فولاذ أداة M2 | 1.3343 | SKH51

AOBO STEEL - مورد عالمي موثوق لأدوات الفولاذ

فولاذ الأدوات M2 هو فولاذ أدوات عالي السرعة ومتعدد الاستخدامات ومتعدد الأغراض يوفر توازنًا جيدًا بين المتانة، يرتدي المقاومة، والصلابة الساخنة، وقابلية المعالجة الحرارية، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات القطعية والتشكيلية والبنيوية.

1. التركيب الكيميائي لفولاذ الأدوات M2

العنصر	الكربون (C)	الكروم (Cr)	الموليبدينوم (Mo)	التنجستن (W)	الفاناديوم (V)	السيليكون (Si)	المنجنيز (Mn)	الفوسفور (P)	الكبريت (S)
التركيب (%)	0.78–0.88	3.75–4.50	4.50–5.50	5.50–6.75	1.75–2.20	0.20–0.45	0.15–0.40	≤0.03	≤0.03

2. خصائص مفتاح أداة الفولاذ M2

يُعدّ فولاذ الأدوات M2 حجر الزاوية في عائلة الفولاذ عالي السرعة (HSS)، ولأسباب وجيهة عديدة، يُعدّ خيارًا شائعًا لمجموعة واسعة من التطبيقات الصعبة. يتميز هذا الفولاذ عالي السرعة المصنوع من الموليبدينوم، وهو جزء من سلسلة "M"، بمزيج موثوق من الصلابة ومقاومة التآكل والمتانة، مما يجعله أداةً متعددة الاستخدامات.

2.1 الصلابة

يشتهر فولاذ الأدوات M2 بصلابته الممتازة. من خلال التصلب المناسب و التلطيف العمليات، مستويات صلابة العمل النموذجية تقع ضمن 60-65 ساعة عمل يتم تحقيق ذلك عن طريق الأوستنيت في درجات حرارة عالية، تتراوح عادةً بين 1190 درجة مئوية (2175 درجة فهرنهايت) و1230 درجة مئوية (2250 درجة فهرنهايت)، متبوعة بـ إخماد (في الزيت أو الهواء) وخطوات التصلب الحرجة. لا يقتصر التصلب على زيادة المتانة فحسب؛ بل هو ضروري لتحفيز "التصلب الثانوي"، وهي ظاهرة تترسب فيها كربيدات السبائك الدقيقة، مثل MC وM6C، داخل البنية الدقيقة للمارتنسيت المُعالج، مما يعزز متانة الفولاذ في درجات حرارة التشغيل.

2.2 مقاومة التآكل

واحدة من أبرز خصائص فولاذ الأدوات M2 يتميز بمقاومته العالية للتآكل. ويعود ذلك مباشرةً إلى صلابته العالية أثناء العمل، والأهم من ذلك، إلى وجود وتوزيع الكربيدات الصلبة غير المذابة داخل بنيته المجهرية. في تطبيقات الفولاذ عالي السرعة العامة، يوفر M2 مستوى ممتازًا من مقاومة التآكل الكاشط.

2.3 صلابة ساخنة (مقاومة التلطيف)

يُظهر M2 صلابة حرارية جيدة، ما يعني أنه يحتفظ بجزء كبير من صلابته ومتانته حتى في درجات حرارة التشغيل المرتفعة. تُعد هذه "مقاومة التصلب" أساسية لعمليات القطع عالية السرعة حيث يمكن أن تصبح الأدوات ساخنة للغاية. يُعد تآزر الموليبدينوم والتنغستن والفاناديوم أساسيًا لهذه الخاصية، حيث يعزز تأثير التصلب الثانوي. في حين أن بعض درجات HSS المتخصصة قد توفر صلابة حرارية أعلى، إلا أن M2 يُقدم أداءً موثوقًا به في سيناريوهات التشغيل التقليدية في درجات الحرارة العالية.

2.4 المتانة

بالنسبة لفولاذ عالي السرعة يتميز بصلابة ومقاومة عالية للتآكل، يحافظ M2 على متانة جيدة. من المهم ملاحظة أن طرق التصنيع قد تؤثر على ذلك؛ على سبيل المثال، غالبًا ما يُظهر M2 المُنتج عبر عمليات مسحوق المعادن (P/M) متانة أفضل بكثير بفضل توزيع الكربيد الدقيق والمتساوٍ.

