فولاذ الأدوات M35 هو فولاذ عالي السرعة من الموليبدينوم الحامل للكوبالت. تركيبه، وخاصةً إضافة الكوبالت، يُحسّن صلابته عند التصلب، ومقاومة التآكل، وصلابته عند التسخين مقارنةً بـ فولاذ الأدوات M2، مما يتيح سرعات قطع أعلى.

1. التركيب الكيميائي

يُلبي فولاذ M35 الذي نوفره جميع المتطلبات القياسية. بفضل محتواه من الكوبالت، يتميز فولاذ M35 بخصائص فريدة مقارنةً بفولاذ الأدوات العادي. جدول تركيبه كالتالي:

العنصر	الكربون	الكروم	الموليبدينوم	التنغستن	الفاناديوم	الكوبالت	المنغنيز	السيليكون
التركيب (%)	0.80–0.90	3.75–4.50	4.50–5.50	5.50–6.75	1.75–2.20	4.50–5.50	0.20–0.45	0.20–0.45

2. خصائص فولاذ الأدوات M35

يترجم المزيج المحدد من العناصر الموجودة في فولاذ الأدوات M35 إلى مجموعة من خصائص الأداء التي تحظى بتقدير كبير في تطبيقات الأدوات المختلفة.

2.1 تحسين الصلابة والتلطيف إجابة

A critical aspect of M35 tool steel properties is its superior hardness. The 5% cobalt content is instrumental here, not only increasing the achievable hardness compared to standard M2 grades but also significantly intensifying the steel’s response during the tempering process. 

2.2 مقاومة استثنائية للتآكل

يرتبط العمر التشغيلي وكفاءة الأدوات ارتباطًا مباشرًا بمقاومتها للتآكل. ويُظهر فولاذ الأدوات M35 أداءً استثنائيًا في هذا الصدد. توفر صلابته العالية، الناتجة مباشرةً عن سبائك الكوبالت وهيكله الكربيدي المُحسّن، مقاومةً قويةً للتآكل الكاشط. هذا يعني أن أدوات M35 ستدوم لفترة أطول، مما يُقلل من وقت التوقف عن العمل وتكاليف الاستبدال.

2.3 صلابة ساخنة فائقة (صلابة حمراء)

من أهم خصائص فولاذ الأدوات M35 صلابته الحرارية الممتازة، والتي تُعرف عادةً بالصلابة الحمراء. تُعدّ هذه الميزة نتيجةً مباشرة لإضافة الكوبالت. تُعد هذه الخاصية حيويةً للتطبيقات التي تتطلب سرعات قطع وتغذية عالية، حيث تتعرض الأدوات لحرارة عالية. يحافظ M35 على قوته وصلابته في درجات الحرارة المرتفعة هذه، مما يسمح بعمليات التشغيل بسرعات وتغذية أعلى، مما يعزز الإنتاجية دون المساس بسلامة الأدوات قبل الأوان.

2.4 موازنة المتانة

على الرغم من أن فولاذ الأدوات M35 مصممٌ لصلابة عالية ومقاومة للتآكل، إلا أنه يوفر أيضًا مستوىً جيدًا من المتانة. ويتجلى ذلك بشكل خاص عند مقارنته ببعض أنواع الفولاذ الأخرى عالية السرعة المقاومة للتآكل. تسمح هذه المتانة لأدوات M35 بتحمل درجة من الإجهاد الميكانيكي والصدمات أثناء التشغيل. أما بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب مقاومة شديدة للصدمات، فيمكن النظر في درجات أخرى، إلا أن M35 يوفر شكلًا متكاملًا مناسبًا لمجموعة واسعة من أدوات القطع والتشكيل التي تتطلب توازنًا بين مقاومة التآكل والمتانة. يُعتبر عمومًا أكثر صلابة من T15، مع أن مقاومته للصدمات أقل بقليل من M42.

2.5 قابلية الطحن الملائمة

تُعد سهولة تصنيع الأدوات وصيانتها اللاحقة، مثل إعادة الطحن، عاملاً عمليًا مهمًا. تتميز قابلية طحن فولاذ الأدوات M35 بجودتها العالية، وهي تُشبه عمومًا قابلية طحن فولاذ M2 عالي السرعة. يُحافظ توزيع الكربيدات غير المذابة في M35 على قابلية طحنه دون التأثير سلبًا على قابليته للطحن، كما هو الحال في درجات أخرى عالية الفاناديوم مثل M3. يُسهّل هذا عمليات شحذ وتشكيل الأدوات بشكل أسهل وأكثر كفاءة.

