نظرة عامة تقنية على الفولاذ S7

نظرة عامة تقنية على فولاذ S7: فولاذ S7 هو فولاذ أدوات مقاوم للصدمات. من أهم خصائصه متانته العالية وقدرته على التصلب بالهواء، مما يجعله مستقرًا تمامًا أثناء المعالجة الحرارية. وهو نوع متعدد الاستخدامات يُستخدم غالبًا في أدوات وقوالب العمل البارد متوسطة التحمل، وقوالب صب البلاستيك، وشفرات القص. بعد المعالجة الحرارية المناسبة، يُمكن توقع صلابة تشغيل تتراوح بين 56 و58 HRC.

1. التركيب الكيميائي للفولاذ S7

العنصر	الكربون (C)	المنجنيز (Mn)	السيليكون (Si)	الكروم (Cr)	الموليبدينوم (Mo)
المحتوى (%)	0.45-0.55	0.20-0.80	0.20-1.00	3.00-3.50	1.30-1.80

2. المعالجة الحرارية

• التسخين المسبقسخّن فولاذ S7 إلى 677 درجة مئوية (1250 درجة فهرنهايت) واتركه لمدة 10-15 دقيقة حتى يتشرب الماء تمامًا. ننصح باستخدام فرن للتسخين المسبق وآخر مضبوط على درجة حرارة الأوستنيت لتسريع العملية وتوفير الطاقة. بالنسبة للأجزاء الحساسة، تُعدّ خطوة التسخين المسبق مفيدة.
• الأوستنيت (التصلب)سخّن فولاذ S7 المُسخّن مسبقًا إلى درجة حرارة أوستنيتية 940 درجة مئوية (1725 درجة فهرنهايت) أو 871 درجة مئوية (1600 درجة فهرنهايت). انقعه لمدة ساعة لكل بوصة (25 مم) من أصغر مقطع عرضي للأجزاء التي يزيد سمكها عن 25 مم. بالنسبة للأجزاء الأصغر، يُوصى بفترات نقع محددة، مثل 30 دقيقة لـ 3.175 مم (1/8 بوصة)، و40 دقيقة لـ 6.350 مم (1/4 بوصة)، و45-50 دقيقة لـ 12.70 مم (1/2 بوصة)، و50-55 دقيقة لـ 19.05 مم (3/4 بوصة)75. قبل ضبط توقيت دورة النقع، تأكد من وصول القطعة إلى نفس درجة حرارة الفرن.
• إخماد: يُطهى فولاذ S7 في الزيت حتى درجة حرارة 66 درجة مئوية (150 درجة فهرنهايت) أو يُبرّد بالهواء. لا يمكن لفولاذ S7 المُصلّب بالهواء أن يصل إلى الصلابة الكاملة عند تبريده بالهواء عندما يتجاوز حجم مقطعه العرضي 2.5 بوصة (63 مم).
• التقسية: سخّن مادة S7 مباشرةً بعد الإخماد. عادةً ما يكون فولاذ S7 مُسخّنًا مرتين. انقعه في درجة حرارة السخونة لمدة ساعتين لكل بوصة (25 مم) من السُمك لكل سخونة. برّد S7 بالهواء إلى درجة حرارة الغرفة. يتراوح نطاق السخونة الطبيعي لفولاذ S7 بين 204 و232 درجة مئوية (400-450 درجة فهرنهايت). تكون السخونة الأولى عند 230 درجة مئوية (450 درجة فهرنهايت)، والثانية عند 220 درجة مئوية (425 درجة فهرنهايت). يتم تحقيق أفضل نطاق عمل بالسخونة عند 230 درجة مئوية (450 درجة فهرنهايت)، مما ينتج عنه صلابة 58HRC.

3. الصلابة

تختلف صلابة الفولاذ S7 حسب حالته ومعالجته الحرارية:

الحالة/العلاج	صلابة	ملحوظات
حالة التلدين	~230 HB (الحد الأقصى)
مُصلَّب (مُخمَّد بالهواء)	59–60 HRC
	56–58 HRC	يصلب بالكامل حتى 2.5 بوصة من المقطع العرضي
	60 ساعة من عصر النهضة	أقصى صلابة يمكن الحصول عليها
صلابة العمل	56–58 HRC	النطاق الموصى به الطبيعي
	58 ر.س	تم الحصول عليها عن طريق التبريد عند 450 درجة فهرنهايت (230 درجة مئوية)
غلاف مقوى (سطح)	حتى 64 Rc	بعد المعالجة الحرارية الأولية

4. تطبيقات الفولاذ S7

4.1 مقاومة عالية للصدمات (الصلابة)هذه هي أهم سمة لفولاذ S7. بفضل قدرته على تحمل الصدمات المفاجئة والمتكررة دون تكسر، فهو مثالي لما يلي:

