فولاذ الأدوات H11 وH13

فولاذ الأدوات H11 و فولاذ الأدوات H13 كلاهما من فولاذ أدوات العمل الساخن. ينتميان إلى سلسلة H من نظام الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM).

يُعدّ الفولاذان H11 وH13 من الفولاذ المُستخدم في أدوات العمل الساخن. ويُوفّران توازنًا جيدًا بين التكلفة والأداء، مما يجعلهما مرجعًا مُعتمدًا في تطبيقات مُختلفة في قوالب التشكيل الساخن. طُوّرت هذه المواد في البداية للصب بالقالب، وتتميز بصلابة عالية، وتشوّه طفيف أثناء المعالجة الحرارية، وميل ضئيل للأكسدة، وأداء تلطيف جيد، ومقاومة لتآكل الألومنيوم السائل، ومقاومة عالية للتعب الحراري.

الفرق الرئيسي بين فولاذ H11 وH13 هو أن H13 يحتوي على حوالي 0.5% إضافية من الفاناديوم. هذه الكمية الإضافية من الفاناديوم تزيد من صلابته عند التسخين ومقاومته للتلطيف، ولكنها قد تُقلل أيضًا من صلابته بشكل طفيف، خاصةً أثناء الإخماد والتلطيف.

يتميز H13 بمقاومة أفضل قليلاً للتليين بعد المعالجة الحرارية، لكن صلابته أقل قليلاً. مقارنةً بـ H11، قد يميل H13 إلى توزيع غير متساوٍ لكربيدات الفاناديوم. وهذا مهم بشكل خاص في ظروف التصنيع المتجانسة لزيادة صلابته إلى أقصى حد.

تُقارن هذه المقالة بين H11 وH13 بناءً على بيانات مُحددة. بعض هذه البيانات مُستمدة من مراجع علمية، وقد تم الاستشهاد بها بناءً على ذلك.

---

التركيب الكيميائي لـ h11 و H13

نوع AISI	رقم UNS	ج (%)	منجنيز (%)	سي (%)	الكروم (%)	ني (%)	مو (%)	و (%)	الخامس (%)
ح11	T20811	0.33-0.43	0.20-0.50	0.80-1.20	4.75-5.50	0.30 كحد أقصى	1.10-1.60	…	0.30-0.60
ح13	T20813	0.32-0.45	0.20-0.50	0.80-1.20	4.75-5.50	0.30 كحد أقصى	1.10-1.75	…	0.80-1.20

---

مقارنة العوامل الرئيسية لفولاذ الأدوات H11 و H13

• مقاومة التآكل: H11 وH13 لهما نفس القيمة 3، مما يشير إلى مقاومة متساوية للتآكل.
• صلابة: كلاهما له قيمة 9، مما يشير إلى صلابة عالية لكلا النوعين.
• صلابة ساخنة: كلاهما لهما نفس القيمة 6، مما يشير إلى خصائص صلابة ساخنة مماثلة.

وبناءً على هذا الجدول، يبدو أن H11 وH13 يتمتعان بخصائص متشابهة للغاية في مقاومة التآكل والصلابة والصلابة الساخنة.

---

مقارنة عوامل التصنيع لفولاذ الأدوات H11 وH13

• التوفر: يتمتع كل من الفولاذ H11 وH13 بتصنيف توفر يبلغ 4، مما يشير إلى أنهما متاحان بالتساوي.
• يكلف: يتمتع كلا النوعين من الفولاذ بتصنيف تكلفة 1، مما يشير إلى أن أسعارهما متشابهة.
• قابلية التصنيع: يتمتع كل من H11 وH13 بتصنيف قابلية التصنيع 8، مما يشير إلى أنهما سهلان نسبيًا في التصنيع.

يوضح الجدول أن الفولاذ المستخدم في الأدوات H11 وH13 متشابهان فيما يتعلق بعوامل التصنيع الثلاثة هذه.

