نظرة عامة تقنية على الفولاذ O1

نظرة عامة تقنية على الفولاذ O1: فولاذ O1 عبارة عن فولاذ أدوات للأغراض العامة ومقوّى بالزيت. وهو عبارة عن فولاذ من سبائك المنجنيز معروف بقدرته الجيدة على الاحتفاظ بالحافة وقدرته على تحقيق صلابة عالية بعد التبريد بالزيت. بالمقارنة مع الفولاذ المتصلب بالماء، يوفر O1 ثباتًا أفضل وصلابة متساوية عند التصلب الكامل، مع مقاومة تآكل أفضل قليلاً. وهو خيار شائع نظرًا لسهولة معالجته الحرارية نسبيًا في درجات حرارة منخفضة للتقوية والصلابة الجيدة في المقاطع المعتدلة. ومع ذلك، فهو عرضة لنزع الكربنة والتشقق من الصدمة الحرارية أثناء التبريد.

1. التركيب الكيميائي

العنصر	الكربون (C)	المنجنيز (Mn)	الكروم (Cr)	التنجستن (W)	الفاناديوم (V)	السيليكون (Si)	الفوسفور (P)	الكبريت (S)
المحتوى (%)	0.85 – 1.00	1.00 – 1.40	0.40 – 0.60	0.40 – 0.60	0.30 كحد أقصى	0.10 – 0.40	0.030 كحد أقصى	0.030 كحد أقصى

2. خواص فولاذ الأدوات O1

فولاذ الأدوات O1 عبارة عن فولاذ مقوّى بالزيت معروف بمقاومته الجيدة للتآكل وسهولة تصلبه. تتأثر صلابته بدرجة كبيرة بدرجة حرارة التقسية بعد التبريد. في حين أنه يوفر صلابة جيدة، خاصةً بالمقارنة مع أنواع الفولاذ الأخرى من السلسلة O في الصلابة العالية، فإن خصائص الشد تنخفض مع زيادة درجة حرارة التبريد. يُظهر تمددًا متوقعًا عند التبريد.

2.1 صلابة الفولاذ O1:

يحقق الفولاذ O1 صلابة كما هو مروي من 64-65 HRC بعد التبريد بالزيت من 1475 درجة فهرنهايت (802 درجة مئوية). يقلل التقسية من هذه الصلابة، كما هو موضح أدناه:

درجة حرارة التقسية (درجة فهرنهايت)	درجة حرارة التقسية (درجة مئوية)	الصلابة (HRC)
مسلوق (من 1475 درجة فهرنهايت)	كما هو مطلي (من 802 درجة مئوية)	64-65
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

2.2 خواص الشد 2.2 خواص الشد:

تختلف خواص الشد باختلاف درجة حرارة التقسية:

درجة حرارة التقسية (درجة مئوية)	درجة حرارة التقسية (درجة فهرنهايت)	قوة الشد (ميجا باسكال)	قوة الشد (ksi)	قوة الخضوع (MPa)	قوة الخضوع (ksi)	الاستطالة (%)	تقليل المساحة (%)
425	800	~1379	~200	~827	~120	17	46
480	900	~1241	~180	~758	~110	20	53
540	1000	~1103	~160	~689	~100	23	58
595	1100	~965	~140	~620	~90	25	61
650	1200	~827	~120	~552	~80	27	65
705	1300	~689	~100	~483	~70	29	68

2.3 خصائص أخرى:

الصلابة: صلابة أعلى قليلاً من الفولاذ O2 و O7 عند مستويات الصلابة العالية.

مقاومة التآكل: توفر مقاومة جيدة للتآكل.

ثبات الأبعاد: التمدد المتوقع بحوالي 0.0015 بوصة/بوصة (0.0015 مم/مم) بعد التبريد بالزيت.

3. أدوات الصلب O1 التطبيقات

3.1 أدوات القطع: فولاذ O1، نظرًا لمحتواه العالي من الكربون، يمكن تقويته بالتبريد بالزيت إلى صلابة عالية (حوالي 62-63 HRC) وبالتالي فهو مناسب تمامًا لمختلف أدوات القطع. وهذا يُترجم إلى صلابة عالية، مما يعني أنها تحافظ على حافتها بشكل جيد وستستمر في القطع لفترة أطول. واعتماداً على المصنع الذي تستخدمه، يمكن أن تتضمن الاستخدامات:

