فولاذ الأدوات P20 | 1.2311 | 3Cr2Mo
AOBO STEEL – مورد عالمي موثوق لأدوات الفولاذ
فولاذ الأدوات P20 هو نوع شائع الاستخدام من فولاذ الأدوات، ويُعرف أساسًا باسم فولاذ القوالب منخفض الكربون. يُصنف كفولاذ قوالب بلاستيكي مُصمم للتجاويف المُشَكَّلة. يُطلق عليه المعهد الأمريكي للحديد والصلب (AISI) اسم UNS T51620. يُستخدم P20 بشكل شائع في قوالب وقوالب البلاستيك. كما يُمكن استخدامه في قوالب الصب بالزنك وكتل الحامل. من أهم خصائص فولاذ الأدوات P20 أنه عادةً ما يُشترى ويُورَّد في حالة مُقَسَّاة مسبقًا. مادة P20 تُعادل الصين وبريطانيا العظمى. 3Cr2Mo، ألمانيا DIN 1.2311، السويد ASSAB 618، وISO 35CrMo2.
1. التطبيق
- قوالب وقوالب بلاستيكية. (لمعرفة المزيد عن مزايا P20 في تطبيقات القوالب، يرجى الرجوع إلى مزايا استخدام الفولاذ P20 في القوالب)
- قوالب الصب (للسبائك منخفضة الانصهار)
- البثق الساخن (خاصة للألمنيوم والمغنيسيوم)
2. التركيب الكيميائي
| الكربون (C) | المنجنيز (Mn) | السيليكون (Si) | الكروم (Cr) | الموليبدينوم (Mo) | الفوسفور (P) | الكبريت (S) |
| 0.28 – 0.40 | 0.60 – 1.00 | 0.20 – 0.80 | 1.40 – 2.00 | 0.30 – 0.55 | ≤ 0.030 | ≤ 0.030 |
3. فولاذ P20 ملكيات1
- صلابة مسبقة التصلب:32 ساعة.
- صلابة سلك الحشو P20: 40 حقوق الإنسان.
- قوة الخضوع: 950 ميجا باسكال بعد التصلب المسبق.
- معامل المرونة: ٢١٠ جيجا باسكال (٣٠ × ١٠^٦ رطل لكل بوصة مربعة) عند درجة حرارة الغرفة. ينخفض هذا الضغط إلى حوالي ١٨٥ جيجا باسكال (٢٧ × ١٠^٦ رطل لكل بوصة مربعة) عند ٢٦٠ درجة مئوية (٥٠٠ درجة فهرنهايت)، وإلى حوالي ١٥٠ جيجا باسكال (٢٢ × ١٠^٦ رطل لكل بوصة مربعة) عند ٥٤٠ درجة مئوية (١٠٠٠ درجة فهرنهايت).
- نسبة بواسون: 0.287.
- قابلية التصنيع: قابلية تشغيل جيدة. يسهل تشغيله في حالته الصلبة مسبقًا. يمكن تحسين قابليته للتشغيل بإضافة الكبريت إلى درجة P20. التشغيل قبل درجة P20 النهائية. المعالجة الحرارية لفولاذ الأدوات يؤدي إلى تحسين القدرة على التصنيع.
- قابلية التلميعقابلية تلميع ممتازة. تُحسّن الصلابة العالية (مثل 40 HRC) جودة التلميع.
- ثبات الأبعادثبات أبعادي جيد. تغيّرات أبعاده أقل عند التصلب مقارنةً بأنواع الفولاذ المُصلّب بالماء.
- الصلابةصلابة متوسطة إلى عالية. مادة P20 المكربنة توفر صلابة جيدة. إذا كانت هناك حاجة إلى صلابة أعلى من P20 (مثلاً، للقوالب الكبيرة المعرضة لصدمات شديدة)، فننصح باستخدام فولاذ القوالب P4 وP6.
- مقاومة التآكل:لديها درجة حرارة منخفضة إلى متوسطة يرتدي مقاومة التآكل في حالتها العامة. يتم تحسين مقاومة التآكل عن طريق التكرير.