2.5 الخصائص الفيزيائية

ملكية	القيمة
الكثافة	0.294 رطل/بوصة مكعبة (8138 كجم/م³)
الثقل النوعي	8.14
معامل المرونة	30 × 10⁶ رطل لكل بوصة مربعة (207 جيجاباسكال)
قابلية التصنيع	50–60% من الفولاذ الكربوني 1%

2.6 الخصائص الميكانيكية

ملكية	القيمة
الصلابة (روكويل سي)	60–65
قوة الشد لفولاذ الأدوات M2 (الحد الأقصى)	760–2,150 ميجا باسكال (110,000–310,000 رطل لكل بوصة مربعة)
قوة خضوع فولاذ الأداة M2	3,250 ميجا باسكال (471,000 رطل لكل بوصة مربعة)
قوة الخضوع للضغط (مخففة عند 300 درجة فهرنهايت)	3,250 ميجا باسكال (471,000 رطل لكل بوصة مربعة)
معامل المرونة (معامل يونغ)	200–207 جيجا باسكال (29–30 × 10⁶ رطل لكل بوصة مربعة)
معامل القص	77 جيجا باسكال (11 × 10⁶ رطل لكل بوصة مربعة)
نسبة بواسون	0.29
صلابة التأثير	67 جول/سم²
فقدان التآكل (كما هو متصلب؛ ASTM G65)	25.8 مم³

3. المعالجة الحرارية

المعالجة الحرارية المناسبة ضرورية لفولاذ الأدوات عالي السرعة M2. حتى عند استخدام فولاذ M2 عالي الجودة في الأدوات الدقيقة، لن يعمل بشكل صحيح إذا كانت المعالجة الحرارية غير كافية. الهدف الرئيسي هو تحويل الفولاذ من حالته اللينة الملدنة (بشكل رئيسي كربيدات الفريت والسبائك) إلى بنية مارتنسيتية صلبة ومُقسّاة، حيث تكون الكربيدات في وضع مثالي لتحقيق خصائص القطع اللازمة.

تتضمن تسلسل المعالجة الحرارية النموذجية لفولاذ الأداة M2 المراحل التالية:

3.1 التسخين المسبق

دورة التسخين المسبق ضرورية لفولاذ M2 عالي السرعة. غالبًا ما تُجرى عملية التسخين المسبق على مراحل لتقليل خطر الصدمة الحرارية، خاصةً إذا كانت القطعة تحتوي على اختلافات كبيرة في المقطع العرضي.

يمكن في بعض الأحيان وضع جزء الفولاذ M2 مباشرة في الفرن الموجود بالفعل عند حوالي 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت).
ومع ذلك، فإن وضعه فوق الفرن أولاً لإزالة أي برودة يمكن أن يساعد في تقليل الصدمة الحرارية واحتمالية التشقق.
الاحتفاظ بدرجة حرارة التسخين المسبق، مثل 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت)، لمدة حوالي 10-12 دقيقة يهيئ الفولاذ للتحول اللاحق.

3.2 الأوستنيت (حرارة التصلب)

تتضمن هذه الخطوة تسخين الفولاذ M2 المسخن مسبقًا إلى درجة حرارة عالية لتحويل بنيته إلى الأوستينيت وإذابة الكربون الأساسي وعناصر السبائك في هذه المرحلة.

تتراوح درجة حرارة التصلب لفولاذ الأداة M2 عادةً من 1190 درجة مئوية إلى 1220 درجة مئوية (2175 درجة فهرنهايت إلى 2225 درجة فهرنهايت)تشير بعض المراجع إلى درجة حرارة تصل إلى 1230 درجة مئوية (2250 درجة فهرنهايت).
إن تحقيق هذه درجة الحرارة العالية ضروري لضمان إذابة الكربون وعناصر السبائك بشكل صحيح في الأوستينيت.
ونظرًا للمشاكل المحتملة مثل الأكسدة، وإزالة الكربون، ونمو الحبوب عند درجات الحرارة المرتفعة هذه، والتوصيل الحراري للصلب، يتم استخدام التسخين المرحلي بشكل شائع.
إن وقت الاحتفاظ عند درجة حرارة التصلب النهائية للصلب عالي السرعة M2 قصير نسبيًا، وغالبًا ما يكون قصيرًا جدًا. بضع دقائق، اعتمادًا على حجم القطعة وكفاءة الفرن.

3.3 إخماد

بعد عملية الأوستينيت، يتم تبريد الفولاذ M2 بسرعة لتحويل الأوستينيت إلى بنية مارتنسيت صلبة.

