الوقت المقدر للقراءة: 5 دقائق
النقاط الرئيسية
- يعد الفولاذ المستخدم في الأدوات ضروريًا للتصنيع، حيث يوفر صلابة عالية ومتانة من خلال عمليات التبريد والتهدئة.
- فولاذ AISI O1 و AISI O2 كلاهما من فولاذ العمل البارد المتصلب بالزيت، حيث يعتبر O1 أكثر شيوعًا للاستخدام العام، بينما يعطي O2 الأولوية للاستقرار الأبعادي.
- يتمتع الفولاذ O1 بتكوين نموذجي يتضمن الكربون والمنجنيز والتنجستن والكروم، مما يجعله مناسبًا لحواف القطع الحادة.
- يتميز الفولاذ O2 بتغيرات أبعادية أقل وسلامة إخماد فائقة، وهو مثالي للأشكال الهندسية المعقدة.
- عند الاختيار بين الفولاذ O1 و O2، اختر O1 لقوته وقابليته للتصنيع، واختر O2 لاستقراره البعدي أثناء المعالجة الحرارية.
جدول المحتويات
فولاذ الأدوات مادة متخصصة أساسها الحديد، تُستخدم على نطاق واسع في عمليات القطع والتشكيل والتشكيل والتثقيب في قطاع التصنيع. تكمن سمته المميزة في قدرته على تحقيق خصائص استثنائية، بما في ذلك الصلابة العالية والمتانة في ظل ظروف قاسية، من خلال عمليات التبريد والتسخين. يُعد فولاذ الأدوات مادة لا غنى عنها في صناعة الأدوات الحديثة. من بين تصنيفاته العديدة، يشير الحرف "O" في سلسلة AISI O إلى التصلب بالزيت، مما يُصنف هذه الأنواع من الفولاذ ضمن فولاذ أدوات العمل البارد. عادةً ما تبقى درجات حرارة تشغيلها أقل من 200 درجة مئوية (392 درجة فهرنهايت). عند اختيار مواد القوالب أو أدوات الثقب الدقيقة، غالبًا ما يُقارن الناس بين فولاذ AISI O1 وفولاذ AISI O2.
فهم سلسلة O: الفولاذ المُصلَّب بالزيت والمُعالَج على البارد
تُصلَّى جميع أنواع فولاذ السلسلة O بالتبريد الزيتي من درجة حرارة الأوستنيت. وتُستخدم هذه الطريقة البطيئة نسبيًا للتبريد نظرًا لاحتوائها على مستويات متوسطة إلى عالية من عناصر السبائك، مما يوفر صلابة كافية لتجاوز منطقة تحول البيرلايت أثناء التبريد بنجاح. وهذا يُغني عن التبريد المائي الشديد اللازم لفولاذ السلسلة W.
بالمقارنة مع فولاذ الأدوات المُخمّد بالماء، يكمن الاختلاف الرئيسي في انخفاض التشوه وتقليل خطر التشقق. إن صلابة فولاذ السلسلة O العالية ومقاومته للتآكل تجعله مثاليًا لتصنيع القوالب والثقوب المستخدمة في تطبيقات القطع والتشكيل والنقش والرسم.
فولاذ AISI O1: الدرجة القياسية للأغراض العامة
يُعد فولاذ الأدوات AISI O1 هو النوع الأكثر شيوعًا واستخدامًا بين أنواع فولاذ الأدوات المقسّى بالزيت.
يحتوي الفولاذ O1 بشكل أساسي على المنجنيز والكروم والتنجستن كعناصر سبائك رئيسية.
تركيبها الكيميائي النموذجي هو تقريبًا على النحو التالي:
- الكربون (C): 0.90% إلى 0.94%
- المنغنيز (Mn): 1.00% إلى 1.20%
- التنغستن (W): 0.41% إلى 0.53%
- الكروم (Cr): 0.47% إلى 0.52%
- الفاناديوم (V): 0.19% إلى 0.22%
يمنح مزيج التنغستن والمنغنيز فولاذ O1 صلابة كافية تُمكّن من إخماد الزيت. يُساهم التنغستن في مقاومة عالية للتآكل ويُمكّن من إنتاج حواف قطع حادة للغاية، مما يجعله مناسبًا لأدوات تشطيب الأسطح وقواطع النجارة.