- قابلية اللحام: قابلية اللحام متوسطة.
- معالجة أخرى: تعتبر مادة P20 مناسبة أيضًا للحفر الضوئي (النسيج) والتشغيل بالتفريغ الكهربائي (EDM).
هل أنت مهتم بـ P20؟ يرجى ملء النموذج أدناه للتواصل معنا الآن!
4. المعالجة الحرارية
يتم توفير الفولاذ P20 عادة في حالة مقواة مسبقًا، بصلابة تتراوح بين 28 و40 HRCيمكن تشكيله مباشرةً في تجاويف قوالب معقدة، واستخدامه دون الحاجة إلى معالجة حرارية عالية الحرارة. تساعد الحالة المُصلبة مسبقًا على تجنب التشوه والتغيرات في الأبعاد التي قد تحدث أثناء المعالجة الحرارية اللاحقة.
على الرغم من أن مادة P20 تُستخدم دائمًا بشكل مباشر في حالة مُصلبة مسبقًا، إلا أنه من الممكن تحسين خصائص سطحها من خلال المزيد من المعالجة الحرارية (وخاصة التكرير) لتلبية متطلبات التطبيقات المحددة، مثل صب البلاستيك.
4.1 الكربنة
في تطبيقات صب البلاستيك، غالبًا ما تُكربن مادة P20 ثم تُصلب بعد تشكيل القالب. يمكن أن تصل صلابة السطح المُخمّد لقوالب P20 المُكربنة إلى 65 حقوق الإنسان، مع صلابة اللب عادة حول 45 حقوق الإنسانيمكن التحكم في أعماق العلبة بشكل عام تتراوح من 0.030 بوصة للقوالب الأصغر إلى 0.065 بوصة للقوالب الكبيرةنود أن نذكركم بأن مقاومة مادة P20 المكربنة للتليين أثناء التهدئة منخفضة نسبيًا، على غرار الفولاذ الكربوني العادي.
يجب أن تكون درجة حرارة التكرير لا يزيد عن 870 درجة مئوية (1600 درجة فهرنهايت)سيؤثر تجاوز هذه الدرجة سلبًا على أداء التلميع. على سبيل المثال، أدى التكرير عند درجة حرارة 845 درجة مئوية (1550 درجة فهرنهايت) إلى صلابة سطحية قدرها 65.6 HRC وعمق علبة 0.36 مم، بينما عند درجة حرارة 900 درجة مئوية (1650 درجة فهرنهايت)، كانت صلابة السطح أقل قليلاً عند 62.5 HRC وعمق علبة 0.41 مم.
يتمتع الفولاذ المكربن P20 بمزيج جيد من مقاومة التآكل والصلابة وقابلية التلميع.
4.2 التسخين المسبق
نوصي بشدة بتسخين الفولاذ P20 إلى درجة حرارة 1200 درجة فهرنهايت (650 درجة مئوية).
الغرض من التسخين المسبق هو تهيئة جزيئات القطعة مسبقًا للتحويل وتخفيف الضغوط الناتجة عن التشغيل الآلي. كما يساعد على موازنة الحرارة داخل القطعة، مما يسمح بتبديد الضغوط قبل أن يصبح المعدن لينًا جدًا عند درجات الحرارة العالية.
4.3 التصلب (الأوستنيت)
درجة حرارة التصلب هي 1525 درجة فهرنهايت (830 درجة مئوية). وقت النقع هو 45-60 دقيقة لكل بوصة من السُمكبالنسبة للأجزاء التي يقل سمكها عن بوصة واحدة، نوصي بمدة نقع لا تقل عن 45-60 دقيقة. [للمزيد من المعلومات حول الأوستينيت، يُرجى مراجعة شرح الأوستينيت على ويكيبيديا].
