فولاذ الأدوات H13 | 1.2344 | SKD61

أوبو ستيل - مورد عالمي موثوق لأدوات الفولاذ

فولاذ الأدوات H13 هو فولاذ أدوات العمل الساخن المُصلَّب بالهواء، وهو من أكثر أنواع الفولاذ استخدامًا بين جميع أنواع الفولاذ المستخدمة في أدوات العمل الساخن. يشبه فولاذ الأدوات D2 كمعيار لفولاذ أدوات العمل الباردة، يُعد H13 معيارًا لفولاذ أدوات العمل الساخن. بالمقارنة مع فولاذ الأدوات H11, this steel grade has higher thermal strength and hardness. It can be air-hardened, which enables it to perform well in terms of quenching deformation and residual stress, and reduces the likelihood of surface oxidation. Additionally, it can undergo secondary hardening, exhibits excellent thermal stability, and effectively resists corrosion from molten aluminum alloy.

يستخدم المصنعون هذا النوع من الفولاذ على نطاق واسع لإنتاج قوالب البثق الساخن وقوالب التشكيل، وقوالب التشكيل بالطرق، وقوالب التشكيل. كما يُستخدم بشكل شائع في حشوات آلات التشكيل الدقيقة، وفي قوالب الصب بالقالب للألمنيوم والنحاس وسبائكهما.

The designation in the U.S. ASTM A681 system is H13, and the name in the American AISI system is AISI H13 steel. Similarly, other national standards use comparable designations, such as ISO 40CrMoV5, Japan/JIS SKD61, USA/UNS T20813, Germany/DIN X40CrMoV5-1, Germany/W-Nr. 1.2344, and Czech Republic (CSN) 19554, BS (BH13), SS (2242), ANFOR (Z40CDV5), UNI (X35CrMoV05KU / X40CrMoV511KU), and China GB/T 1299(4Cr5MoSiV1)

1. التطبيقات

  • أدوات العمل الساخنة:يعتبر الخيار الأساسي لمعظم عمليات العمل الساخن، وخاصة عندما تتطلب القوالب التبريد بالماء أو وسائل التنظيف الأخرى.
  • قوالب الصبمادة H13 مناسبة بشكل خاص لصب سبائك الزنك والألمنيوم والمغنيسيوم، مثل قضبان الدفع، ودبابيس القذف، ودبابيس القلب، والشرائح، والفوهات، والمزاريب. كتل مادة H13 منقّاة بواسطة إعادة صهر الخبث الكهربائي (ESR) مناسبة لقوالب البلاستيك التي تتطلب تشطيبًا سطحيًا عاليًا، مثل قوالب عدسات السيارات، نظرًا لنقائها العالي وتوحيدها.
  • قوالب التشكيل الساخن واللكمات
  • قوالب البثق على الساخن:البثق الساخن للمعادن الخفيفة مثل الألومنيوم والمغنيسيوم، وكذلك للمدحرجات واللكمات والقوالب.
  • قوالب حقن البلاستيك:هذا هو التطبيق الأكثر شيوعًا، وخاصةً لتصنيع التجاويف.
  • شفرات القص:تطبيقات القص الساخن.
  • أدوات اللحام بالاحتكاك والتحريك (FSW)1:غالبًا ما يتم طلاء أدوات FSW، وخاصة المستخدمة في لحام صفائح الألومنيوم، بـ TiN لتحسين الأداء.
  • المكونات الهيكلية:يتميز الفولاذ H13 بقوة عالية ويمكنه الحفاظ على صلابته في درجات الحرارة العالية، لذلك يتم استخدامه في المكونات الهيكلية التي تتعرض لضغوط عالية، مثل معدات هبوط الطائرات، وخطافات التوقف، وقذائف الصواريخ في صناعة الطيران.

 2. تركيبة الفولاذ H132

جكرشهرالخامسسيمنصس
0.32 – 0.45%4.75 – 5.50%1.10 – 1.75%0.80 – 1.20%0.80 – 1.25%0.20 – 0.60%≤ 0.030%≤ 0.030%

تركيبة درجات الفولاذ المكافئة لأداة H13

درجةمعيارج (%)سي (%)منجنيز (%)ف (%)س (%)الكروم (%)مو (%)الخامس (%)
1.2344دين0.37-0.420.90-1.200.30-0.50≤0.030≤0.0304.80-5.501.20-1.500.90-1.10
SKD61جيس0.35-0.420.80-1.200.25-0.50≤0.030≤0.0304.80-5.501.00-1.500.80-1.15
4Cr5MoSiV1بريطانيا العظمى0.32-0.420.80-1.200.20-0.50≤0.030≤0.0304.75-5.501.10-1.750.80-1.20

3. خصائص فولاذ الأدوات H13

H13 mold steel is a hot-work tool steel widely used globally. It is characterized by high strength, high toughness, high hardenability, and resistance to thermal cracking. In particular, it can maintain its strength and hardness at high temperatures. Additionally, it has excellent comprehensive mechanical properties and high temperature stability.