في تقييمات الأداء العام، يحصل فولاذ O1 عادةً على تقييمات "متوسطة/منخفضة" في فئات الأداء الرئيسية. مقاومة التآكل: 4 نقاط؛ المتانة: 3 نقاط؛ صلابة الحرارة/مقاومة التليين: 3 نقاط (منخفضة). يتميز فولاذ O1 بسهولة تشغيل ممتازة، حيث يصل تقييمه إلى 90 نقطة (للمقارنة، يحصل فولاذ الكربون 1% على 100 نقطة). تتراوح صلابته العملية عادةً بين 58 و62 HRC.
تتضمن عملية المعالجة الحرارية القياسية لفولاذ O1 التسخين إلى درجة حرارة الأوستنيت، يليها التبريد بالزيت والتطبيع. درجة حرارة التبريد (التصلب) منخفضة نسبيًا، تتراوح عادةً بين 802 و816 درجة مئوية (1475 و1500 درجة فهرنهايت). عادةً ما تُجرى عملية التطبيع ضمن نطاق درجات حرارة منخفضة (149-232 درجة مئوية / 300-450 درجة فهرنهايت) لتحقيق الصلابة المطلوبة. من عيوب فولاذ O1 قابليته لإزالة الكربون أثناء المعالجة الحرارية، وميله للتشقق بسبب الصدمة الحرارية المصاحبة للتبريد بالزيت. عند التبريد بالزيت بشكل صحيح، من المتوقع أن يبلغ التمدد البُعدي حوالي 0.0015 بوصة لكل بوصة.
فولاذ AISI O2: أولوية الاستقرار الأبعادي
يعد الفولاذ O2 أيضًا فولاذًا للأدوات الباردة المقسى بالزيت، وهو مشابه لـ O1 في التطبيقات العامة، ولكن الخاصية المميزة له هي الاستقرار الأبعادي أثناء المعالجة الحرارية.
في تصنيف الأداء العام، يتقاسم الفولاذ O2 نفس التصنيفات مثل O1: مقاومة التآكل: 4 نقاط؛ الصلابة: 3 نقاط؛ مقاومة الحرارة/مقاومة التليين: 3 نقاط (منخفضة).
تكمن المزايا الرئيسية لفولاذ O2 في ثباته البُعدي أثناء المعالجة الحرارية وسلامته عند الإخماد. مقارنةً بأنواع الفولاذ الأخرى من سلسلة O (O1، O6، O7)، يُظهر O2 أقل تغير بُعدي (تشوه) أثناء المعالجة الحرارية. وهو فولاذ سلسلة O الذي يوفر أعلى مستوى من السلامة عند الإخماد (أقل عرضة للتشقق).
إن التشوه المنخفض الذي تتمتع به مادة O2 يجعلها مناسبة للغاية للأدوات ذات المقاطع العرضية المعقدة أو المتطلبات الهندسية الدقيقة التي لا يمكنها تحمل تغييرات أبعاد كبيرة أثناء الإطفاء.
O1 مقابل O2: العوامل المميزة ومعايير الاختيار
في حين أن كل من O1 وO2 ينتميان إلى فئة العمل البارد ويصلبان الزيت، فإن الاختلافات التركيبية بينهما تؤدي إلى تمييزات دقيقة ولكنها مهمة في خصائص التصنيع والأداء:
دليل الاختيار
عندما تحتاج إلى قوة إجمالية عالية وقابلية تشغيل ممتازة والاستفادة من محتوى التنغستن للحصول على حافة قطع فائقة ومقاومة للتآكل، فإن O1 هو الخيار لكل من عمليات الإنتاج قصيرة الأجل وطويلة الأجل.
عندما يكون الاستقرار الأبعادي أثناء المعالجة الحرارية هو الاعتبار الأساسي، وخاصة بالنسبة للأشكال الهندسية المعقدة أو الأدوات الكبيرة حيث يجب تقليل التشقق والتشوه، فإن O2 هو الخيار الأمثل ضمن سلسلة O.
يتميز هذان الفولاذان بمقاومة منخفضة للتليين (مقاومة الحرارة) في درجات الحرارة المرتفعة، وبالتالي يجب تقييدهما بالتطبيقات التي تقل عن 200 درجة مئوية (392 درجة فهرنهايت).