4.4 إخماد
مادة الفولاذ P20 مُخمَّدة بالزيت. إخماد من درجة حرارة منخفضة نسبيًا، ينتج عن ذلك تغيرات أبعادية أقل مقارنةً بالفولاذ المُصلد بالماء. بعد الإخماد، يجب تبريد الأجزاء إلى درجة حرارة لا تقل عن 150 درجة فهرنهايت (66 درجة مئوية) إذا تم تصلبها بالهواء، أو 150-200 درجة فهرنهايت (66-93 درجة مئوية) إذا تم تبريده بالسوائل، ثم تم تخفيفه على الفور.
4.5 التقسية
عادةً ما يتطلب فولاذ الأدوات P20 عملية تقسية مزدوجة. درجة حرارة التقسية القياسية هي 400 درجة فهرنهايت (205 درجة مئوية).
بالنسبة للفولاذ P20 الذي تم تبريده بالزيت من 845 درجة مئوية (1550 درجة فهرنهايت) ومخففة ل ساعتين عند 205 درجة مئوية (400 درجة فهرنهايت)، الصلابة الناتجة هي 36-38 حقوق الإنسانبقوة شد تبلغ 1310 ميجا باسكال، وقوة خضوع تبلغ 1172 ميجا باسكال، واستطالة 13%، وتخفيض في المساحة 51%. إذا كانت البنية المجهرية المُخمَّدة من الباينيت، فقد تكون صلابتها بعد المعالجة الحرارية أقل بمقدار 4 HRC من مخططات المعالجة الحرارية القياسية.
4.6 التشكيل2
يجب تسخين P20 ببطء إلى 815 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت). درجة حرارة التشكيل هي 1065 إلى 1230 درجة مئوية (1950 إلى 2250 درجة فهرنهايت). بالنسبة للأقسام الأكبر أو عند التخطيط لعمليات خفض كبيرة وسريعة، يُنصح باستخدام الحد الأعلى من نطاق درجة الحرارة هذا. أما بالنسبة للأقسام الأصغر أو عمليات الخفض الأخف، فإن الحد الأدنى من النطاق هو الأنسب. لا تزوير P20 أدناه 815 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت).
بعد التشكيل، يتم تبريد الفولاذ ببطء عن طريق تبريده داخل الفرن أو دفنه في وسائط عازلة للحرارة مثل الجير أو الميكا أو التراب الدياتومي.
5. أشكال وأبعاد التوريد
يتوفر فولاذ الأدوات P20 الذي نوفره بأشكال متنوعة، بما في ذلك القضبان المستديرة، والصفائح، والألواح، والقضبان المسطحة، والقضبان المربعة، والكتل. تتراوح أبعاد القضبان المسطحة بين: العرض 20-600 مم × السُمك 20-400 مم × الطول 1000-5500 مم. تتراوح أبعاد القضبان المستديرة بين القطر 20-400 مم × الطول 1000-5500 مم. يتم الحصول على أبعاد الكتلة بقطع القضبان المسطحة.
اختبار UT: سبتمبر 1921-84 D/d، E/e.
معالجة السطح: سطح أسود أصلي، مقشر، ميكانيكي/مخروطي، مصقول، مؤرض، أو مطحون.
حالة المخزون: لا نحتفظ بمخزون. نرتب الإنتاج بناءً على طلبات العملاء.
وقت التسليم: مواد الفرن القوسي الكهربائي (EAF) هي 30-45 يومًا.
التعليمات
فولاذ الأدوات P20 هو فولاذ متعدد الاستخدامات، منخفض السبائك، معروف بمتانته العالية عند مستويات قوة متوسطة، وثبات أبعاده الممتاز أثناء المعالجة الحرارية، وسهولة تلميعه. يُباع عادةً في حالة مُصلّبة مسبقًا.
من أهم خصائص فولاذ P20 ثباته البُعدي الممتاز أثناء المعالجة الحرارية، وقابليته العالية للتلميع، ومتانته العالية عند مستويات قوة متوسطة. تبلغ كثافته 0.284 رطل/بوصة مكعبة (7861 كجم/م³)، وتصنيف قابليته للتشغيل الآلي يتراوح بين 60 و65% مقارنةً بفولاذ كربوني 1%.