تشمل وسائل التبريد المناسبة لفولاذ الأدوات M2 ما يلي: الهواء أو الزيت أو الملح.
تعمل عملية تبريد الزيت بشكل جيد لأجزاء الفولاذ M2 التي يصل حجمها إلى حوالي 1 إلى 1.5 بوصة (25-38 مم) في المقطع العرضي.
بالنسبة للصلب عالي السرعة M2، يبدأ تحويل المارتنسيت عادةً حول 316 درجة مئوية (600 درجة فهرنهايت) وينتهي حول 93 درجة مئوية (200 درجة فهرنهايت).
يوصى بتبريد جزء الفولاذ M2 إلى ما يقرب من 65 درجة مئوية (150 درجة فهرنهايت) بعد الإطفاء.
في الحالة المطفأة، يكون الفولاذ M2 صلبًا ولكنه أيضًا شديد الإجهاد وهش للغاية.

3.4 التلطيف

تُجرى عملية التطبيع بعد إخماد فولاذ M2 لتخفيف الضغوط الداخلية، وتحسين متانته، وتعزيز صلابته الثانوية. يتضمن ذلك إعادة تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة متوسطة أقل من درجة تحوله الحرجة.

يتطلب الفولاذ عالي السرعة M2 معالجات التصلب المتعددة—عادةً من 2 إلى 4 دورات.
يتطلب M2 على وجه التحديد درجات حرارة متعددة بحد أدنى 540 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت). الممارسة الشائعة هي استخدام مزاج ثلاثي.
على سبيل المثال، بعد معالجة الفولاذ M2 بالأستينيت عند 1230 درجة مئوية (2250 درجة فهرنهايت)، قد تكون أول عملية تلطيف عند 565 درجة مئوية (1050 درجة فهرنهايت)، تليها ثانية في 550 درجة مئوية (1025 درجة فهرنهايت)وثالث في 540 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت).
يجب أن تتضمن كل دورة تلطيف للصلب M2 وقت نقع يبلغ ساعتين لكل بوصة (25 مم) من المقطع العرضي الأكثر سمكًا.
بعد المعالجة الأولى، يجب السماح للجزء الفولاذي M2 بالتصلب. يبرد تمامًا إلى درجة حرارة الغرفة قبل المزاج التالي.
يُسهم تلطيف فولاذ M2 في تحويل الأوستينيت المُحتفظ به إلى مارتنسيت طازج، ويُسبب ترسب الكربيدات المُعقدة، مما يُسهم بشكل كبير في صلابة الفولاذ الثانوية. تُحسّن هذه العملية متعددة المراحل البنية الدقيقة، وتُعزز مقاومة التآكل، وتُخفف الإجهادات بشكل أكبر.
لا تقم بتقليل صلابة الفولاذ M2.
بعد العمليات اللاحقة مثل الطحن أو اللحام أو التشغيل بالتفريغ الكهربائي (EDM) على الفولاذ M2، تخفيف التوتر ينصح بشدة، عادةً عند درجة حرارة 14-28 درجة مئوية (25-50 درجة فهرنهايت) أقل من درجة حرارة التلطيف النهائية المستخدمة.

3.5 ملخص معلمات المعالجة الحرارية لفولاذ الأدوات

مرحلة العملية	نطاق درجة الحرارة النموذجي	وقت الإمساك/النقع	اعتبارات رئيسية للصلب M2
التسخين المسبق	~650 درجة مئوية (~1200 درجة فهرنهايت)	10-12 دقيقة (مثال)	مُصمم للأجزاء المعقدة؛ يقلل من الصدمات الحرارية.
الأوستنيت	1190-1220 درجة مئوية (2175-2225 درجة فهرنهايت)	دقائق قليلة (تعتمد على الجزء والفرن)	ضمان إذابة الكربيد بالكامل؛ التسخين على مراحل.
إخماد	تبريد إلى ~65 درجة مئوية (~150 درجة فهرنهايت)	سريع	الهواء أو الزيت أو الملح؛ يحول الأوستينيت إلى مارتنسيت.
التقسية	الحد الأدنى 540 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت) لكل دورة من 2 إلى 4 دورات	الحد الأدنى ساعتان لكل بوصة/دورة	ثلاثي المزاج شائع؛ يبرد تمامًا بين الدورات؛ يطور صلابة وصلابة ثانوية.
تخفيف التوتر (بعد العملية الجراحية)	14-28 درجة مئوية (25-50 درجة فهرنهايت) تحت درجة الحرارة النهائية.	~1-2 ساعة (نموذجي)	بعد الطحن، أو EDM، أو اللحام.

