ما هي تطبيقات الفولاذ أداة D2؟

فولاذ الأدوات D2 يُعدّ فولاذ D2 عنصرًا هامًا في عائلة فولاذ الأدوات المُشغول على البارد، عالي الكربون والكروم، ويتميز بمقاومة ممتازة للتآكل وثبات أبعادي. ويُستخدم غالبًا كمعيار لقياس أداء أنواع فولاذ الأدوات الأخرى في هذه الخصائص. يندرج فولاذ D2، إلى جانب أنواع أخرى من فولاذ النوع D، ضمن فئة الفولاذ المُشغول على البارد، ويُستخدم عادةً في درجات حرارة أقل من 200 درجة مئوية (عادةً في درجة حرارة الغرفة). بعد التطرق إلى خصائص فولاذ D2 بالتفصيل، ستُحلل هذه المقالة تطبيقات فولاذ الأدوات D2.

تركيبة الفولاذ D2

فولاذ الأدوات AISI D2 هو سبيكة حديدية معقدة. يحتوي تركيبه على نسبة عالية من الكربون، بالإضافة إلى كميات كبيرة من الكروم والموليبدينوم والفاناديوم. يتكون التركيب الاسمي لفولاذ الأدوات D2 عادةً مما يلي:

• الكربون (C): حوالي 1.52%، مع نطاقات من 1.00% إلى 1.60%، أو حتى ما يصل إلى 2.1% (بالنسبة لصلبات مسحوق المعادن).
• الكروم (Cr): حوالي 12.05%، مع نطاقات من 5.00% إلى 12.00%.
• الموليبدينوم (Mo): حوالي 0.76%، مع نطاقات تصل إلى 1.00%.
• الفاناديوم (V): حوالي 0.92%، مع نطاقات تصل إلى 0.20%.
• المنجنيز (Mn): حوالي 0.34%، مع نطاقات من 0.15% إلى 0.40%.
• السيليكون (Si): حوالي 0.31%، مع نطاقات من 0.20% إلى 0.50%.

خصائص الفولاذ D2

يتمتع الفولاذ D2 بمجموعة من الخصائص التي تجعله مناسبًا للغاية لتطبيقات العمل البارد الصعبة:

• مقاومة التآكل: D2 يقدم ممتاز يرتدي مقاومة عالية بسبب محتواها العالي من الكربون والكروم، مما يؤدي إلى تكوين كربيدات صلبة. بالمقارنة مع فولاذ الأدوات A2، يظهر D2 تحسنًا في مقاومة التآكل بمقدار 30 إلى 40%.
• الاستقرار الأبعادي: يتميز بخصائص استثنائية غير قابلة للتشوه وتشوهات دقيقة في البنية الدقيقة، مما يجعله مقاومًا للتشقق أثناء تشكيل وتصنيع المعادن. عند إخماده بالهواء من درجة حرارة التصلب المناسبة، من المتوقع أن يتمدد أو ينكمش D2 بمقدار 0.0005 مم/مم تقريبًا، مما يمثل أدنى تشوه بين فولاذ الأدوات.
• صلابة: يتمتع الفولاذ D2 بصلابة معتدلة، وهي أقل من تلك الموجودة في فولاذ الأدوات O1 أو سلسلة الفولاذ S.
• الصلابة: D2 هو فولاذ أداة ذو صلابة عميقة مع تشوه منخفض للغاية واتجاهات للتشقق أثناء إخماد عملية.
• قابلية التصنيع: يُعدّ الفولاذ D2 صعب التشغيل للغاية. عند معالجته بالحرارة بشكل صحيح، يبلغ تصنيف قابليته للتشغيل 45، مقارنةً بفولاذ الأدوات الكربوني 1% الذي يبلغ تصنيفه 100.
• مقاومة التليين: يتميز D2 بمقاومة عالية للتليين.
• قابلية اللحام: يحتوي فولاذ الأداة D2 على نسبة عالية من الكربون ويحتوي على كمية كبيرة من الكربيدات، مما يجعل عملية اللحام صعبة للغاية.

صلابة فولاذ الأداة D2

يتراوح نطاق صلابة الفولاذ D2 المُقسّى عادةً بين 60 و62 HRC، ويمكن أن يصل إلى 58-64 HRC لقوالب القطع والثني. في بعض التطبيقات، مثل الختم طويل المدى، يمكن استخدامه عند 58-60 HRC. لتسهيل المعالجة، يخضع الفولاذ D2 لعملية التلدين، مما ينتج عنه صلابة تتراوح بين 241 و269 BHN بعد التلدين.

تطبيقات فولاذ الأدوات D2

بعد التعرف على بعض خصائص فولاذ D2، لنعد إلى الموضوع الرئيسي ونناقش تطبيقاته. يُعد فولاذ الأدوات D2 المادة الأهم والأكثر استخدامًا بين فولاذ الأدوات المُشغول على البارد. تتطلب هذه المجالات أن يتمتع فولاذ D2 بمقاومة عالية للتآكل، وثبات أبعاد، وصلابة للتشغيل على البارد. تشمل تطبيقاته الرئيسية ما يلي:

• قوالب القطع والختم: يُعدّ D2 خيارًا ممتازًا لتطبيقات الختم طويلة الأمد، خاصةً للصلب والمعادن الأخرى. ويُستخدم على نطاق واسع في تقطيع وثقب القوالب.
• تشكيل ورسم القوالب: يُستخدم على نطاق واسع في تشكيل وتسوية وسحب القوالب. تشمل تطبيقاته قوالب السحب العميق، وأدوات التشكيل البارد، ولفائف التشكيل.
• أدوات القطع: يتم استخدام D2 في عمليات القطع المختلفة مثل سكاكين القص والتقطيع، وقوالب الثقب والقوالب.
• قوالب لف الخيوط: إن مقاومتها الممتازة للتآكل تجعلها مناسبة لقوالب لف الخيوط.
• أدوات أخرى: يُستخدم D2 في تطبيقات مثل قوالب الطوب، والمقاييس، وأدوات الصقل، واللفائف. كما يُمكن استخدامه في عمليات التشكيل بالحرارة لبعض القطع، مثل الأدوات، حيث يُفضّله المصنّعون عمومًا لمقاومته العالية لللين والتآكل، مع أدنى حد من تشوه البنية الدقيقة، ومقاومته العالية للتشقق أثناء تشكيل وتصنيع المعادن.

باختصار، يُعدّ D2 النوع الأكثر أهمية والأكثر شيوعًا بين فولاذ الأدوات عالي الكربون والكروم المُستخدم في العمل البارد، إذ يُوفّر توازنًا جيدًا بين خصائص مقاومة التآكل والمتانة، بالإضافة إلى فعاليته من حيث التكلفة. ويؤكد استخدامه الواسع النطاق دوره الهام في صناعات تشكيل المعادن والتشغيل الآلي.