3.1 الخصائص الميكانيكية

تعتمد الخصائص المحددة بشكل كبير على درجة حرارة المعالجة. فيما يلي الخصائص الميكانيكية الطولية النموذجية عند: مبردة بالهواء من 1025 درجة مئوية (1875 درجة فهرنهايت) ومخففة:

الخصائص الميكانيكية الرئيسية (القيم النموذجية في درجة حرارة الغرفة، المعالجة المزدوجة 2h + 2h)

ملكية527 درجة مئوية (980 درجة فهرنهايت) درجة الحرارة555 درجة مئوية (1030 درجة فهرنهايت) درجة الحرارة575 درجة مئوية (1065 درجة فهرنهايت) درجة الحرارة
صلابة52 حقوق الإنسان50 ساعة عمل48 حقوق الإنسان
قوة الشد (Rm)1960 ميجا باسكال (284 كيلو باسكال)1835 ميجا باسكال (266 كيلوباسكال)1730 ميجا باسكال (251 كيلو باسكال)
قوة الخضوع (Rp0.2)1570 ميجا باسكال (228 كيلوباسكال)1530 ميجا باسكال (222 كيلوباسكال)1470 ميجا باسكال (213 كيلو باسكال)
الاستطالة (في 4D)13.0%13.1%13.5%
انخفاض في المساحة46.2%50.1%52.4%
تأثير شاربي على شكل حرف V16 جول (12 قدم·رطل)24 جول (18 قدم·رطل)27 جول (20 قدم·رطل)

3.2 الخصائص الفيزيائية

ملكيةالقيمة
الكثافة7.75 – 7.80 جم/سم3
قوة الشد، في نهاية المطاف1200 – 2050 ميجا باسكال (174000 – 231000 رطل لكل بوصة مربعة)
قوة الشد، الخضوع1000 - 1380 ميجا باسكال (145000 - 200000 رطل لكل بوصة مربعة)
صلابة45-52 HRC (صلادة روكويل سي)
صلابة التأثير20-40 جول/سم2
قوة الضغط2550 ميجا باسكال

3.3 خصائص مهمة أخرى:

  • مقاومة التآكل: مقاومة ممتازة للتآكل. لتحسين مقاومته للتآكل، يُمكن نيترتته، مما يزيد من صلابته السطحية إلى أكثر من 1000 فولت هيرتز (>70 HRC).
  • المتانة وقوة التأثير: قوة تأثير ممتازة ومرونة جيدة.
  • مقاومة فحص الحرارة: مقاومة ممتازة للتشقق الحراري، وتتأثر هذه الخاصية بمتانتها وصلابتها غير المقسمة عند التعرض للصدمات.
  • مقاومة التعب: مقاومة جيدة للتعب، وفي هذا الصدد، يتمتع هذا الفولاذ بميزة على سبائك الفولاذ 4340.
  • الاستقرار الأبعادي: عندما يتعرض هذا الفولاذ للتبريد الهوائي، يتمدد حجمه عادة بحوالي 0.001 بوصة/بوصة (0.001 مم/مم).
  • قابلية التصنيع: إذا تم ضبط تصنيف قابلية التصنيع للفولاذ الكربوني الذي يحتوي على نسبة كربون 1% على 100، فإن H13 لديه تصنيف قابلية تصنيع يبلغ 70 عند التلدين بشكل صحيح.
قضيب مسطح فولاذي H13
فولاذ الأدوات H13

4. المعالجة الحرارية

ال المعالجة الحرارية للفولاذ H13 يتضمن عدة خطوات حاسمة لتحقيق الخصائص المطلوبة:

4.1 التبريد أثناء التشكيل وبعد التشكيل

It is easy to forge and is typically forged at temperatures between 1,120 °C and 1,150 °C (2,050°F to 2,100°F). Before forging, we recommend preheating the steel to 790 to 815°C (1450 to 1500°F), then uniformly heating it to the required forging temperature.

During forging, the material temperature must not drop below 925°C (1700°F). If it is about to fall below this temperature, it must be reheated to the required forging temperature.

This material is an air-hardening steel that requires slow cooling to prevent stress cracking. After forging, the material must be placed in a furnace at 790°C (1450°F) and held until the temperature is uniform; then, it is cooled slowly.

4.2 Annealing (Spheroidize Anneal)

بعد الخطوة السابقة، يجب أن تخضع مادة H13 لعملية التلدين الكروي، والتي تهدف إلى إزالة الإجهاد، وتعزيز الصلابة والمرونة، وتشكيل البنية الدقيقة المطلوبة.

