فولاذ الأدوات O1 هو فولاذ أدوات شائع الاستخدام، يُصلب بالزيت، ويُعرف بمقاومته الجيدة للتآكل ومتانته الكافية في مجموعة واسعة من تطبيقات الأدوات. المعالجة الحرارية عملية المعالجة الحرارية هي مفتاح تحقيق أداء فولاذ الأدوات O1. قد تؤدي المعالجة الحرارية غير السليمة إلى تعطل أدوات O1 قبل الأوان. تتبع عملية المعالجة الحرارية لفولاذ O1، كما هو الحال مع جميع أنواع فولاذ الأدوات، ثلاث مراحل أساسية: الأوستنيت، والتبريد، والتطبيع. من الضروري الالتزام بمعايير زمنية ودرجة حرارة محددة، لأن المعالجة الحرارية غير السليمة سبب شائع لتعطل الأدوات قبل الأوان.
1. التسخين المسبق
التسخين المسبق خطوة أساسية في معظم أنواع فولاذ الأدوات. فهو يساعد على تقليل الصدمة الحرارية في فولاذ O1 أثناء المعالجة الحرارية، مما يقلل من احتمالية التشقق.
درجة حرارة التسخين المسبق لفولاذ الأدوات O1 هي ١٢٠٠ درجة فهرنهايت (٦٥٠ درجة مئوية). يُحفظ عند هذه الدرجة لمدة ١٠ إلى ١٥ دقيقة، أو حتى يسخن بالتساوي.
فولاذ O1 هو فولاذ مُخمَّد بالزيت، ويُسخَّن أسرع من الفولاذ المُخمَّد بالهواء، ويُوضع مباشرةً في فرن مُسخَّن مسبقًا إلى درجة الحرارة المطلوبة. إذا اخترت وضعه مباشرةً في فرن مُسخَّن مسبقًا، يُنصح أولًا بتسخين مادة O1 على سطح الفرن.
2. الأوستينيت
بعد التسخين المسبق، قم بتسخين الفولاذ إلى درجة حرارة الأوستنيت لتحويل بنيته إلى الأوستينيت.
درجة حرارة الأوستنيت لفولاذ الأدوات O1 هي 815 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت). بعد التسخين إلى درجة حرارة الأوستنيت، راقب ما إذا كان لون مادة O1 يطابق لون حجرة الفرن لتحديد ما إذا تم تسخين المادة بالتساوي إلى درجة الحرارة المحددة مسبقًا. ثم ابدأ بحساب وقت العزل. القاعدة العامة لـ O1 هي النقع لمدة 5 دقائق لكل بوصة (25 مم) من أصغر مقطع عرضي، أو حتى تتأكد من نقع القطعة تمامًا.
فولاذ الأدوات O1 عرضة لإزالة الكربون (فقدان الكربون من السطح) أثناء المعالجة الحرارية. لتجنب ذلك، يجب تلدينه و/أو تصليبه في جو محايد مُتحكم به، أو في فراغ، أو في فرن ملح محايد.
3. الإخماد
التبريد السريع يُبرّد الفولاذ بسرعة من درجة حرارة الأوستينيت لتحويل الأوستينيت إلى مارتنسيت، وهو طور صلب للغاية. O1 فولاذ مُصلّب بالزيت، لذا يتطلب التبريد السريع بالزيت.
أثناء عملية إخماد فولاذ O1، عندما تنخفض درجة الحرارة إلى 52-65 درجة مئوية (125-150 درجة فهرنهايت)، يجب إجراء عملية التطبيع فورًا. قد يؤدي تأخير عملية التطبيع إلى تشقق، وهي مشكلة شائعة في فولاذ O1 المُخمَّد بالزيت.
عندما يتم تبريد الزيت من درجة حرارة التصلب المناسبة، من المتوقع أن يتمدد O1 بمقدار 0.0015 بوصة/بوصة تقريبًا (0.0015 مم/مم).
4. التلطيف
التطبيع عملية إعادة تسخين أساسية تُجرى بعد التبريد لتقليل الهشاشة وتحسين الصلابة بتعديل البنية المارتنسيتية. يستبدل بعض القوة بالمزيد من اللدونة.
درجة حرارة التلطيف الأكثر شيوعًا لفولاذ الأدوات O1 هي 350 درجة فهرنهايت (175 درجة مئوية). يجب إبقاء القطعة عند درجة حرارة التلطيف لمدة ساعتين لكل بوصة (25 مم) من المقطع العرضي.
بينما يتطلب فولاذ الأدوات O1 عادةً عملية تطبيع واحدة فقط، قد يُفضّل أحيانًا التطبيع المزدوج. يُعدّ التطبيع الثاني، عادةً عند درجة حرارة أقل قليلاً (مثل 160 درجة مئوية/325 درجة فهرنهايت)، مفيدًا، خاصةً للأجزاء ذات التفاصيل المعقدة أو تلك المعرضة لتطبيقات صيانة قاسية. يُحسّن هذا التطبيع الإضافي بنية الحبيبات، مما يؤدي إلى تحسين المتانة ومقاومة التآكل وتخفيف الإجهاد. يجب تبريد الفولاذ بالهواء إلى درجة حرارة الغرفة بين عمليات التطبيع.
مع ارتفاع درجة حرارة التلطيف، تنخفض صلابة الفولاذ ومتانته في درجة حرارة الغرفة عمومًا، بينما تزداد قابليته للسحب. بالنسبة لفولاذ الأدوات O1، تكون قيم الصلابة النموذجية بعد التلطيف هي:1:
| درجة حرارة التقسية (درجة فهرنهايت) | درجة حرارة التقسية (درجة مئوية) | الصلابة (HRC) |
| كما تم إخماده | كما تم إخماده | 64–65 |
| 300 | 150 | 63 |
| 350 | 177 | 62–63 |
| 400 | 204 | 62 |
| 500 | 260 | 60 |
| 600 | 316 | 57 |
| 700 | 371 | 53 |
| 800 | 427 | 50 |
| 900 | 482 | 47 |
| 1000 | 538 | 44 |
| 1100 | 593 | 39 |
- ليد، ر.م. (سنة النشر). استكشاف أخطاء صناعة الأدوات والقوالب وإصلاحها (ص 244). جمعية مهندسي التصنيع. ↩︎