---

مقارنة المعلمات الأخرى

عامل	فولاذ الأدوات H11	فولاذ الأدوات H13
صلابة العمل المعتادة، HRC	38-55	40-53
عمق التصلب	د	د
أفضل حجم حبيبات عند الصلابة الكاملة، معيار الراعي	8	8
صلابة السطح بعد الإخماد، HRC	53-55	51-54
صلابة القلب (25 مم، أو 1 بوصة، قطر دائري)، HRC	53-55	51-54
وسط الإطفاء	أ	أ
درجة حرارة التصلب، درجة مئوية (درجة فهرنهايت)	995-1025 (1825-1875)	995-1040 (1825-1900)
التغير في الأبعاد عند التصلب	ل	ل
السلامة في التصلب	ح	ح
قابلية إزالة الكربون	ح	ح
الصلابة التقريبية بعد الدرفلة أو التشكيل، HB	500	500
صلابة مُلبّسة، HB	192-229	192-229
درجة حرارة التلدين، درجة مئوية (درجة فهرنهايت)	845-900 (1550-1650)	845-900 (1550-1650)
نطاق التلطيف، درجة مئوية (°فهرنهايت)	540-650 (1000-1200)	540-650 (1000-1200)
درجة حرارة التشكيل، درجة مئوية (درجة فهرنهايت)	1065-1150 (1950-2100)	1065-1150 (1950-2100)

تتشابه فولاذات الأدوات H11 وH13 في العديد من الخصائص الميكانيكية، المعالجة الحرارية خصائص وقدرات تشكيل. يكمن الفرق الرئيسي في نطاق صلابتهما، حيث يوفر الفولاذ H13 صلابة أعلى قليلاً للتطبيقات الأكثر تطلبًا. يعتمد الاختيار بين هذين الفولاذين على المتطلبات المحددة للتطبيق المقصود، مثل مستوى مقاومة التآكل، والمتانة، والثبات البُعدي المطلوب.

---

خصائص الشد لفولاذ الأدوات H11 وH13 عند درجات حرارة مرتفعة

نوع الفولاذ	درجة حرارة الاختبار (°م)	درجة حرارة الاختبار (°ف)	قوة الشد (ميجا باسكال)	قوة الشد (ksi)	قوة الخضوع (إزاحة 0.2%) (ميجا باسكال)	قوة الخضوع (إزاحة 0.2%) (ksi)	الاستطالة (50 مم) (%)	تقليل المساحة (%)	صلابة درجة حرارة الغرفة (HRC) قبل الاختبار	صلابة درجة حرارة الغرفة (HRC) بعد الاختبار
ح11	غرفة	غرفة	1806	262	1482	215	10	35.8	50	50
	150	300	1689	245	1358	197	10.1	36.1	50	50
	260	500	1600	232	1345	195	9.8	34.5	50	50
	345	650	1579	229	1317	191	10	35.2	50	50
	425	800	1510	219	1289	187	11.4	38.7	50	50
	480	900	1427	207	1145	166	12.2	38.9	50	50
	540	1000	1241	180	965	140	11	35.4	50	50
	595	1100	979	142	724	105	12.8	46.2	50	47
	650	1200	586	85	434	63	18.9	66.6	50	41
ح13	480	900	1531	222	-	-	9	37	52	-
	540	1000	1413	205	-	-	11	43	52	-
	595	1100	1193	173	-	-	15	49	52	-
	650	1200	814	118	-	-	22	59	52	-

ملحوظة:

• يشير الرمز "-" في أعمدة قوة الخضوع للصلب H13 إلى عدم توفر البيانات.
• يُظهر عمود صلابة درجة حرارة الغرفة (HRC) القيم قبل الاختبار وبعده، مفصولة بفاصلة.
• بيانات من شركة تيليداين فاسكو، وشركة أليغيني لودلوم إندستريز، وشركة يونيفرسال-سايكلوبس ستيل. 

---

صلابة تأثير CVN لفولاذ الأدوات H11 و H13 كدالة لدرجة حرارة الاختبار.

يشير هذا الرسم البياني إلى أن H11 وH13 يصبحان أكثر مقاومة للصدمات عند ارتفاع درجات الحرارة. ومع ذلك، فإن H13 أكثر حساسية لتغيرات درجة الحرارة، مما يُظهر زيادة أكبر في قوة الصدمة مع ارتفاع درجات الحرارة.