التفاصيل المحددة لعملية التلدين هي كما يلي: تسخين الفولاذ إلى 871 درجة مئوية (1600 درجة فهرنهايت)، والاحتفاظ به لمدة ساعة لكل بوصة (25.4 مم) من السمك، ثم تبريده بمعدل 14 درجة مئوية (25 درجة فهرنهايت) في الساعة إلى 482 درجة مئوية (900 درجة فهرنهايت)، يليه تبريد الهواء إلى درجة حرارة الغرفة.

4.3 Normalizing (Generally Not Recommended)

نظرًا لخطر التشقق، لا نوصي عمومًا بمعالجة التطبيع لـ H13، خاصةً عندما لا يمنع فرن الجو المُتحكم به إزالة الكربون من السطح. مع ذلك، يُمكن لهذه المعالجة التطبيعية أن تُحسّن تجانس المادة. يجب إجراء هذه الخطوة مباشرةً بعد التلدين الكروي.
الخطوات المحددة هي كما يلي: التسخين المسبق إلى حوالي 790 درجة مئوية (1450 درجة فهرنهايت)، والتسخين ببطء وبشكل متساوٍ إلى 1040 إلى 1065 درجة مئوية (1900 إلى 1950 درجة فهرنهايت)، والاحتفاظ بها لمدة ساعة لكل 25 مم (1 بوصة) من السمك، ثم تبريدها بالهواء.

4.4 Hardening (Austenitizing and Quenching)

درجة حرارة التصلب حوالي 1030 درجة مئوية (1885 درجة فهرنهايت)وتشير مصادر أخرى إلى نطاق يتراوح بين 1010 و1040 درجة مئوية (1850 و1900 درجة فهرنهايت)، أو على وجه التحديد 1025 درجة مئوية (1875 درجة فهرنهايت).

H13 فولاذ مُصلد بالهواء، ونوصي بإجراء معالجة تسخين مسبق. الهدف هو تثبيت البنية البلورية، وتقليل الصلابة، وزيادة اللدونة، وتحسين قابلية التشغيل، وتعزيز بنية حبيبية موحدة، وتقليل التشوه/التشقق. درجة حرارة التسخين المسبق هي 815 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت)بالنسبة لمكعب بقطر بوصة واحدة (25 مم)، يجب تسخينه مسبقًا إلى 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت) وتركه لمدة 10 إلى 15 دقيقة قبل تشغيل الفرن لخطوة النقع. بالنسبة للأجزاء الحساسة، قد يلزم تسخين إضافي.

بعد التسخين المسبق، ارفع درجة حرارة الفرن إلى درجة حرارة الأوستنيت الخاصة به 1010 درجة مئوية (1850 درجة فهرنهايت). The soaking process then begins, with the soaking time calculated from the moment the material’s temperature matches the furnace temperature. Specific details are as follows: For parts thicker than 1“ (25mm), the soak time is typically half an hour per inch of the smallest cross-section. For smaller parts, specific soak times are provided: 1/8” (3.175mm) for 10-15 minutes, 1/4” (6.350mm) for 15 minutes, 1/2“ (12.70mm) for 20 minutes, 3/4” (19.05mm) for 25-30 minutes, and 1” (25mm) for 30 minutes.

Air quenching can minimize residual stress and reduce thermal shock. While air quenching is the most common method for H13, oil quenching is also used in practice, but it increases internal stresses. The hardness after quenching is 52-54 HRC. During the quenching cycle of the material, the next step, tempering, should be performed immediately at a temperature no lower than 66 °C (150°F) to prevent cracking.

4.5 Tempering

الهدف هو تقليل الهشاشة، وتحويل المارتنسيت إلى بنية دقيقة أكثر استقرارًا، وتحسين الصلابة، وتخفيف الضغوط مع الحفاظ على الصلابة.

نوصي بتلطيف H13 مرتين أو حتى ثلاث مرات لتحقيق أقصى صلابة وإطالة عمر الأداة. درجة حرارة التلطيف الأولى هي 565 درجة مئوية (1050 درجة فهرنهايت)درجة الحرارة الثانية للتلطيف هي 550 درجة مئوية (1025 درجة فهرنهايت)، مع كل دورة تستمر لمدة ساعتين لكل بوصة (25 مم) من السمك.

بعد التطبيع، تختلف صلادته باختلاف درجة حرارته. على سبيل المثال، تتراوح صلادة H13 المُخمَّدة مسبقًا بين 52 و54 HRC. ينتج عن التطبيع عند درجة حرارة 204 درجة مئوية (400 درجة فهرنهايت) صلادة تتراوح بين 51 و53 HRC، بينما ينتج عن التطبيع عند درجة حرارة 538 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت) صلادة تتراوح بين 47 و48 HRC، ويمكن أن تصل إلى 36 و38 HRC عند درجة حرارة 621 درجة مئوية (1150 درجة فهرنهايت). تتراوح درجات حرارة التطبيع النموذجية بين 540 و620 درجة مئوية (1000 و1150 درجة فهرنهايت)، مما ينتج عنه بنية مجهرية مستقرة تجعل المادة الأنسب للتطبيقات عالية الحرارة.