• الصنابير والقوالب: تُستخدم لتشكيل الخيوط الداخلية والخارجية.
• المثاقب: لتوسيع وإنهاء الثقوب الموجودة بأحجام دقيقة.
• المثاقب: لصنع ثقوب في مواد مختلفة (على الرغم من أنه من المحتمل أن تكون للتطبيقات ذات السرعة الأبطأ من الفولاذ عالي السرعة).
• شفرات القص: تستخدم لقطع الصفائح المعدنية والمواد الأخرى.
• اللكمات: عمل ثقوب أو أشكال في المواد باستخدام القوة.
• سكاكين الماكينات: لعمليات القطع أو الحز المختلفة

3.2 3.2 الأجزاء المقاومة للاهتراء: بفضل صلابة الفولاذ O1، فإنه يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل ويمكن استخدامه في المكونات الهيكلية التي تتعرض للاحتكاك والتآكل. في مصنعك، يمكن أن يشمل ذلك

• المقاييس: لقياس الأجزاء المصنّعة بدقة، من المهم الحفاظ على دقة الأبعاد وضمان صحتها أثناء التآكل.
• لفات التشكيل: في عمليات الدرفلة أو الختم، يجب أن تتمتع أسطح البكرات بمقاومة عالية للتآكل.
• طرق الماكينات والشرائح: هذه هي الأجزاء التي يجب استخدامها مع الاحتكاك المنزلق ويجب أن تحتفظ بشكلها ودقتها طالما أنها تعمل.
• أدوات المواد الكاشطة: اعتمادًا على المواد المحددة التي تعمل بها، قد يكون O1 مناسبًا لتطبيقات أدوات معينة تتضمن مواد كاشطة بشكل معتدل.

4. المعالجة الحرارية للصلب O1

فيما يلي العملية العامة لمعالجة الصلب O1 بالحرارة:

4.1 تحميل الفرن

• يُنصح بالبدء بفرن بارد بشكل عام.
• ضع الجزء الفولاذي O1 في المنتصف. يمكن تسخين الفولاذ O1 بسرعة. إذا تم تسخين الفرن مسبقًا، يمكن وضع الجزء أعلى الفرن أولاً، مما يقلل من خطر الصدمة الحرارية والتشقق.

4.2 التسخين المسبق

• درجة حرارة التسخين المسبق لصلب الأدوات O1 هي 1200 درجة فهرنهايت.
• عند درجة الحرارة هذه، استمر لمدة 10-15 دقيقة فقط أو حتى يتم تسخين الجزء بالتساوي. لا ينبغي نقع الفولاذ O1 في درجة الحرارة هذه لفترة أطول. سيؤدي النقع المطول إلى تغيير التركيب الجزيئي للمادة.

4.3 التقويم

• اضبط الفرن على درجة حرارة التقوية أو التصلب. بالنسبة للفولاذ O1، تكون هذه الحرارة 1500 درجة فهرنهايت.
• عندما يصل الفرن إلى درجة الحرارة هذه، تأكد من أن الجزء بنفس لون الجزء الداخلي للفرن. عندها فقط يمكن بدء إجراء النقع.
• يبلغ وقت النقع للصلب O1 في درجة حرارة الأوستنيت 5 دقائق في كل بوصة من أصغر مقطع عرضي، 25 مم، بعد وصول البار إلى درجة حرارة الأوستنيت. يجب نقع البار جيدًا في درجة الحرارة هذه للسماح بتكوين كمية كافية من الأوستينيت بشكل صحيح.

4.4 التسقية

• تبريد الجزء من درجة حرارة التبريد من درجة حرارة التقوية في زيت تبريد مناسب.
• التسقية حتى تصبح درجة حرارة الجزء من 125 إلى 150 درجة فهرنهايت (52 إلى 65 درجة مئوية).
• ما لم تكن الصلابة المرغوبة أقل، فإن الإخماد الفوري بعد الوصول إلى درجة حرارة التصلب المناسبة ووقت النقع الصحيح أمر بالغ الأهمية.
• يُرجى ملاحظة أن الفولاذ O1 معرض لخطر التشقق من الصدمة الحرارية للتبريد في الزيت. يمكن أن يخفف التسخين المسبق المناسب من هذا الخطر.