يُزوَّد فولاذ P20 عادةً بصلابة برينيل (HBW) تبلغ حوالي 300، أي ما يعادل تقريبًا 30 درجة روكويل سي (HRC). ويمكن تقويته للوصول إلى صلابة روكويل سي تتراوح بين 28 و37. لمزيد من المعلومات حول هذا السؤال، يُرجى قراءة صلابة الفولاذ P20.
نعم، عادةً ما يُورَّد فولاذ P20 مُصلَّىً مسبقًا بصلابة تُقارب 300 HBW. هذا يسمح بالاستخدام المباشر في صناعة القوالب دون الحاجة لمزيد من التصلب أو المعالجة الحرارية، مما يُقلِّل من مدة التشغيل ويُحسِّن الكفاءة.
يُستخدم فولاذ القوالب P20 على نطاق واسع في تجاويف قوالب حقن البلاستيك والأدوات، وفي قوالب صب الزنك. كما أنه مثالي لقوالب البلاستيك الكبيرة. تشمل التطبيقات الأخرى حوامل القوالب، والدعائم، والمساند، وأدوات التشكيل الهيدروليكي، ومكونات متنوعة في صناعة السيارات، والهندسة الميكانيكية، وتصنيع الأدوات (مثل المثاقب، وقواطع الطحن، وأدوات الخراطة).
بالنسبة لفولاذ P20 المُصلَّى مسبقًا (1.2311)، يمكن أن يصل عمر القالب إلى 500,000 "وضع" (طلقة). يضمن بعض الموردين 100,000 طلقة، ومن المعروف أن قوالب P20 قادرة على إنتاج آلاف القطع.
نعم، يتميز فولاذ P20 بسهولة تلميعه، مما يُمكّنه من تحقيق تشطيب مصقول بدقة، وهو أمر بالغ الأهمية في تطبيقات القوالب.
نعم، يُمكن معالجة فولاذ الأدوات P20 بالنيتريد أو الكربنة. يُعدّ التصليد السطحي أو النيتريد خيارًا لتحقيق أقصى صلابة للسطح في تطبيقات مثل قوالب البلاستيك بالضغط.
تُستخدم فولاذات الأدوات P20 عادةً في تطبيقات درجات الحرارة المنخفضة، بما في ذلك قوالب الحقن. ومع ذلك، في مجال قوالب الصب، تُمكّن الموصلية الحرارية الممتازة ومعامل التمدد الحراري لفولاذ P20 من مقاومة تأثير الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية أثناء تصنيع القوالب، مما يضمن الدقة والجودة.
يتميز فولاذ P20 بثبات أبعاد ممتاز أثناء المعالجة الحرارية وقابلية تلميع ممتازة، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات القوالب. في المقابل، يشتهر فولاذ 4140 بمتانته ومقاومته للصدمات. وبينما يُستخدم فولاذ 4140 عادةً في الأجزاء عالية الضغط مثل أعمدة الدوران والتروس، إلا أنه قد يحل أحيانًا محل صفائح فولاذ P20 في بعض تطبيقات صناعة القوالب.
يُعتبر P20 أفضل بشكل عام من S50C لقوالب الفولاذ. يُعد S50C مقبولاً لقوالب النماذج الأولية التي تحتاج آلاف القطع فقط، ولكن يُفضل P20 لأكثر من 10,000 قطعة. يتميز P20 بسهولة تشغيله وأداء طحن مرآة أفضل، ويُنصح به بشكل أكبر لقوالب البلاستيك مقارنةً بـ S50C، الذي يتميز بانخفاض مرونة التشوه البارد وأداء لحام ضعيف.
نعم، يُعدّ فولاذ P20 أغلى عمومًا من فولاذ 4140. ويعود ذلك إلى تطبيقاته المتخصصة وتركيبه الكيميائي.
نعم، يُمكن استخدام فولاذ 4140 في بعض تطبيقات القوالب، خاصةً تلك التي تتطلب قوة عالية ومقاومة للتآكل. ومع ذلك، يُفضّل استخدام فولاذ P20 في القوالب نظرًا لثباته البُعدي الفائق عند المعالجة الحرارية.