من الضروري أن تجنب تبريد H13 عند حوالي 500 درجة مئوية (930 درجة فهرنهايت)، حيث أن هذه الدرجة من الحرارة تعطي أقل قدر من الصلابة.

جدول صلابة ودرجة حرارة التلطيف للفولاذ H13

درجة حرارة التلطيفروكويل سي
كما تم إخماده49
1000 درجة فهرنهايت/540 درجة مئوية51
1050 درجة فهرنهايت/565 درجة مئوية50
1100 درجة فهرنهايت/595 درجة مئوية47
1125 درجة فهرنهايت/605 درجة مئوية41
1150 درجة فهرنهايت/620 درجة مئوية36
الظروف التجريبية: 1. درجة حرارة التسخين المسبق 1500 درجة فهرنهايت/815 درجة مئوية 2. درجة حرارة التصلب 1875 درجة فهرنهايت/1025 درجة مئوية 3. التبريد بالهواء 4. الكيمياء الكربون 0.40% الكربون 0.40% السيليكون 1.00% الكروم 5.20% الموليبدينوم 1.30% الفاناديوم 0.95% الكبريت .005% الحد الأقصى.
مخطط تغيير حجم التلطيف H13
مخطط تغيير حجم التلطيف H13 مخطط تغيير حجم التلطيف H13 0.0002 0.0001 0 -0.0001 -0.0002 -0.0003 -0.0004 -0.0005 -0.0006 -0.0007 تغيرات الحجم بالبوصات 0.0051 0.0025 0 -0.0025 -0.0051 -0.0076 -0.0102 -0.0127 -0.0152 -0.0178 تغيرات الحجم بالمليمترات ف° 300 درجة مئوية 150 600 315 700 370 800 425 900 480 1000 540 1100 595 1200 650 1300 700 1400 760 درجة حرارة التلطيف تعتبر هذه التغييرات قيمًا تقريبية استنادًا إلى ممارسات المعالجة الحرارية الجيدة.

5. اللحام

فولاذ H13 سهل اللحام، خاصةً لتطبيقات الإصلاح في القوالب والأدوات والقوالب. يُعدّ لحام قوس التنغستن بالغاز (GTAW أو TIG) أنسب عملية لحام لقوالب وأدوات وقوالب H13، ويمكن إجراؤه أيضًا باستخدام عملية غاز خامل أو أقطاب كهربائية مطلية. عند اللحام، يجب استخدام الحد الأدنى الموصى به من جهد وتيار القوس، ويجب تحريك القطب ببطء في خط مستقيم لتقليل الحرارة الداخلة. نظّف الخبث بشكل متكرر، واضغط على اللحامات وهي لا تزال ساخنة (فوق 370 درجة مئوية أو 700 درجة فهرنهايت)؛ لا تُضغط على اللحام البارد أبدًا.

  1. التسخين المسبق. يُعد التسخين المسبق ضروريًا قبل لحام فولاذ H13، لأن اللحام البارد قد يُسبب تشققات بسهولة. يجب أن تتراوح درجة حرارة التسخين المسبق بين 110 و375 درجة مئوية (230 و707 درجات فهرنهايت).
  2. سلك حشو. يُعد سلك الحشو H13 الخيار الأمثل. في حال عدم توفر سلك الحشو H13 في الموقع، يُمكن استخدام سلك حشو من فولاذ الأدوات متوسط الصلابة، مُصمم خصيصًا لأدوات العمل الحرارية والباردة.
  3. غاز الحماية. الأرجون هو غاز اللحام القياسي المستخدم في لحام TIG H13، وهو يحمي خط اللحام من التلوث. يمكن استخدام الهيدروجين كغاز حماية للجانب السفلي من اللحام عند عدم وجود خطر انفجار.
  4. معالجة ما بعد اللحام لفولاذ الأدوات H13. بعد اللحام، يجب تبريد الأجزاء الملحومة H13 (وخاصةً الأجزاء الملحومة ذات الجدران السميكة) ببطء، إما في فرن عند درجة حرارة التسخين المسبق أو باستخدام وسيط عازل (مثل خبث الفرن، أو الجير، أو الميكا، أو التراب الدياتومي). بعد التبريد البطيء، يجب أن يخضع اللحام لعملية التلدين الكروي الكامل.