• اللكمات: تستخدم لإنشاء ثقوب في المواد من خلال التأثير القوي.
• قوالب التقطيع: تستخدم لقطع الأشكال من المواد الورقية تحت أحمال تأثير كبيرة.
• قوالب الإمساك: مكونات في الآلات تحتاج إلى تثبيت المواد بقوة، وغالبًا ما تتعرض للصدمات.
• قوالب التشكيل البارد:أدوات تستخدم لتشكيل المعدن في درجة حرارة الغرفة من خلال التأثير أو الضغط العالي.
• المقصات:شفرات مصممة لقطع المواد باستخدام عملية قص، والتي يمكن أن تنطوي على قوى تأثير كبيرة.
• شفرات القص: على وجه التحديد، عناصر القطع في آلات القص.
• تتضمن التطبيقات الأخرى المرتبطة بالتأثير مجموعات المسامير، وقوالب الصب الباردة، وقوالب التثقيب الباردة، ودبابيس القطع، والأزاميل، وقوالب التشكيل، ومثاقب الصخور.

4.2 التنوع:إنّ خصائص فولاذ S7 المتعددة تجعله مادةً متعددة الاستخدامات، ومناسبةً لتطبيقات تصنيع متنوعة. وهذا يسمح باستخدامه في:

• الأدوات والقوالب متوسطة العمل البارد: التطبيقات التي تتطلب التوازن بين مقاومة التآكل والصلابة، وتعمل في درجة حرارة الغرفة أو بالقرب منها.
• قوالب صب البلاستيك: الأدوات المستخدمة في عملية صب البلاستيك بالحقن، حيث تكون المتانة والمقاومة للتآكل والتلف مهمة.
• قوالب العمل الساخن المتوسطة: التطبيقات التي تنطوي على درجات حرارة مرتفعة (تصل إلى 1000 درجة فهرنهايت أو 540 درجة مئوية) حيث يحتاج الفولاذ إلى الحفاظ على الصلابة والقوة تحت الحرارة والضغط المعتدلين.

4.3 الاستقرار في المعالجة الحراريةS7 فولاذ مُصلَّب بالهواء، أي أنه يتصلب عند تبريده بالهواء. مقارنةً بالتبريد بالماء أو الزيت، يُقلِّل هذا الفولاذ من خطر التشقق والتشوه أثناء عملية التصلب، مما يجعله مناسبًا لتصميمات الأدوات المعقدة.

4.4 قابلية التصنيع الجيدة:هذا مفيد لتصنيع الأدوات والقوالب المعقدة.

4.5 مقاومة التآكل المعتدلةعلى الرغم من أن مقاومته للتآكل ليست بنفس قوة بعض أنواع فولاذ الأدوات الأخرى (مثل O6)، إلا أنها لا تزال تتفوق على الفولاذ الهيكلي الشائع مثل 4140/4150. هذا يسمح باستخدامه في التطبيقات التي يُتوقع فيها حدوث بعض التآكل، ولكن المتانة العالية هي المتطلب الأساسي.

5. قارن S7 مع فولاذ D2

S7 وD2 هما نوعان من فولاذ الأدوات يُستخدمان عادةً في صناعة القوالب، لكنهما يتميزان بخصائص مميزة تجعلهما مناسبين لتطبيقات مختلفة. إليك مقارنة بينهما:

ميزة	فولاذ S7	فولاذ D2
تصنيف	فولاذ الأدوات المقاوم للصدمات	فولاذ أدوات العمل البارد عالي الكربون والكروم
الصلابة	ممتاز (أعلى مقاومة للصدمات)	معتدل (أقل من S7)
مقاومة التآكل	جيد (أقل من D2)	ممتاز (معيار لمقاومة التآكل)
طريقة التصلب	التصلب بالهواء	التصلب بالهواء
ثبات الأبعاد	جيد (0.001 بوصة/بوصة توسع)	ممتاز (حركة 0.0005 بوصة/بوصة)
قابلية التصنيع	جيد (تقييم 70)	عادل (تقييم 45)
الاستخدام الأساسي	تطبيقات مقاومة للصدمات، وأدوات متعددة الاستخدامات	مقاومة عالية للتآكل، فترات إنتاج طويلة

في الأساس، يُختار S7 عندما تكون المتانة ومقاومة الصدمات أمرين أساسيين، حتى لو كان ذلك يعني التضحية ببعض مقاومة التآكل. أما D2 فيُختار عندما تكون مقاومة التآكل العالية والثبات البُعدي أمرًا بالغ الأهمية لعمليات الإنتاج الطويلة، حتى لو كان ذلك يعني انخفاض مقاومة الصدمات.

6. الأسئلة الشائعة

6.1 هل S7 فولاذ جيد؟

S7 هو فولاذ جيد، خاصة عندما يتطلب التطبيق مقاومة ممتازة للصدمات والصلابة جنبًا إلى جنب مع صلابة العمل الجيدة وسهولة المعالجة الحرارية.

6.2 هل الفولاذ المستخدم في صناعة الأدوات S7 هش؟

لا يعتبر S7 هشًا لأنه يتمتع بصلابة عالية ومقاومة للصدمات.