آشنایی با فولاد گرمکار

فولاد های گرمکار خانواده ای پرکاربرد در صنعت هستند. این دسته فولادها به این علت اینگونه نامگذاری شده اند که در دمای بالای ۳۱۶ درجه سانتی گراد استفاده میشوند و قادر به تحمل سایش و فشار در دمای بالا هستند.

در مورد ترکیبات شیمیایی فولاد گرمکار می توان گفت در فولاد های گرمکار از کربن کم برای افزایش چقرمگی فولاد استفاده میکنند. همچنین فولاد های گرمکار از سه آلیاژ اصلی تشکیل میشوند که از این رو به سه گروه فولاد های پایه کروم، پایه مولیبدن دار و پایه تنگستن تقسیم میشوند. عنصر وانادیوم که به طور کلی مقاومت به سایش فولاد را افزایش میدهد، در فولادهای گرمکار هم باعث مقاومت به سایش و مقاومت حرارتی میشود و همچنین زمانی که در دمای بالایی قرار گیرند هیچگونه نرمی و تغییر شکلی نخواهند داشت. در نهایت کروم موجود در این فولاد، آن را در مقابل اکسایش در دمای بالا مقاوم میسازد.

این فولاد ها در استانداردهای آلمانی با یک کد به عنوان UNS مانند ۱.۲۳۴۴ یا ۱.۲۷۱۴ معرفی می شوند و یا به صورت کدینگ ترکیبات شیمیایی براساس آلیاژهای اصلی در استاندارد DIN آلمان مانند X۴۰CrMoV۵ و ۵۵NiCrMoV۷ آورده شده است. استاندارد AISI که مخفف American Iron and Steel Institute (انستیتو آهن و فولاد آمریکا) است در گروه H قرار میگیرند و از H۱۰ تا H۵۹ نام گذاری میشوند. بر اساس این استاندارد در اکثر فولاد های گرمکار از وانادیوم استفاده میشود که استحکام و سختی پذیری را بهبود میبخشد.

فولاد های پایه کروم

فولاد های گرمکار از H۱ تا H۱۹ بر پایه کروم هستند اما همین دسته از فولاد ها به دو دسته فولاد تنگستن دار و مولیبدن دار تقسیم بندی میشوند. سه فولاد گرمکار ۱.۲۳۴۴، ۱.۲۷۶۷ و ۱.۲۷۱۴ از فولادهای مولیبدن دار پایه کروم و سه فولاد ۱.۲۵۴۲، ۱.۲۵۶۷ و ۱.۲۵۸۱ از فولاد های تنگستن دارد پایه کروم هستند.

فولاد های پایه مولیبدن

فولاد های پایه مولیبدن از H۲۰ شروع و تا H۳۹ هستند. مولیبدن ریزدانه سازی فولاد را بهبود و موجب افزایش مقاومت حرارتی در فولاد میشود و همچنین سختی و استحکام را در دمای بالا افزایش میدهد. خواص زیر از مواردیست که با افزودن مولیبدن به فولاد ایجاد میشود:

• قابلیت جوشکاری
• مقاومت تسلیم
• مقاومت نهایی
• مقاومت به شوک الکتریکی

فولاد های پایه تنگستن

تنگستن عنصری است که باعث سختی پذیری، مقاومت گرمایی و افزایش مقاومت به سایش در فولاد میشود. آلیاژهای تنگستن در طیف وسیعی از برنامه ها از جمله صنایع هوافضا و خودرو و محافظ تابش مورد استفاده قرار می گیرند.

خواص فولاد گرمکار

فولاد های گرمکار به دلیل کار در دمای بالا کاربرد های زیادی دارند ازین رو شامل خواص مکانیکی و فیزیکی خوبی هم میشوند. کروم موجود در فولاد گرمکار مقاومت به سایش آن را افزایش میدهد که در دمای بالا هم این خاصیت پایدار است. این دسته فولاد ها به طور کلی استحکام کششی بالا، مقاومت به سایش در دمای بالا، مقاومت در برابر شوک های حرارتی و مقاومت به ضربه خوب را دارا هستند. فولاد های گرمکار به شکلی تولید میشوند که در هنگام کار در دمای بالا هیچ تغییر شکلی نخواهند داشت.