6. مزايا وعيوب الفولاذ H13

6.1 المزايا

  • صلابة ممتازة وقوة تأثير
  • مقاومة عالية للتآكلبفضل محتواه العالي نسبيًا من الفاناديوم، يتميز H13 بمقاومته العالية للتآكل. ويرجع ذلك إلى أن الفاناديوم يُعزز تكوين كربيدات صلبة ومستقرة للغاية (مثل V8C7، ونوع MC)، مما يزيد بشكل كبير من مقاومة التآكل. كما أن المعالجة بالنيتريد تُحسّن مقاومة H13 للتآكل بشكل أكبر.
  • صلابة حرارية ممتازة، ومقاومة للطقس، واستقرار حراري
  • صلابة عالية واستقرار أبعادي
  • مقاومة جيدة لفحص الحرارة (التعب الحراري)
  • قابلية اللحام والتشغيل الآلي. H13 قابل للحام بسهولة، وبعد المعالجة التلدينية المناسبة، يتمتع بسهولة التشغيل

6.2 العيوب

  • عالية التكلفةعادةً ما يكون فولاذ الأدوات H13 محدودًا بتكلفته المرتفعة. ويساهم ارتفاع نسبة عناصر السبائك في هذه التكلفة. وبالطبع، هذا عيب نسبي فقط. يشهد عملاؤنا في الصين طلبًا كبيرًا على فولاذ H13، يتجاوز 2000 طن شهريًا، وخاصةً لمقاطع الألومنيوم.
  • صعوبات التصنيع والمعالجة. قد تكون عملية المعالجة الحرارية لمادة H13 أثناء الإنتاج معقدة نسبيًا، مما يُمثل تحديًا رئيسيًا للمُصنِّعين. إضافةً إلى ذلك، فإن قابليتها للتصنيع أصعب مقارنةً بالمواد منخفضة السبائك. وكما ذُكر سابقًا في المقال، فإن قابلية H13 للتصنيع الجيدة تُعدّ إحدى مزاياها، لذا فإن المزايا والعيوب نسبية.
  • قضايا الصلابة والهشاشة. إنه حساس للغاية لهشاشة الإطفاء، حيث يمكن لترسيب الكربيدات على طول حدود الحبوب الأوستينيتية السابقة أن يقلل بشكل كبير من الصلابة من خلال إنشاء مسارات لانتشار الشقوق، وخاصة للمواد ذات القسم الكبير.
  • قابلية التشقق والتشويه. يمكن أن تؤدي عمليات التبريد غير المناسبة، أو وقت التبريد غير الكافي، أو درجات حرارة التبريد المنخفضة إلى زيادة خطر التشقق والتشوه.
  • أداء محدود في درجات الحرارة العالية. على الرغم من أن H13 عبارة عن فولاذ يتم تشكيله بالحرارة، فإن قوته تنخفض عند درجات حرارة أعلى من 650 درجة مئوية.

7. مقارنة مع أنواع الفولاذ الأخرى

7.1 مقارنة بفولاذ الأدوات D2

يُستخدم فولاذ H13 في ظروف درجات الحرارة العالية، حيث يتميز بمقاومة ممتازة لللين والتعب الحراري والصدمات. ومع ذلك، بالمقارنة مع الفولاذ المُشَكَّل على البارد، يتميز بمقاومة أقل للتآكل. من ناحية أخرى، يتميز فولاذ D2 بأداء استثنائي في تطبيقات العمل على البارد، حيث يوفر مقاومة عالية للتآكل وثباتًا أبعاديًا ممتازًا. ومع ذلك، بالمقارنة مع H13، يتميز فولاذ D2 بصلابة أقل وأداء أضعف في ظروف درجات الحرارة العالية.

فيما يلي مقارنة جنبًا إلى جنب تسلط الضوء على الاختلافات والتشابهات الرئيسية بينهما:

الميزة/الخاصيةفولاذ الأدوات H13 (سلسلة AISI H)فولاذ الأدوات D2 (سلسلة AISI D)
التطبيق الأساسيالعمل الساخن: مثالي للتطبيقات التي تتطلب درجات حرارة عالية وإجهادًا حراريًا، مثل قوالب الصب، والتشكيل الساخن، والبثق الساخن. يُستخدم أيضًا في قوالب حقن البلاستيك.العمل البارد: مناسب بشكل أفضل للتطبيقات التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل في درجة حرارة الغرفة، مثل القوالب طويلة المدى، وأدوات القطع، والثقب، والتشذيب.
تصنيففولاذ القالب الساخن، مجموعة الكروم 5%.فولاذ أدوات العمل البارد عالي الكربون وعالي الكروم.
مقاومة التآكلجيد جدًاممتاز
الصلابةقوة تأثير عالية، مقاومة جيدة للكسر الهشقوة تأثير ومتانة أقل مقارنة بـ H13
صلابة الساخنة / مقاومة التلطيفممتاز، يعمل بشكل جيد حتى 700 درجة مئوية (1300 درجة فهرنهايت)محدود، غير مصمم للاستخدام في درجات حرارة عالية؛ عادةً ما يكون مقيدًا بأقل من 205-260 درجة مئوية (400-500 درجة فهرنهايت) بسبب التليين
قابلية التصلبتصلب عميق، تصلب هوائي، تشوه طفيف. قابل للتصلب في أجزاء كبيرة.تصلب عميق، تصلب هوائي، حركة وتشوهات طفيفة أثناء التصلب. يمكن تصلبه بالكامل في أقسام كبيرة.
ثبات الأبعادتشويه منخفض للغاية؛ يتمدد بمقدار 0.001 بوصة/بوصة تقريبًا عند إخماده بالهواء.أدنى حد من التشويه؛ يتمدد/ينكمش بمقدار 0.0005 بوصة/بوصة تقريبًا عند إخماده بالهواء.
قابلية التصنيعجيد فقير
فحص الحرارةمقاومة جيدة جدًا، وخاصة في الشكل المصبوب.ليست سمة أساسية، حيث يتم استخدامها عادةً في التطبيقات الباردة.
قابلية اللحامقابلة للحام بسهولةصعب اللحام (غير قابل للحام)