2.6 الخصائص الفيزيائية

• كثافة: حوالي 8.3-8.5 جم/سم³
• نقطة الانصهار: حوالي 1420-1450 درجة مئوية
• الموصلية الحرارية: حوالي 20-25 واط/(م·ك)
• معامل التمدد الحراري: حوالي 11-13×10⁻⁶/°م
• معامل المرونة: حوالي 210-220 جيجا باسكال

2.7 الخصائص الميكانيكية

• صلابة مادة M35 بعد المعالجة الحرارية: HRC 65-67 (التبريد + التلطيف المتعدد).
• صلابة درجات الحرارة العالية: عند 600 درجة مئوية، فإنه لا يزال يحتفظ بـ HRC 54-58 (الكوبالت يحسن صلابة اللون الأحمر).
• قوة الشد: حوالي 2000-2500 ميجا باسكال
• صلابة: صلابة التأثير منخفضة (حوالي 4-8 J/cm²)،
• مقاومة التآكل: ممتاز، خاصة للقطع والمعالجة عالية السرعة للمواد ذات الصلابة العالية (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك التيتانيوم).
• قوة الضغط: حوالي 3000-3500 ميجا باسكال

3. دليل المعالجة الحرارية لفولاذ الأدوات M35

المعالجة الحرارية المناسبة ضرورية لتحقيق الخصائص المطلوبة لفولاذ الأدوات M35. الهدف الرئيسي من هذه العملية هو تحويل هيكل فولاذ M35 المُلدَّن (المكون أساسًا من الفريت وكربيدات السبائك) إلى هيكل مارتنسيتي مُصلَّب ومُقَسّى يحتوي على الكربيدات اللازمة لأداء مثالي لأدوات القطع. تتضمن هذه العملية عادةً أربع مراحل رئيسية: التسخين المسبق، والأوستينيت، والتبريد، والتطبيع.

3.1 التسخين المسبق

التسخين المسبق خطوة ضرورية لفولاذ الأدوات عالي السبائك مثل M35. فهو يُقلل من الصدمات الحرارية ويُوازن درجة الحرارة في جميع أنحاء القطعة قبل تطبيق درجات حرارة الأوستنيت الأعلى.

1. درجة الحرارة الموصى بها للتسخين المسبق: بالنسبة لفولاذ الأداة M35، درجة حرارة التسخين المسبق الموصى بها هي 815 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت).
2. الاعتبارات:

• بالنسبة للأدوات المعقدة أو الأكبر حجمًا، غالبًا ما تكون عملية التسخين المسبق متعددة المراحل مفيدة.
• إذا تم وضع جزء M35 في فرن عند درجة حرارة التسخين المسبق، فمن الأفضل أولاً وضع الجزء أعلى الفرن لإزالة أي برودة، مما يقلل بشكل أكبر من خطر الصدمة الحرارية والتشقق.

3.2 الأوستنيت (التصلب)

أثناء عملية الأوستنيت، يتم تسخين الفولاذ M35 إلى درجة حرارة عالية لإذابة كربيدات السبائك المعقدة في الأوستينيت مرحلة التسخين، وهي ضرورية لتطوير خصائصها النهائية. عادةً ما تُسخّن فولاذات الأدوات عالية السرعة إلى درجات حرارة تتراوح بين 1150 و1290 درجة مئوية (2100 و2350 درجة فهرنهايت)، حسب نوع الفولاذ.

• درجة حرارة الأوستنيت الموصى بها لـ M35: 1190 درجة مئوية (2175 درجة فهرنهايت).
• وقت الانتظار: عادةً ما يكون وقت الاحتفاظ بهذه الدرجة العالية من الحرارة قصيرًا، حوالي من 2 إلى 6 دقائقحسب تكوين الأداة وحجمها. على سبيل المثال، يُمكن تثبيت مقطع عرضي بسُمك 6 بوصات لمدة 5 إلى 6 دقائق تقريبًا.
• بيئة الفرن: Using a salt bath or a controlled atmosphere furnace is often preferred for austenitizing M35 to prevent surface degradation, such as oxidation or decarburization.

3.3 التبريد

بعد عملية الأوستينيت، يتم تبريد الفولاذ M35 بسرعة (إخماده) لتحويل الأوستينيت إلى مارتنسيت.

• وسائل الإطفاء الموصى بها لـ M35: التبريد بالزيت أو التبريد بالملح.
• حمام الملح للتبريد: Typically, the salt bath is maintained at a temperature between 540 درجة مئوية و650 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت و1200 درجة فهرنهايت). بعد ذلك، يُبرَّد الجزء بالهواء. يُساعد التبريد بحمام الملح على تقليل التشوه والإجهاد المتبقي نتيجةً لتجانس درجة الحرارة.
• تبريد الزيت: Direct oil quenching is not always practiced; sometimes, the steel is first cooled to an intermediate temperature (e.g., approximately 1000°C) before being oil quenched to help prevent quench cracks.
• معدل التبريد: يجب أن يكون التبريد سريعًا بدرجة كافية خلال نطاق درجة الحرارة الحرجة لضمان التحول المطلوب إلى بنية مارتنسيتية.