إلى جانب معيار AISI P20، يُعرف هذا المعدن بمكافئات عالمية مثل DIN 1.2311 وGB/T 3Cr2Mo. كما تتوفر أنواع أخرى مثل P20+Ni (1.2738)، المُضاف إليه النيكل لضمان صلابة ثابتة في المقاطع الكبيرة وسهولة تلميعه، وP20+S (1.2312)، المُضاف إليه نسبة كبريت أعلى لتحسين قابلية التشغيل، ولكنه أقل ملاءمة للتلميع.
في الولايات المتحدة الأمريكية، يتوافق فولاذ P20 عمومًا مع معيار ASTM A681. في أوروبا، يُعترف به وفقًا لمعيار DIN EN ISO 4957 (مثل 1.2311 و1.2312)، وفي الصين، الدرجة المكافئة له هي 3Cr2Mo وفقًا لمعيار GB/T 1299.
يتمتع فولاذ P20 بتصنيف قابلية تشغيل يتراوح بين 60 و65% مقارنةً بفولاذ الكربون 1%. ويتميز بأداء قطع ممتاز وسهولة تشغيل جيدة بشكل عام.
نعم، يتمتع الفولاذ المستخدم في الأدوات P20 بقدرة لحام جيدة.
عند البحث عن مواد مشابهة لـ P20، ستجد في المقام الأول مجموعة من الفولاذ المعدل بـ P20، مثل DIN 1.2738 و1.2311 و1.2312 وإصدارات مختلفة تحمل علامات تجارية، والتي تعتمد على خصائصها، بالإضافة إلى أنواع أخرى من الفولاذ المستخدم في الأدوات والفولاذ المقاوم للصدأ مثل ح13(الفولاذ H13 مقابل الفولاذ P20)، ص21، أ2, د2، و 420، التي تخدم أغراضًا مماثلة في صناعة القوالب ولكنها تقدم توازنات مختلفة للخصائص مثل مقاومة التآكل أو الصلابة أو مقاومة التآكل.
نعم، فولاذ P20 قابل للحام، خاصةً للإصلاح والتصنيع، مع ضرورة اتخاذ احتياطات وتقنيات خاصة لضمان نتائج جيدة. لمزيد من المعلومات حول هذا السؤال، يُرجى قراءة هل الفولاذ P20 قابل للحام؟
لا، لا تتشابهان في تصميمهما الأساسي، ومعالجتهما النموذجية، وتطبيقاتهما المقصودة. لمزيد من المعلومات حول هذا السؤال، يُرجى قراءة فولاذ P20 مقابل 4140.
فولاذ P20 ليس فولاذًا عالي الكربون، بل إن محتواه الكربوني يقع عادةً ضمن نطاق الفولاذ متوسط الكربون.
يوصى عادةً بتخفيف الضغط على الفولاذ P20 عند درجات حرارة تتراوح بين 705 و730 درجة مئوية (1300 و1350 درجة فهرنهايت)
- ASM الدولية. (2000). دليل ASM، المجلد 8: الاختبار والتقييم الميكانيكي. ASM الدولية. ↩︎
- روبرتس، جي، وكراوس، جي، وكينيدي، ر. (1998). فولاذ الأدوات: الطبعة الخامسة. ASM الدولية. ↩︎
هل تبحث عن الفولاذ P20 عالي الأداء؟
تعاون مع Aobo Steel، خبراؤك الموثوق بهم بخبرة تزيد عن 20 عامًا في تشكيل فولاذ الأدوات عالي الجودة. نقدم حلول P20 عالية الجودة، مصممة بدقة لتلبية احتياجاتكم التصنيعية وتعزيز كفاءتكم التشغيلية.
سواء كنت بحاجة إلى P20 قياسي أو مواصفات مخصصة، فإن المتخصصين لدينا على استعداد لمساعدتك في اختيار المواد وتقديم عرض أسعار تنافسي وغير ملزم.
هل أنت مستعد للبدء؟ املأ النموذج أدناه للتواصل معنا!
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