7.2 مقارنة بفولاذ الأداة M2

فولاذ الأدوات M2 يتم استخدامه في المقام الأول للقطع عالي السرعة، ويتميز بمقاومة ممتازة للتآكل والصلابة الحرارية.

ميزةفولاذ H13فولاذ M2
تصنيففولاذ القالب الساخن (فولاذ 5% Cr).الفولاذ عالي السرعة من نوع الموليبدينوم (HSS)، للأغراض العامة.
الاستخدام الأساسيالتطبيقات التي تنطوي على درجات حرارة عالية وأحمال عالية، مثل الصب بالقالب، والتشكيل الساخن، وقوالب البثق الساخن، والقوالب البلاستيكية.عمليات القطع والتشغيل المعدني.
مقاومة التآكلعالي،عالية جدًا
الصلابةجيد، قوة تأثير ممتازة،جيد،
صلابة / مقاومة للحرارةمقاومة ممتازة للتصلب، تحافظ على صلابتها ومتانتها العالية في درجات الحرارة المرتفعة بفضل التصلب الثانوي. تتحمل درجات حرارة تصل إلى 700 درجة مئوية.صلابة عالية جدًا، تتفوق على صلابة H13، خاصةً في درجات الحرارة المرتفعة؛ تُطوّر صلابة ثانوية. تُعزّز إضافات الكوبالت صلابتها الساخنة.
قابلية التصلبقابلية التصلب العميق؛ حيث يمكن تقويته في أقسام كبيرة عن طريق التبريد بالهواء.صلابة عميقة. نطاق التصلب الأكثر تسامحًا بين الفولاذ عالي السرعة.
تشويهالحد الأدنى بسبب تصلب الهواء.واسطة.
قابلية التصنيعجيد إلى حد ما في حالة ملدنةواسطة.
قابلية اللحامقابلة للحام بسهولةصعب اللحام (غير قابل للحام)

8. أشكال وأبعاد التوريد

The H13 tool steel we supply is available in three shapes: flat bar, block, and round bar. The dimensions of the flat bar range from: width 20–600 mm × thickness 20–400 mm × length 1,000–5,500 mm. The dimensions of the round bar range from a diameter of 20–400 mm × a length of 1,000–5,500 mm. The block dimensions are obtained by cutting the flat bar.

للأحجام الصغيرة، مثل القضبان المستديرة التي يقل قطرها عن 70 مم، نستخدم عملية الدرفلة الساخنة. أما الأحجام التي تزيد عن 70 مم، فنقدم منتجات مزورة.

We also offer the ESR (Electroslag Remelting) process, which is tailored to meet customer requirements. The advantage is better internal microstructure, but it comes at a higher cost. Please contact us for your specific requirements.

اختبار UT: سبتمبر 1921-84 D/d، E/e. 

معالجة السطح: سطح أسود أصلي، مقشر، ميكانيكي/مخروطي، مصقول، مؤرض، أو مطحون.

حالة المخزون: لا نحتفظ بمخزون من فولاذ الأدوات H13. نرتب الإنتاج بناءً على طلبات العملاء.

مدة التسليم: مواد فرن القوس الكهربائي (EAF) تتراوح بين 30 و45 يومًا. ومواد فرن القوس الكهربائي (ESR) حوالي 60 يومًا. 

يختار العديد من عملائنا عمليات غير ESR عند النظر في فعالية التكلفة. يرجى مناقشة متطلباتكم الخاصة معنا مباشرةً.

