خصائص وتطبيقات فولاذ أداة العمل الساخن H10

فولاذ الأدوات H10 مادة متخصصة مصممة لبيئات العمل الساخنة الصعبة. بفضل خبرتنا الواسعة في فولاذ الأدوات، نوفر لك هذه المعلومات لمساعدتك في تحديد ما إذا كان H10 هو الأنسب لاحتياجاتك.

1. التركيب الكيميائي لفولاذ الأدوات H10

يُعزى أداء H10 إلى تركيبته الكيميائية المُحكمة. النسب المئوية النموذجية للوزن هي:

• الكربون (C): 0.35-0.45%
• المنغنيز (Mn): 0.20-0.70%
• السيليكون (Si): 0.80-1.25%
• الكروم (Cr): 3.00-3.75%
• الموليبدينوم (Mo): 2.00-3.00%
• الفاناديوم (V): 0.25-0.75%
• الفوسفور (P): 0.030% كحد أقصى
• الكبريت (S): 0.030% كحد أقصى
• النيكل + النحاس (Ni+Cu): 0.75% الحد الأقصى

2. خصائص فولاذ الأدوات H10

يوفر الفولاذ H10 مجموعة من الخصائص الأساسية لأدوات العمل الساخنة:

• مقاومة الحرارة: مقاومة ممتازة للتليين في درجات الحرارة المرتفعة، وهو أمر ضروري للحفاظ على سلامة الأداة أثناء التشغيل.
• صلابة ساخنة: يحافظ على مستويات صلابة عالية حتى في درجات حرارة التشغيل العالية. تتراوح صلابة التشغيل النموذجية بين 45 و50 HRC، وتصل صلابته بعد التبريد إلى 56-59 HRC.
• صلابة: صلابة جيدة عند صلابة العمل العادية، ويعود ذلك إلى انخفاض نسبة الكربون والسبائك مقارنة ببعض الدرجات الأخرى.
• مقاومة التعب الحراري: يتحمل دورات التسخين والتبريد المتكررة.
• مقاومة التآكل: مقاومة جيدة للتآكل، وخاصة التآكل التآكلي في درجات الحرارة العالية، ويتم تعزيز ذلك من خلال محتوى الفاناديوم.
• الموصلية الحرارية: يتمتع بموصلية حرارية عالية نسبيًا (حوالي 32 واط/متر·كلفن) بفضل محتواه من الكروم (~3%)، مقارنةً بـ (~26 واط/متر·كلفن) لفولاذ الكروم (5%) مثل H11/H13. هذا يُساعد على تبديد الحرارة.
• الصلابة: تسمح القدرة العالية على التصلب بتبريد الهواء (إخماد الهواء) لتحقيق التصلب الكامل، حتى في الأقسام الكبيرة.

3. المعالجة الحرارية لفولاذ الأدوات H10

سليم المعالجة الحرارية هي ضروري لتحسين أداء H10. تتحكم هذه العملية في البنية الدقيقة للفولاذ لتحقيق الخصائص الميكانيكية المطلوبة.

3.1 التلدين

التلدين يلين الفولاذ، ويخفف الضغط، ويجهز البنية الدقيقة للتصلب.

1. التدفئة: قم بتسخين الفولاذ إلى درجة حرارة 845–900 درجة مئوية (1550–1650 درجة فهرنهايت).
2. النقع: ضمان درجة حرارة موحدة في جميع أنحاء المادة.
3. تبريد: تبريد بطيء بمعدل متحكم به يبلغ 22 درجة مئوية/ساعة (40 درجة فهرنهايت/ساعة).
4. نتيجة: صلابة مستهدفة تبلغ 192–229 HB.
5. حماية: بفضل محتواه من الموليبدينوم، يحمي H10 من إزالة الكربون أثناء التلدين.

3.2 التصلب

تتضمن عملية التصلب تحويل بنية الفولاذ لتحقيق صلابة عالية.

1. التسخين المسبق: سخني بالتساوي إلى 815 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت).
2. الأوستنيت: يتم تسخينه بسرعة إلى نطاق درجة حرارة التصلب 1010–1040 درجة مئوية (1850–1900 درجة فهرنهايت).
3. النقع: احتفظ بها عند درجة حرارة الأوستنيت لمدة تتراوح من 15 إلى 40 دقيقة للسماح بتحول الطور وإذابة الكربيد.
4. الإطفاء: يُنصح بإخماد الهواء (أ). يسمح التصلب الهوائي بالتصلب التام، حتى في المقاطع الأكبر. يُحوّل التبريد الهوائي السريع الأوستينيت إلى فولاذ مارتنسيتي صلب.
5. نتيجة: الصلابة النموذجية بعد الإخماد هي 56–59 HRC.

3.3 التلطيف

التقسية يعد أمرًا بالغ الأهمية بعد الإطفاء لتحسين الصلابة والاستقرار.

1. عملية: قم بإعادة تسخين الفولاذ المقسى إلى درجة حرارة محددة أقل من نطاق التحويل، ثم احتفظ به، ثم قم بتبريده.
2. غاية: تخفيف الضغوط الداخلية، وتعزيز الصلابة والمرونة، وتثبيت البنية الدقيقة لظروف الخدمة.
3. درجة حرارة: تتطلب فولاذات العمل الساخن، مثل H10، معالجة حرارية عالية لضمان ثباتها أثناء التشغيل في درجات حرارة عالية. يُظهر H10 مقاومة فائقة للتليين فوق 540 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت) مقارنةً بـ H11، مما يحافظ على خصائصه بفعالية في درجات حرارة التشغيل.

4. تطبيقات فولاذ الأدوات H10

إن ملف تعريف خصائص H10 يجعله مناسبًا لمختلف تطبيقات العمل الساخن الصعبة:

• الصب بالقالب: قوالب لصب المعادن الخفيفة والنحاس، وخاصة المكونات المعرضة لإجهاد حراري عالي.
• التشكيل: قوالب التشكيل بالضغط حيث يؤدي التلامس لفترات طويلة إلى توليد قدر كبير من الحرارة.
• البثق: محاور لعمليات البثق الساخن.
• العمل الساخن العام: الأدوات التي تتطلب مقاومة جيدة للحرارة ومقاومة للتليين في درجات الحرارة العالية.

مقارنةً بدرجات مثل H14/H19، يتميز H10 بمرونة أفضل. في حين أن محتواه المنخفض من الكروم يقلل من قابلية التصلب قليلاً مقارنةً بـ ح11 و فولاذ الأدوات H13يُعوّض محتواه العالي من الموليبدينوم هذا النقص بشكلٍ كبير. وتُعدّ موصليته الحرارية العالية ميزةً أساسيةً في بعض التطبيقات.