مقدمة
فولاذ الأدوات D2 هو فولاذ أدوات بارز عالي الكربون والكروم، يُستخدم في العمل البارد، ويُعرف على نطاق واسع بمقاومته الممتازة للتآكل وثبات أبعاده. وهو معيار تُقاس به عادةً أنواع أخرى من فولاذ الأدوات لقياس مقاومة التآكل. يُستخدم فولاذ D2 بشكل أساسي في أدوات العمل البارد طويلة المدى، مثل التقطيع، والتشكيل على البارد، والرسم، والتصفيح، وقوالب لف الخيوط، بالإضافة إلى مختلف أدوات التثقيب، واللفائف، وسكاكين القص/الشق، مستفيدًا من مقاومته الممتازة للتآكل وثبات أبعاده. لماذا يُعد التركيب الكيميائي أساسيًا لفولاذ D2؟ يؤثر تركيب فولاذ D2 بشكل مباشر على خصائصه الفيزيائية والميكانيكية.
تركيبة الفولاذ D21
| الكربون (C) | الكروم (Cr) | الموليبدينوم (Mo) | الفاناديوم (V) | المنجنيز (Mn) | السيليكون (Si) | الفوسفور (P) | الكبريت (S) |
| 1.40 – 1.60 | 11.00 – 13.00 | 0.70 – 1.20 | 0.50 – 1.10 | 0.10 – 0.60 | 0.10 – 0.60 | ≤ 0.030 | ≤ 0.030 |
عناصر السبائك وأدوارها في الفولاذ D2
- الكربون (C)يُعدّ الكربون عنصر التصلب الرئيسي في الفولاذ، مما يُمكّن فولاذ D2 من تكوين مارتنسيت أثناء المعالجة الحرارية. تُحسّن زيادة محتوى الكربون الصلابة ومقاومة التآكل، ولكنها قد تُضعف المتانة والليونة. في فولاذ D2، يُشكّل الكربون وسبائك أخرى كربيدات مُركّبة عالية الصلابة ومقاومة التآكل. ومع ذلك، فإنّ ارتفاع محتوى الكربون يُضعف قابلية اللحام لفولاذ D2.
- الكروم (Cr)يُنتج محتوى الكربون والكروم العالي في فولاذ D2 كميات كبيرة من الكربيدات المُدعّمة بالكروم ذات مقاومة عالية للتآكل، مثل Cr7C3 أو Cr23C6، والتي تتميز بصلابة أعلى من السمنتيت العادي. كما يُحسّن قابلية التصلب، ومقاومة التآكل، ومقاومة الأكسدة، وقابلية التلميع، وخصائص درجات الحرارة العالية.
- الموليبدينوم (Mo)إنه مُشكِّل كربيد قوي، يُشكِّل كربيدات صلبة ومستقرة مثل Mo₂C وكربيدات مزدوجة مثل Fe₄Mo₂C وFe₂₁MoC₆. يُحسِّن قابلية التصلُّب ومقاومة التآكل ومتانة الفولاذ في درجات الحرارة المرتفعة (صلادة حمراء). كما يُساعد الموليبدينوم في تحسين قابلية التشغيل والخصائص الميكانيكية في فولاذ الكروم، وفي التصلب السطحي في فولاذ النيكل-الموليبدينوم.
- الفاناديوم (V)إنه مُشكِّل كربيد قوي للغاية، يُنتج كربيدات (VC) وكربونات (كربونات الفاناديوم) شديدة الثبات والصلابة. تُساهم هذه الكربيدات في زيادة مقاومة التآكل والقوة، مع تحسين بنية الحبيبات وزيادة متانتها في درجات الحرارة العالية.
- المنجنيز (Mn)يُساهم في زيادة عمق الصلابة، كما يُعزز المحلول الصلب. يعمل كمزيل للأكسدة، ويُعزز قابلية التصلب.
- السيليكون (Si)إنه موجود بكميات أقل مقارنة بالمنجنيز ويساهم في القوة والصلابة الشاملة.
- الفوسفور (P) والكبريت (S)تُؤثر هذه المواد سلبًا على أداء فولاذ D2، لذا يجب ضبط محتواها إلى أقل من 0.030%. الكبريت، على وجه الخصوص، قد يُسبب انعزالًا شديدًا و"قصرًا أحمر".
تأثير التركيب على خصائص الفولاذ D2
- صلابة عالية ومقاومة للتآكليساهم المحتوى العالي من الكربون والكروم والموليبدينوم والفاناديوم في تكوين العديد من كربيدات السبائك الكبيرة الغنية بالكروم داخل البنية الدقيقة للفولاذ. تُعدّ هذه الكربيدات مسؤولة بشكل أساسي عن مقاومة الفولاذ D2 الفائقة للتآكل الناتج عن المواد الكاشطة واللصقة، مما يسمح له بالحفاظ على حدته لفترات طويلة.
- مقاومة معتدلة للتآكليمنح محتوى الكروم 12% مادة D2 درجة معينة من مقاومة التآكل، ولكن هذه ليست أهم خصائصها، حيث أن مقاومتها للتآكل أقل بكثير من مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ الحقيقي.