  1. توتن، جي إي، وماكنزي، دي إس (المحرران). (2003). دليل الألومنيوم: المجلد 2: إنتاج السبائك وتصنيع المواد (ص 581). ↩︎
  2. برينغاس، جي إي (المحرر). (2002). دليل معايير الصلب العالمية المقارنة (الطبعة الثانية، ص 434). ASTM الدولية. ↩︎

التعليمات

هل يمكن لحام الفولاذ H13؟

نعم، يُمكن لحام فولاذ الأدوات H13، لكن قابليته للحام محدودة ويتطلب إجراءات خاصة نظرًا لطبيعته المُصلدة بالهواء وقابليته للتشقق أثناء اللحام وبعده. يُعد التسخين المسبق قبل اللحام، والحفاظ على درجات حرارة مناسبة بين اللحامات، وإجراء المعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT) أمرًا أساسيًا لتقليل التشقق والحفاظ على خصائصه. يُنصح غالبًا باستخدام لحام قوس التنغستن الغازي (GTAW) للتحكم فيه.

هل H13 هو الفولاذ عالي السرعة؟

لا، لا يُصنّف فولاذ H13 كفولاذ عالي السرعة، بل يُصنّف كفولاذ أدوات العمل الساخن.

ما هي القوة النهائية لـ H13؟

تختلف القوة القصوى (المعروفة أيضًا بقوة الشد) لفولاذ H13 باختلاف درجة حرارة المعالجة الحرارية وعملية التصنيع. الخصائص الميكانيكية الطولية النموذجية لفولاذ H13 في درجة حرارة الغرفة، بناءً على قضبان معالجة حراريًا بدرجات صلابة مختلفة، هي كما يلي:
عند تلطيفها عند 527 درجة مئوية (980 درجة فهرنهايت)، تكون قوة الشد 1960 ميجا باسكال (284 كيلو باسكال).
عند تلطيفها عند 555 درجة مئوية (1030 درجة فهرنهايت)، تكون قوة الشد 1835 ميجا باسكال (266 كيلو باسكال).
عند تلطيفها عند 575 درجة مئوية (1065 درجة فهرنهايت)، تكون قوة الشد 1730 ميجا باسكال (251 كيلو باسكال).
عند تلطيفها عند 593 درجة مئوية (1100 درجة فهرنهايت)، تكون قوة الشد 1580 ميجا باسكال (229 كيلوبوصة مربعة).
عند تلطيفها عند 605 درجة مئوية (1120 درجة فهرنهايت)، تكون قوة الشد 1495 ميجا باسكال (217 كيلوبوصة مربعة).

هل من الصعب تصنيع H13؟

نعم، قد يكون من الصعب تشغيل فولاذ H13، خاصةً عند تقسيته. ومع ذلك، قد تتأثر قابليته للتشغيل بحالته وعملية التشغيل المحددة.

ما هي صلابة روكويل للفولاذ H13؟

يتراوح نطاق الصلابة الموصى به لفولاذ الأدوات H13 عادةً بين 40 و55 HRC. وتتراوح قيم الصلابة بين 36 HRC (عند درجة حرارة تصلب 621 درجة مئوية) و56 HRC (عند درجة حرارة تصلب 500 درجة مئوية). أما أدوات التشكيل المستخدمة، فتتراوح صلابتها عادةً بين 38 و52 HRC.

ما هو الفرق بين الفولاذ H11 و H13؟

يكمن الفرق الرئيسي بين فولاذ H11 وH13 في محتواهما من الفاناديوم، وما ينتج عنه من تأثير على خصائصهما. قد يُظهر فولاذ H13 صلابة أقل بقليل من فولاذ H11، خاصةً أثناء عملية الهشاشة الناتجة عن الإخماد.

ما هي الخصائص الرئيسية لفولاذ الأدوات H13؟

تشمل الخصائص الرئيسية مقاومة استثنائية للحرارة، وصلابة عالية، وقوة عالية للحرارة، ومقاومة عالية للتآكل الساخن، واحتفاظ عالي بالصلابة، ومقاومة قوية للتعب الحراري (فحص الحرارة)

هل يتمتع الفولاذ المستخدم في الأدوات H13 بمقاومة جيدة للتآكل؟

نعم، يتميز فولاذ الأدوات H13 بمقاومة ممتازة للتآكل. ويمكن تحسين هذه الخاصية عن طريق النترتة، مما يزيد من صلابة السطح إلى أكثر من 1000 HV، أي ما يعادل أكثر من 70 HRC.

 هل الفولاذ المستخدم في الأدوات H13 مقاوم للتعب الحراري (الفحص الحراري)؟

يتميز فولاذ الأدوات H13 بمقاومة ممتازة للتشقق الناتج عن التعب الحراري.

ما هي الخصائص الميكانيكية لفولاذ الأدوات H13؟

تشمل الخصائص الميكانيكية النموذجية عند درجة حرارة الغرفة (عند المعالجة المزدوجة) قوة شد قصوى تتراوح بين 1200 و2050 ميجا باسكال (174,000-231,000 رطل/بوصة مربعة)، وقوة خضوع تتراوح بين 1000 و1570 ميجا باسكال (145,000-228,000 رطل/بوصة مربعة). وتعتمد القيم المحددة بشكل كبير على درجة حرارة المعالجة. كما يتميز بقوة صدمات ومرونتها الجيدة، مع قوة صدمات على شكل حرف V من شاربي تتراوح بين 16 و27 جول، حسب المعالجة.