4.5 التقسية 4.5 التقسية

• يجب أن تتم عملية التقسية فور وصول القطع إلى 125 إلى 150 درجة فهرنهايت (52 إلى 65 درجة مئوية) بعد إخمادها. إذا تأخرت في التسخين، فسوف يتشقق الفولاذ المقوى.
• درجة حرارة التقسية الأكثر شيوعًا لصلب الأدوات O1 هي 350 درجة فهرنهايت (175 درجة مئوية). ومع ذلك، تعتمد درجة حرارة التقسية الدقيقة على الصلابة النهائية المطلوبة للاستخدام الخاص بك.
• الحفاظ على الفولاذ عند درجة حرارة التقسية المحددة لمدة ساعتين لكل بوصة (25 مم) من المقطع العرضي.
• لا تسخّن الأجزاء أو تفرط في تسخينها.
• يحتاج فولاذ O1 عادةً إلى مزاج واحد فقط. يمكن إجراء مزاج ثانوي عند درجة حرارة أقل (على سبيل المثال: 325 درجة فهرنهايت أو 160 درجة مئوية) للمساعدة في ضمان تحويل كل شيء والمساعدة في توفير الصلابة حسب الحاجة دون انخفاض كبير في الصلابة. 2 ساعة لكل بوصة من المقطع العرضي إذا تم استخدام مزاج ثانٍ.
• ثم، اترك الفولاذ يبرد في الهواء حتى يصل إلى درجة حرارة الغرفة بعد التقسية.

هذا وصف بسيط خطوة بخطوة لكيفية المعالجة الحرارية لأجزاء الفولاذ O1، مما يمنحها الصلابة المطلوبة، ومقاومة التآكل، والمتانة المطلوبة للاستخدام المقصود في مصنعك.

5. قارن بين O1 و فولاذ D2

• الفولاذ O1 هو فولاذ أدوات منخفض السبائك منخفض التصلب بالزيت ذو خصائص جيدة. يحقق صلابة جيدة (62-63 HRC) ومقاومة للتآكل مع صلابة كافية. يُظهر تغيرًا طفيفًا في الأبعاد في التبريد بالزيت ويتمتع بثبات جيد. O1 عبارة عن فولاذ متعدد الاستخدامات مع قابلية تشغيل آلي متوسطة، مما يجعله جيدًا لعمليات الإنتاج القصيرة.
• AISI D2 عبارة عن فولاذ أدوات عالي الكربون وعالي الكروم ومصلد بالهواء، ويتميز بمقاومته الجيدة للتآكل الكاشطة. وعادةً ما تكون درجة صلابته حوالي 56-58 HRC، مما يسمح بالحد الأدنى من التشويه في التصلب الهوائي ويؤدي إلى ثبات أبعاد معقول. ويتميز D2 بصلابة أقل من O1 وأصعب في التشغيل الآلي. ويُستخدم عادةً في القوالب طويلة المدى وللتطبيقات التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل.
• بشكل عام، استخدم O1 إذا كنت تحتاج إلى صلابة وقابلية تشغيل جيدة للأدوات ذات الأغراض العامة و/أو عمليات التشغيل القصيرة؛ استخدم D2 إذا كنت تحتاج إلى مقاومة تآكل فائقة وثبات أبعاد للإنتاج بكميات كبيرة.

6. هل فولاذ O1 جيد للسكاكين؟

يمكن استخدام فولاذ O1 لصنع السكاكين ومن المحتمل أن يوفر توازنًا جيدًا بين الصلابة وثبات الحافة والمتانة للاستخدام العام. ومع ذلك، فإن افتقاره لمقاومة التآكل هو عيب كبير مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ، والذي يستخدم عادةً في أدوات المائدة. بالنسبة للتطبيقات التي تكون فيها مقاومة التآكل أمرًا بالغ الأهمية (مثل سكاكين المطبخ أو السكاكين الخارجية المعرضة للرطوبة)، فإن خيارات الفولاذ المقاوم للصدأ ستكون أكثر ملاءمة. اعرف المزيد عن الفولاذ O1 المستخدم في السكاكين.

7. هل O1 أفضل من 1095؟

يعتمد ما إذا كان O1 "أفضل" من 1095 على التطبيق المحدد في مصنعك:

• إذا كان الاستخدام الخاص بك يتطلب الحد الأدنى من التشويه أثناء التصلب، أو ينطوي على أشكال معقدة، أو يستلزم التصلب العابر في مقاطع معتدلة مع توازن جيد بين الصلابة والمتانة ومقاومة التآكل، فمن المحتمل أن يكون O1 خيارًا أفضل بسبب خصائصه التي تصلب الزيت وقابلية التصلب الجيدة. كما يعد انخفاض خطر التشقق أثناء المعالجة الحرارية ميزة كبيرة أيضًا.

• إذا كان استخدامك يستفيد من سطح شديد الصلابة وقلب أكثر صلابة، وكان لديك تحكم دقيق في عملية التبريد بالماء لتقليل التشقق والتشوه، فقد يكون 1095 مناسبًا. ومع ذلك، قد تكون الصلابة المحدودة قيدًا على الأجزاء الكبيرة التي تتطلب صلابة ثابتة في جميع الأنحاء.