به طور کلی فولاد های دسته گرمکار از دسته فولاد های آلیاژ متوسط و پر آلیاژ هستند اما از کربن کمی برخوردارند. با افزایش کربن سختی در فولاد ها افزایش میابد و معمولا فولاد های کم کربن قیمت کمتری هم دارند. بنابراین به دلیل سختی به نسبت کم فولاد های ابزاری گرمکار باتوجه به داشتن کربن بالای ۰.۳ درصد، قابلیت آبکاری و افزایش سختی را دارا هستند. همچنین عناصر کروم، تنگستن و مولیبدن باعث سختی و جلوگیری از نرم شدن این فولاد در دمای بالا میشود.

کاربرد فولاد های گرمکار

فولاد گرمکار شرکت تجارت آلیاژ به دلیل کار در حرارت بالا کاربرد های وسیعی دارند. این کاربردها شامل ابزارهای گرمکار تحت بار زیاد، تجهیزات اکستروژن داغ، قالب های پرس و دایکست فلزات سنگین، قالب های خم و سکه زنی و قالب های پلاستیک و به خصوص قالب های آلومینیوم میشوند. تقریبا در بیش از ۸۰% از صنایع تولیدی کشور فولاد گرمکار به میزان متفاوت مورد استفاده قرار می­گیرد.

قیمت فولاد گرمکار

فولاد های آلیاژی بر اساس تولید کننده و عناصر موجود در آن ها قیمت گذاری میشوند. فولاد های کم آلیاژ قیمت کمتری دارند که سرآمد آنها، فولاد St۳۷ است که نزدیکترین فولاد به آهن است. فولاد هایی نظیر St۵۲ و Ck۴۵ در جایگاهی بعد از St۳۷ قرار میگیرند. براساس آزمایشات متعدد و تجارب صنعتی بسیار در طول سالیان دراز برای رسیدن به فولادهایی با کاربرد خاص آلیاژ های زیادی نظیر کربن، کروم، وانادیوم، سیلیسوم، نیکل و... به فولاد اضافه میشود که با اضافه کردن این آلیاژ ها قیمت فولاد نیز افزایش میابد و هرچه میزان آلیاژهای گران تر در فولاد بیشتر باشد قیمت آن نیز بیشتر خواهد بود. به عنوان مثال دو عنصر گوگرد و فسفر به دلیل قیمت بالا به میزان کمی در فولاد ها مورد استفاده قرار میگیرند. بدیهی است قیمت فولاد گرمکار نیز به همین دلیل گرانتر از فولادهای معمول می باشد.

قیمت فولاد به عوامل دیگری نیز بستگی دارد که میتوان به روش تولید و قطر و ابعاد آن اشاره کرد. تولید فولاد ها در مقاطع مختلف در سایز های کوچک و بسیار بزرگ پیچیده و هزینه بر است که همین امر موجب میشود تا قیمت فولاد افزایش داشته باشد.

فولاد گرمکار ۱.۲۳۴۴

یکی از پرکاربرد ترین فولاد های گرمکار، فولاد ۱.۲۳۴۴ است که براساس استاندارد AISI آمریکا با نام H۱۳ تولید میشود. فولاد ۱.۲۳۴۴ به دلیل خواص خوب در قالب سازی مورد استفاده قرار میگیرد که عموما برای قالب های آلومینیومی است. در عناصر فولاد ۲۳۴۴ وانادیوم موجود است که باعث مقاومت به سایش مناسب در آن میشود. از سایر خواص این فولاد میتوان به مقاومت به ضربه مناسب و شوک حرارتی بالا و همچنین ماشین کاری خوب اشاره کرد. کروم موجود در این فولاد آن را قادر میسازد تا در درجات بالا توانایی کار داشته باشد.

فولاد ۱.۲۳۴۴ در دمای ۷۶۰ – ۸۱۰ درجه سانتی گراد آنیل میشود و سپس خنک میشود. این پروسه سختی این فولاد را افزایش میدهد. این فولاد در کشورهای زیادی تولید میگردد که اگر به دنبال کیفیت بالا و دوام بیشتر هستید فولاد گرمکار DSS اوکراین، فولاد گرمکار بهلر اتریش و یا نوع آلمانی آن از برندهای مطرح این فولاد هستند که نسبت به رقبای چینی و تایوانی قیمت بالاتر و کیفیت بیشتری دارند.