- ضعف قابلية التصنيع واللحاميمنح المحتوى العالي من الكربون والكروم الفولاذ D2 صلابة ممتازة ومقاومة للتآكل، ولكنه يجعل أيضًا من الصعب تشغيله أو لحامه.
- ثبات الأبعاديمكن تقوية فولاذ D2 بالهواء، مما يقلل من خطر التشوه. ويعود ذلك إلى وجود الموليبدينوم (Mo) في تركيبه.
الدرجات المكافئة من الفولاذ D2
- الولايات المتحدة الأمريكية: AISI D2، ASTM A681، UNS T30402
- ألمانيا: DIN 1.2379، X153CrMoV12، X155CrVMo12-1
- اليابان: جيس SKD11
- المملكة المتحدة: بي دي 2
- فرنسا: Z160CDV12
- روسيا: الفصل 12د1
- إسبانيا: F5211
- الصين: بريطانيا العظمى Cr12Mo1V1(تشير بعض المصادر إلى Cr12MoV)
- الاتحاد الأوروبي: EN X153CrMoV12
خاتمة
فولاذ D2 فولاذٌ ناضجٌ جدًا، موجودٌ في السوق منذ عقود. يُمكن تعديل فولاذ D2 الذي نبيعه بدقةٍ لإضافة الموليبدينوم (Mo) والفاناديوم (V) لتلبية معايير السوق في مختلف البلدان. إذا كان القراء مهتمين بفولاذ D2، فلا تترددوا في التواصل معنا.
- روبرتس، جي، وكراوس، جي، وكينيدي، ر. (1998). فولاذ الأدوات: الطبعة الخامسة (ص 203). ASM الدولية. ↩︎
التعليمات
لا يعتبر الفولاذ D2 من الفولاذ المقاوم للصدأ الحقيقي، على الرغم من أنه يحتوي على نسبة عالية من الكروم (حوالي 11.50% إلى 12.05%)، وهو ما يقرب من الحد الأدنى لتصنيف الفولاذ المقاوم للصدأ.
يحقق فولاذ الأدوات D2 صلابته الاستثنائية بفضل محتواه العالي من الكربون والكروم، بالإضافة إلى عمليات المعالجة الحرارية المتخصصة. أثناء المعالجة الحرارية، يتحول تركيبه المجهري إلى مارتنسيت صلب، ويشكل كمية كبيرة من كربيدات السبائك شديدة الصلابة. تعمل هذه الكربيدات، وخاصةً من نوع M7C3 الغني بالكروم، كجسيمات شديدة المقاومة للتآكل مدمجة في مصفوفة مارتنسيتية صلبة، مما يساهم بشكل كبير في الصلابة الكلية للفولاذ، والتي تتراوح عادةً بين 54 و65 HRC.
يصعب تشغيل فولاذ الأدوات D2، ويرجع ذلك أساسًا إلى صلابته العالية ووجود كمية كبيرة من الكربيدات الصلبة غير المذابة في بنيته المجهرية. تعمل هذه الكربيدات كعوائق صلبة أثناء التشغيل، مما يُسبب تآكلًا كاشطًا كبيرًا لأدوات القطع. كما أن محتواه العالي من الكربون والكروم، والذي يُسهم في مقاومته للتآكل، يُقلل من قابليته للتشغيل.
الكربيدات أساسية لأداء فولاذ الأدوات D2، إذ توفر بشكل رئيسي مقاومته العالية للتآكل والتآكل. يحتوي D2 على كميات هائلة من الكربيدات، وخاصةً من نوع M7C3 الغني بالكروم، والتي تتشكل أثناء التصلب والمعالجة الحرارية نتيجةً لمحتواه العالي من الكربون والكروم. تعمل جزيئات الكربيد الصلبة والمستقرة هذه كـ"أسنان منشار" مجهرية داخل مصفوفة الفولاذ، مما يمنع انزلاق المادة في الظروف الكاشطة. مع أنها تزيد بشكل كبير من مقاومة التآكل، إلا أن الكميات الكبيرة من الكربيدات قد تقلل أيضًا من صلابة الفولاذ.
يُعدّ فولاذ الأدوات D2 أغلى ثمنًا من فولاذ الكربون العادي أو فولاذ السبائك المنخفضة نظرًا لارتفاع نسبة السبائك فيه. ومع ذلك، يُعتبر فولاذ D2، ضمن فئة فولاذ الأدوات عالي الأداء المُستخدم في العمل البارد، مُتوازنًا بين الخصائص والتكلفة. وتزداد فعاليته من حيث التكلفة بفضل مقاومته الممتازة للتآكل، مما يُطيل عمر الأداة على الرغم من ارتفاع سعر المادة الأولية.
هل تحتاج إلى فولاذ أداة D2 عالي الأداء؟
استفد من خبرة Aobo Steel التي تزيد عن 20 عامًا في مجال التشكيل. نوفر فولاذ أدوات D2 عالي الجودة، مما يضمن متانة استثنائية ومقاومة للتآكل ودقة عالية لجميع تطبيقاتك الصعبة. تعاون معنا للحصول على جودة تثق بها.
هل أنت مستعد للارتقاء بمشروعك؟ ما عليك سوى تعبئة النموذج أدناه للتواصل مع خبراء فولاذ D2 لدينا والحصول على عرض سعر مُخصّص لك!