4. التطبيقات

يُعد الفولاذ عالي السرعة M2 فولاذًا عالي السرعة متعدد الاستخدامات ومستخدمًا على نطاق واسع للأغراض العامة، ويمثل حجمًا كبيرًا من المواد المستخدمة في أدوات القطع القياسية في الصناعة.

4.1 تطبيقات القطع والتشغيل العامة

يعتبر الفولاذ M2 مناسبًا لمجموعة متنوعة من مهام القطع والتشغيل:

بتات الأدوات متعددة الأغراض: إنه يوفر قوة ومتانة ممتازة لكل من التشطيب والتخشين، مما يجعله درجة اقتصادية لأغراض المتجر العامة.
أدوات القطع المعدنية القياسية: M2 هو خيار شائع للمثاقب (التطبيقات العامة)، والمثاقب، وقواطع الطحن (للأغراض العامة لقواطع النهاية).
الصنابير والقوالب: يستخدم في تصنيع المواد التي تتم معالجتها آليًا أو تلك التي تقل عن 30 HRC.
أدوات القطع الأخرى: توجد أيضًا في مواقد القطع وأدوات التخطيط.
مقاومة الحرارة: عند تصلبه إلى حوالي 65 HRC، يُظهر M2 مقاومة ممتازة للحرارة (صلابة حمراء)، وهو مناسب لقطع المعادن بسرعة عالية. كما يوفر مقاومة مقبولة للحرارة.

4.2 تطبيقات المنشار والقطع

يوضح M2 فائدته في عمليات القطع المتخصصة:

تطبيقات المنشار: إنها مادة عامة للأغراض المستخدمة في المناشير، وتستخدم لقطع وتقطيع وتثقيب مواد مختلفة، بما في ذلك الفولاذ والألمنيوم والنحاس.
التثقيب: M2 هي المادة الأكثر استخدامًا في صناعة المثاقب، بما في ذلك المثاقب الدائرية الكبيرة والمثاقب ذات الشكل/المفتاح الأصغر.

غالبًا ما يتم تفضيل التشغيل الحر باستخدام M2 للحصول على تشطيب أفضل للسطح على المثاقب.
مسحوق المعادن (P/M) M2 شائع أيضًا في أدوات الثقب، في بعض الأحيان لتحسين مقاومة التآكل.
يتم استخدامه لقص المواد مثل النحاس والألومنيوم والمغنيسيوم والفولاذ مثل 1020 و8620 (26 HRC) والفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 347 والفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 416 (35-40 HRC).

4.3 التشكيل والتشكيل والاستخدامات الأخرى

يتم استخدام M2 أيضًا في التشكيل والأدوات المتخصصة الأخرى:

أ. العمل البارد:

قوالب القص: يتم تصلبها عادة إلى 58–63 HRC.
قوالب التقطيع: مُدرجة لإنتاج كميات أكبر (على سبيل المثال، 100000 قطعة).
البثق البارد وسحب اللكمات: تطبيق مدرج أيضًا.

ب. العمل الساخن/الدافئ:

بثق الفولاذ: يوصى به للقوالب واللكمات ذات صلابة عمل تتراوح بين 60 إلى 66 HRC.
عنوان دافئ: يتميز بصلابة عالية ومقاومة عالية للطقس، مما يضمن عمرًا افتراضيًا طويلًا للأداة في حال ارتفاع درجة حرارتها. وهو مُخصص للاستخدام في المثاقب ذات التشغيل الساخن.

ج. مكونات القالب:

أدوات حقن القالب: مُقترح للاستخدام مع دبابيس القلب والقاذف عند صلابة 61 HRC.

د. الهيكلية والمتنوعة:

الأجزاء الهيكلية: يمكن استخدامه حيث تكون هناك حاجة إلى مقاومة أفضل للحرارة ومقاومة للتآكل والقوة.
مراكز المخرطة: مُدرج كمواد مناسبة.

