فهم خصائص الفولاذ D2: دليل لتطبيقات العمل البارد

دعونا ننظر إلى أداة فولاذية D2خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ (L) ولماذا يُعد خيارًا موثوقًا به للعديد من الوظائف. أسفل المقالة، نوفر ملف PDF بخصائص الفولاذ المقاوم للصدأ D2 للتنزيل.

١. ما هو فولاذ الأدوات D2؟ تركيبه وتصنيفه

في الأساس، يُعد فولاذ D2 فولاذ أدوات عالي الكربون والكروم، مُصمم للعمل البارد. في Aobo Steel، تُظهر مواصفاتنا القياسية التركيب الكيميائي التالي (بالنسبة المئوية للكتلة):

• الكربون (C): 1.52-1.55%
• الكروم (Cr): 11.50-12.05%
• الموليبدينوم (Mo): 0.76-0.80%
• الفاناديوم (V): 0.90-0.92%
• المنغنيز (Mn): 0.34%
• السيليكون (Si): 0.31%
• الحديد (Fe): الباقي

تُشكل مستويات الكربون العالية والكروم الكبيرة (حوالي 12%) أساس خصائص فولاذ D2، مما يُنتج كربيدات صلبة ومقاومة للتآكل داخل الفولاذ. يُحسّن الموليبدينوم والفاناديوم قابلية صلابته، ويساهمان في التصلب الثانوي عند المعالجة. وهو نوع يُصلب بالهواء، مما يُمثل فائدة كبيرة في الحفاظ على ثبات الأبعاد.

2. خصائص الفولاذ D2: ما يهم

الخصائص الميكانيكية هي العامل الحاسم عند اختيار فولاذ الأدوات. إليكم لمحة عن أداء D2:

2.1 الصلابة

عالي صلابة هي السمة المميزة لـ D2.

• كما تم إخماده: عادة ما تكون 60-65 HRC، وتختلف حسب النوع المحدد المعالجة الحرارية.
• مُقسّى: تتغير الصلابة مع التلطيف درجة الحرارة. على سبيل المثال، تبلغ صلابة المعدن حوالي 61 HRC بعد المعالجة الحرارية عند 205 درجة مئوية (400 درجة فهرنهايت)، وتنخفض مع ارتفاع درجة الحرارة. تتراوح صلابة العمل النموذجية بين 60 و62 HRC.
• ملدن: عموما حوالي 220-255 HB.
• معالجة السطح: يتكيف بشكل جيد مع النترتة إذا كنت بحاجة إلى أسطح صلبة للغاية (750-1200 HV).

2.2 القوة

D2 لديه أرقام قوة صلبة:

• قوة الشد: تظهر الدراسات النهائية قوة الشد (UTS) حوالي 758 ميجا باسكال وقوة الخضوع بين 350-411 ميجا باسكال.
• قوة الضغط: عالية جدًا، خاصة بعد التلطيف بدرجة حرارة منخفضة، وترتبط بشكل مباشر بصلابتها.

2.3 مقاومة التآكل

مقاومة التآكل هي نقطة القوة في D2.

• مقاومة عالية للتآكل: هذه هي ميزته الرئيسية، بفضل احتوائه على كمية كبيرة من الكربيدات الغنية بالكروم. يتميز بعمر افتراضي أطول بكثير من درجات مثل A2.
• معيار الصناعة: غالبًا ما يكون هذا هو المعيار للمقارنة عند الحديث عن مقاومة التآكل في الفولاذ المستخدم في الأدوات.

2.4 الصلابة والليونة

يحقق D2 توازنًا جيدًا في المتانة، ولكن هذه ليست نقطة البيع الرئيسية الخاصة به.

• صلابة: إنها تتمتع بمتانة جيدة، أفضل من الفولاذ من سلسلة D الذي يحتوي على المزيد من الكربون (مثل D3)، ولكنها ليست قوية مثل الفولاذ المقاوم للصدمات.
• اللدونة: يُظهر تمددًا محدودًا في اختبارات الشد، وغالبًا ما ينكسر مع تضييق طفيف ملحوظ. قد تؤثر طريقة معالجته على هذه الخصائص اتجاهيًا.

2.5 استقرار الأبعاد

من أهم مميزات D2 أنه يحتفظ بشكل جيد أثناء المعالجة الحرارية.

• التصلب الهوائي: يؤدي إلى تشويه أقل من الفولاذ الذي يحتاج إلى تبريد بالزيت أو الماء.
• تغيير الحجم المتوقع: توقع تغيرات طفيفة جدًا في الحجم (حوالي ٠٫٠٠٠٥ بوصة/بوصة أو مم/مم) إذا تم تبريدها بالهواء بشكل صحيح. يُعد تخفيف الضغط بعد التشغيل الآلي ممارسة جيدة.

