فولاذ الأدوات p20 | 1.2311

4. المعالجة الحرارية

يتم توفير الفولاذ P20 عادة في حالة مقواة مسبقًا، بصلابة تتراوح بين 28 و40 HRCيمكن تشكيله مباشرة في تجاويف القالب المعقدة ووضعه قيد الاستخدام دون مزيد من درجات الحرارة العالية المعالجة الحراريةتساعد الحالة المتصلبة مسبقًا على تجنب التشوه والتغيرات الأبعادية 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. [للحصول على معلومات حول الأوستينيت، يُرجى الرجوع إلى شرح الأوستينيت على ويكيبيديا.]

4.4 إخماد

مادة فولاذ P20 مُخمَّدة بالزيت. يُؤدي إخماد الزيت عند درجة حرارة منخفضة نسبيًا إلى تغير أبعاد أقل مقارنةً بالفولاذ المُصلَّد 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.

[المرجع: روبرتس، ج.، كراوس، ج.، وكينيدي، ر. (1998). فولاذ الأدوات: الطبعة الخامسة. ASM الدولية.]