4.4 توازن أداء فولاذ الأدوات M2

يتميز فولاذ الأدوات M2 بتوازن جيد بين خصائصه: مقاومة مقبولة للحرارة، وصلابة جيدة، ومقاومة مقبولة جدًا للتآكل. ورغم أن صلابته أقل من بعض مجموعات فولاذ الأدوات (مثل الفولاذ المقاوم للصدمات)، إلا أنه يتمتع بصلابة أعلى من العديد من أنواع فولاذ القوالب الأخرى. تبلغ درجة قابليته للتشغيل الآلي 65 (مقارنةً بالفولاذ الكربوني 1%، الذي يبلغ 100). وبالمقارنة مع درجات مثل M42، يتمتع M2 بصلابة أعلى، مما قد يكون مفيدًا في منع التشقق في التطبيقات العامة. كما أن هذه الدرجة متساهلة نسبيًا أثناء المعالجة الحرارية مقارنةً بأنواع الفولاذ الأخرى عالية السرعة، مما يزيد من قيمته.

5. الدرجات المكافئة

الولايات المتحدة الأمريكية (AISI/ASTM): M2 (هذا هو التعيين الأساسي)
ألمانيا (DIN/W-Nr): 1.3343، HS6-5-2
اليابان (JIS): SKH51
بريطانيا (BS): بي إم 2
الصين (GB): W6Mo5Cr4V2
ايزو: الصف السادس الابتدائي 6-5-2
فرنسا (AFNOR): Z85WDCV06-05-04-02
السويد (SS): 2722
روسيا (GOST): R6M5

6. الفولاذ D2 مقابل الفولاذ M2

في الإنتاج الصناعي، غالبًا ما نقارن بين الفولاذين D2 وM2. بيانات المقارنة لهذين الفولاذين مُدرجة في الجدول أدناه كمرجع.

ملكية	فولاذ D2	فولاذ M2
يكتب	فولاذ الأدوات المشغول على البارد	الفولاذ عالي السرعة
تعبير	C: 1.40-1.60%، Cr: 10.00-13.00%، Mo: 0.70-1.20%، V: 0.90%، Mn: 0.60%، Si: 0.60%، Fe: التوازن	C: 0.80-1.00%، W: 5.50-6.50%، Mo: 4.50-5.50%، Cr: 3.75-4.50%، V: 1.75-2.25%، Mn: 0.15-0.40%، Si: 0.20-0.45%، Fe: التوازن
الصلابة (HRC)	55-62	62-65
مقاومة التآكل	ممتاز (درجة حرارة الغرفة)	ممتاز (درجات حرارة عالية)
الصلابة	جيد، أفضل للعمل البارد	جيد ومناسب للقطع عالي السرعة
مقاومة التآكل	عادل، شبه مقاوم للصدأ	فقير
مقاومة الحرارة	فقير	ممتاز
قابلية التصنيع	عدل	فقير
يكلف	معتدل	أعلى
الاستخدامات النموذجية	قوالب، لكمات، شفرات قص	رؤوس الحفر، وقواطع النهاية، والصنابير

لمزيد من المعلومات، يرجى القراءة ما هو الفرق بين الفولاذ D2 و M2؟

شريكك الخبير في مجال الفولاذ متعدد الأدوات M2

تقدم شركة Aobo Steel 20 عامًا من الخبرة في التشكيل نوفر لكم فولاذ أدوات M2 عالي الجودة. يتميز فولاذ M2 بمقاومته الممتازة للتآكل وصلابته العالية ومتانته، وهو مصمم لتعزيز كفاءة تشغيلكم وجودة منتجاتكم.

هل أنت مستعد لمناقشة متطلباتك الخاصة من الفولاذ M2؟
قم بملء النموذج أدناه، وسوف يقوم المتخصصون لدينا على الفور بتقديم حل مصمم خصيصًا لك وعروض أسعار تنافسية.

منتجاتنا

استكشف منتجاتنا الأخرى

D2/1.2379/1.2379/SKD11

D3/1.2080/1.2080/SKD1

D6/1.2436/SKD2

A2/1.23663/1/SKD12

O1/1.2510/1.2510/SKS3

O2/1.2842

S1/1.2550

S7/1.2355

DC53

H13/1.2344/1.2344/SKD61

H11/1.2343/1.2343/SKD6

H21/1.2581/SKD7

L6/1.2714/SKT4

م2/1.3343/1.3343/سخ 51

M35/1.3243/1.3243/SK55

M42/1.3247/1.3247/SK59

P20/1.2311

P20+Ni/1.2738

420/1.2083/2Cr13

422 الفولاذ المقاوم للصدأ

محمل فولاذي 52100

الفولاذ المقاوم للصدأ 440C

4140/42CrMo4/SCM440

4340/34CrNiMo6/1.6582

4130

5140/42Cr4/SCR440

SCM415