3. تحسين خصائص الفولاذ D2 من خلال المعالجة الحرارية

المعالجة الحرارية المناسبة ضرورية للحصول على أفضل خصائص فولاذ D2. في Aobo Steel، نؤكد على أهمية الإجراءات الصحيحة:

1. تخفيف التوتر (موصى به): سخّن ببطء حتى ٦٥٠-٦٧٥ درجة مئوية (١٢٠٠-١٢٥٠ درجة فهرنهايت)، ثم ثبته، ثم برّده ببطء. هذا مفيد بشكل خاص بعد التشغيل الآلي الثقيل.
2. التسخين المسبق: ضروري لـ D2. قم بتسخينه بالتساوي إلى حوالي 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت) أولاً لتجنب الصدمة الحرارية.
3. التصلب (الأوستنيت): سخّن حتى تصل إلى درجة الحرارة المطلوبة، عادةً ١٠١٠ درجات مئوية (١٨٥٠ درجة فهرنهايت). اتركها لمدة كافية (مثلاً، ساعة لكل بوصة من السُمك) لذوبان الكربيدات وتكوين الأوستينيت.
4. الإطفاء: برّده في الهواء من درجة حرارة التصلب. هذا يقلل من تشوهه ويسمح له بالتحول إلى مارتنسيت صلب عند تبريده إلى أقل من 205 درجة مئوية (400 درجة فهرنهايت). اتركه يبرد إلى حوالي 65 درجة مئوية (150 درجة فهرنهايت) قبل المعالجة الحرارية.
5. التلطيف: مهم جدًا. خفف الحرارة مباشرةً بعد الإخماد. يحتاج D2 إلى التقسية المزدوجةيمكنك أولاً صقلها عند حوالي ٥١٥ درجة مئوية (٩٦٠ درجة فهرنهايت) وثانياً عند حوالي ٤٨٠ درجة مئوية (٩٠٠ درجة فهرنهايت)، مع الحفاظ عليها في كل مرة (مثلاً، ساعتين لكل بوصة). تُقلل هذه الخطوة من الإجهاد، وتُحسّن المتانة، وتُعزز صلابة ثانوية. يُساعد استخدام درجات حرارة متعددة على تثبيت البنية الدقيقة.
6. علاجات تحت الصفر (اختياري): قد يحتفظ D2 ببعض الأوستينيت. في التطبيقات التي تتطلب دقة أبعاد فائقة، يمكن للتجميد العميق (المعالجة بالتبريد العميق) متبوعًا بعملية تطبيع أخرى أن يُحسّن هذا، مما قد يعزز مقاومة التآكل والاستقرار.

4. اعتبارات المعالجة والقابلية للتصنيع

في حين أن أداء D2 جيد، تذكر النقاط التالية:

• قابلية التصنيع: ومن المعروف أن من الصعب تصنيعها مقارنة بالفولاذ الأبسط (مصنف 45 مقابل 100 للفولاذ 1% C).
• طحن: تحتاج إلى معالجة دقيقة بسبب الكربيدات الصلبة.
• اللحام: من الصعب عادةً إجراء اللحام بالطرق القياسية بسبب محتوى الكربون العالي؛ وقد تكون هناك حاجة إلى تقنيات خاصة.

5. التطبيقات الشائعة للاستفادة من خصائص الفولاذ D2

بناءً على هذه الخصائص، تعد مادة D2 هي المادة المثالية للمهام الباردة الصعبة التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل:

• يموت: قوالب القطع، التشكيل، الختم، الرسم، لف الخيوط، البثق، والتشذيب. مثالية لعمليات الإنتاج الطويلة.
• اللكمات: اللكمات الثاقبة، اللكمات التشكيل البارد.
• الشفرات والسكاكين: شفرات القص، شفرات التقطيع، السكاكين الصناعية (للورق والخشب).
• لفات: لفات التشكيل، لفات الخياطة، لفات القيادة.
• أجزاء التآكل: المقاييس، والمغزل، ومراكز المخرطة، وأحيانًا الأدلة أو الكاميرات حيث تكون هناك حاجة إلى مقاومة عالية للتآكل.

6. الخلاصة: لماذا تختار D2 Tool Steel؟

يوفر فولاذ الأدوات D2 مزيجًا متينًا من مقاومة ممتازة للتآكل، وصلابة عالية، وقوة ضغط ممتازة، وثباتًا أبعاديًا موثوقًا به أثناء المعالجة الحرارية. كما أن تصلبه بالهواء يُسهّل المعالجة ويُقلل من الانحناء. على الرغم من أن متانته وقابليته للتشغيل ليستا من الطراز الأول، إلا أن أداءه الممتاز في الأعمال الباردة عالية التآكل يجعله خيارًا قيّمًا وشائعًا.