هل الفولاذ المستخدم في الأدوات H13 مقاوم للصدأ أو التآكل؟

لا، فولاذ الأدوات H13 ليس مقاومًا للتآكل بدرجة عالية مقارنةً بالفولاذ المقاوم للصدأ أو السبائك المتخصصة الأخرى. يُختار في المقام الأول لقوته ومقاومته للحرارة أكثر من خصائصه التآكلية، وهو عرضة للصدأ في البيئات القاسية، بما في ذلك البيئات المعرضة للرطوبة أو المواد البلاستيكية العدوانية كيميائيًا.

ما هي العوامل التي يمكن أن تسبب فشل قوالب الفولاذ H13 قبل الأوان؟

تشمل آليات الفشل الشائعة التآكل، والتعب الميكانيكي، والتشققات الكبيرة، والتشوهات البلاستيكية، والتشققات الناتجة عن التعب الحراري (الفحص الحراري). يمكن أن تتفاقم هذه المشاكل بسبب عوامل مثل انخفاض درجة حرارة السبيكة، أو تصميم القالب غير المناسب (مثل: أنصاف أقطار حادة، أو جدران رقيقة)، أو المعالجة الحرارية أو السطحية غير المناسبة، أو دعم القالب غير الكافي، أو مستويات إجهاد التجويف العالية.

كيف تتم معالجة الفولاذ H13 حرارياً للحصول على الصلابة والمتانة المثالية؟

تتضمن عملية التصلب عادةً التسخين المسبق إلى حوالي 815 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت)، ثم رفع درجة الحرارة إلى نطاق أوستنيتي يتراوح بين 1010 و1040 درجة مئوية (1850-1900 درجة فهرنهايت)، يليه التبريد بالهواء. يُعدّ التطبيع أمرًا بالغ الأهمية، وعادةً ما يُجرى مرتين أو ثلاث مرات، عند درجات حرارة تتراوح عادةً بين 540 و620 درجة مئوية (1000-1150 درجة فهرنهايت)، حيث تستغرق كل دورة حوالي ساعتين لكل بوصة من السُمك. يُعدّ تجنب التطبيع عند حوالي 500 درجة مئوية (930 درجة فهرنهايت) أمرًا بالغ الأهمية لأنه يُعطي أقل قدر من المتانة.

ما هي ممارسات الصيانة الموصى بها لتحسين صلابة أداة H13 وعمرها الافتراضي؟

نوصي بإجراء فحوصات دورية للكشف عن علامات التآكل أو التعب، وإعادة الطلاء أو إعادة المعالجة عند الضرورة، وتجنب ارتفاع درجة الحرارة أثناء التشغيل، مما قد يؤدي إلى تليين المادة. كما أن التسخين المسبق الجيد للقالب يقلل بشكل كبير من خطر الفشل الكارثي الناتج عن التشقق.

كيف تستفيد أداة الفولاذ H13 من المعالجة السطحية؟

تُستخدم معالجات الأسطح عادةً على فولاذ الأدوات H13 لتعزيز مقاومته للتآكل. على سبيل المثال، النترتة هي معالجة حرارية كيميائية تُكوّن طبقة سطحية صلبة، ويمكن أن تُحفّز إجهادًا ضاغطًا متبقيًا، مما يُساعد على مقاومة التآكل الحراري. مع ذلك، قد تكون الطبقة النترتة هشة، لذا من الضروري التحكم الدقيق في سمكها (على سبيل المثال، لا يزيد عادةً عن 0.3 مم).

ما هي المعايير الدولية المكافئة لفولاذ الأدوات H13؟

يوجد لفولاذ الأدوات H13 العديد من المعادلات الدولية، بما في ذلك AISI H13 (الولايات المتحدة الأمريكية)، وX40CrMoV5-1 (أوروبا/ألمانيا DIN 1.2344)، وSKD61 (اليابان JIS)، و4Cr5MoSiV1 (الصين GB).

أطلق العنان للأداء المتفوق مع فولاذ الأدوات H13 الخاص بنا

في Aobo Steel، نحن نستفيد من 20 عامًا من الخبرة في التشكيل نوفر فولاذ أدوات H13 عالي الجودة. يتميز فولاذ H13 الخاص بنا بصلابته الاستثنائية في درجات الحرارة العالية ومتانته ومقاومته للإجهاد الحراري، مما يجعله الخيار الأمثل لتطبيقاتك الأكثر تطلبًا، بما في ذلك الصب بالقالب، وقوالب البثق، وأدوات التشكيل.