3.4 التلطيف

Tempering is a crucial final step. The as-quenched M35 structure (martensite and retained austenite) is highly stressed and brittle. Tempering increases the steel’s toughness, relieves internal stresses, and promotes secondary hardening through the precipitation of alloy carbides. For high-speed steels, tempering also transforms retained austenite into fresh martensite, which then requires additional tempering.

M35, a cobalt-containing grade, generally has a higher working hardness range (65-67 HRC) and exhibits increased temper hardness and hot hardness compared to M2. Tempering for high-speed steels is typically performed at temperatures ranging from 530°C to 570°C (980°F to 1060°F).

• دورات التلطيف لـ M35: يتطلب دورات تلطيف متعددة، عادة من 2 إلى 4 مرات، لضمان التحويل المناسب للأوستنيت المحفوظ وتلطيف المارتنسيت المتشكل حديثًا.
• وقت النقع: Each cycle involves heating to the desired temperature and soaking for 2-4 hours, or 2 hours per inch of cross-section.
• التبريد بعد التلطيف: يتم ذلك عادة في الهواء.
• توقيت: قم بتلطيف الفولاذ في أسرع وقت ممكن بعد أن يبرد من التبريد (من الأفضل قبل أن يصل إلى درجة حرارة الغرفة، على سبيل المثال، بين 52 درجة مئوية و65 درجة مئوية أو 125 درجة فهرنهايت و150 درجة فهرنهايت) لمنع التشقق.
• التبريد من درجة حرارة التلطيف: يوصى بالتبريد البطيء لتقليل الضغوط المتبقية.

درجات حرارة تلطيف الفولاذ للأداة M35 والصلابة الناتجة:

درجة حرارة التلطيف	روكويل سي
كما تم إخماده	65
900 درجة فهرنهايت/480 درجة مئوية	64
950 درجة فهرنهايت/510 درجة مئوية	65
1000 درجة فهرنهايت/540 درجة مئوية	65
1050 درجة فهرنهايت/565 درجة مئوية	64
1100 درجة فهرنهايت/595 درجة مئوية	62
1150 درجة فهرنهايت/620 درجة مئوية	58
1200 درجة فهرنهايت/650 درجة مئوية	52

3.6 اختياري: معالجة تحت الصفر للفولاذ M35

A subzero treatment can be performed after quenching, particularly for high-carbon and high-alloy steels like M35, to transform retained austenite further into martensite. This can enhance hardness, wear resistance, and dimensional stability.

• إجراء: Involves cooling to temperatures ranging from من -30 درجة مئوية إلى -120 درجة مئوية.
• Follow-up: إذا تم استخدام معالجة تحت الصفر، فإنه must be immediately followed by tempering لتخفيف الضغوط الناجمة عن التحول.

4. التطبيق

التركيز على تطبيق فولاذ الأدوات M35	التفاصيل من المصادر الفنية
أدوات متخصصة وأكبر حجمًا	مناسب للأدوات الخاصة وموصى به بشكل خاص للأدوات ذات القطر الأكبر، وخاصة تلك التي يتجاوز قطرها 20 ملم.
عمليات التثقيب	تم استخدام الفولاذ M35 لـ أدوات التثقيب، على سبيل المثال، في إنتاج مسارات الكرة على محاور المفاصل.
تجميع التروس	تستخدم في التصنيع مواقد التروسفي الاختبارات المقارنة، مثل اختبار تروس المحور الخلفي، كانت مواقد M35 جزءًا من المواد التي تم تقييمها.
أدوات العمل الباردة	في ظل ظروف خدمة معينة، يمكن تطبيق M35 في تطبيقات العمل البارد.
احتياجات صلابة عالية	يوفر محتواه من الكوبالت صلابة متزايدة و صلابة ساخنة بالمقارنة مع M2، مما يجعلها مناسبة لسرعات قطع أعلى وأفضل مقاومة التآكل.

فيما يتعلق بقابليتها للعمل، فإن قابلية طحنها فولاذ الأدوات M35 is reported to be similar to that of M2.

5. الدرجات المكافئة

• الولايات المتحدة الأمريكية (AISI/ASTM): م35
• ألمانيا (DIN EN ISO 4957): 1.3243 / HS6-5-2-5
• اليابان (JIS G 4403): SKH55
• الصين (GB/T 9943): W6Mo5Cr4V2Co5
• ايزو 4957: HS6-5-2-5