1490 درجة فهرنهايت)، ودرجة حرارة Ms حوالي 180 درجة مئوية (356 درجة فهرنهايت). يُتحكم في ذوبان السبائك ومستويات الأوستينيت المُحتفظ بها بضبط درجة حرارة التبريد، مما يؤثر على الأبعاد النهائية.

3.2 التلطيف

يُجرى بعد التبريد لتحقيق الصلابة المطلوبة وتخفيف الضغط. نطاقات التطبيع الشائعة والصلابة الناتجة (HRC التقريبية) هي:

• 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت): ~64 HRC
• 200 درجة مئوية (392 درجة فهرنهايت): ~62 HRC (موصى به لتخفيف التوتر/التثبيت، نقع لمدة ساعتين)
• 300 درجة مئوية (572 درجة فهرنهايت): ~59 HRC
• 320-350 درجة مئوية (608-662 درجة فهرنهايت): ~57-58 HRC (لتخفيف الضغط وتقليل الصلابة، نقع لمدة ساعتين)
• 400 درجة مئوية (752 درجة فهرنهايت): ~57 HRC

3.3 معالجات التكرير

لتحسين المتانة، تُستخدم معالجات متخصصة، مثل محلول عالي الحرارة (1100-1150 درجة مئوية / 2012-2102 درجة فهرنهايت)، متبوعًا بدورات إخماد/تلطيف محددة (تكرير مزدوج)، لتحسين جودة الكربيدات وبنية الحبوب. تُحسّن هذه العمليات بشكل كبير من عمر أدوات Cr12.

ملاحظة هامة: يؤدي هيكل الكربيد غير المنتظم إلى زيادة خطر التشقق أثناء أو بعد الإطفاء إذا لم تتم إدارته بعناية.

4. التطبيقات:

يُعدّ Cr12 الأنسب لتطبيقات العمل البارد التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل حيث لا يكون تأثير الصدمات شديدًا. تشمل الاستخدامات الشائعة ما يلي:

• قوالب ختم مقاومة للتآكل (على سبيل المثال، لألواح الفولاذ السيليكونية).
• قوالب الرسم (صلابة الهدف: 62-64 HRC).
• قوالب سك العملة.
• ألواح وقوالب لف الخيوط.
• قوالب وقوالب البثق البارد (على سبيل المثال، للأجزاء المصنوعة من الألومنيوم، صلابة مستهدفة 60-62 HRC).
• مقاييس، أكمام الحفر.
• اللكمات المعقدة، الإدخالات في قوالب الانحناء.
• قوالب بلاستيكية ذات مقاومة عالية للتآكل.

5. المعادلات الدولية:

ستجد Cr12 تحت تسميات مختلفة على مستوى العالم:

• ASTM/UNS: د3 / T30403
• ايزو:210Cr12
• EN/DIN: X210Cr12 (1.2080)
• جيس/كس: SKD1 / STD1
• غوست:Х12
• بكالوريوس: BD3
• أفنور: Z200Cr12

6. اعتبارات المناولة والمعالجة:

• التبريد/التلدين: تتطلب السبائك تبريدًا مُتحكمًا به وتليينًا سريعًا بعد التصلب (نقل ساخن أو استخدام معدلات تسخين مُتحكم بها للسبائك الباردة) لمنع التشقق وتخفيف الإجهاد. تجنب معدلات التسخين/التبريد المفرطة.
• طحن: يجب التعامل مع عيوب السطح بحذر. إذا لزم الأمر، استخدم عجلات ناعمة واضغط برفق، وتجنب التسخين الموضعي (الزرقة)، الذي قد يُسبب تشققات دقيقة تنتشر أثناء التسخين اللاحق.

7. المقارنة مع الدرجات المماثلة:

• Cr12MoV: يحتوي على الموليبدينوم (Mo) والفاناديوم (V) بنسبة كربون أقل قليلاً. هذا يُحسّن المتانة وقابلية التشغيل الساخن وتوزيع الكربيد مقارنةً بالكروم 12.
• Cr12Mo1V1 (د2):  بفضل محتواه العالي من الموليبدينوم والفوسفور، يُقدم Cr12Mo1V1 تحسيناتٍ إضافيةً مقارنةً بـ Cr12MoV. كما أنه غالبًا ما يُطيل عمر الأداة بشكلٍ ملحوظ في التطبيقات المُتطلبة، مما يجعله خيارًا شائعًا للاستبدال.

8. الملخص:

Cr12 هو فولاذ أدوات عالي الكربون والكروم، يتميز بصلابته ومقاومته للتآكل. عيبه الرئيسي هو انخفاض صلابته بسبب شبكة الكربيد الأيوتكتيكية. يعتمد نجاح Cr12 على المعالجة الحرارية الدقيقة والمعالجة الدقيقة، مما يجعله خيارًا موثوقًا به لتطبيقات الأدوات الباردة المحددة التي يكون فيها التآكل هو الشاغل الرئيسي.