جدول فولاد سردکار

فولادهای سردکار یکی از مهم ترین گروه های فولاد ابزار هستند که برای ساخت ابزارها و قطعاتی مورد استفاده قرار می گیرند که در دمای نسبتا پایین تحت فشار، سایش، ضربه یا برش قرار دارند. قالب های برش، پانچ، تیغه های صنعتی، قالب های کشش، ابزارهای شکل دهی و برخی غلتک ها از مهم ترین کاربردهای این گروه از فولادها هستند.

تنوع بالای گریدهای فولاد سردکار باعث شده است انتخاب گرید مناسب بدون بررسی مشخصات فنی کار ساده ای نباشد. میزان کربن و عناصر آلیاژی، سختی، مقاومت به سایش، چقرمگی و نحوه عملیات حرارتی از جمله عواملی هستند که در انتخاب فولاد مناسب باید بررسی شوند.

در جدول فولاد سردکار می توان مشخصات گریدهای پرکاربرد را در کنار یکدیگر قرار داد و از نظر استاندارد، ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی مقایسه کرد. در ادامه، چند مورد از شناخته شده ترین فولادهای ابزار سردکار بررسی شده اند.

قیمت فولاد های ابزاری سردکار بسته به گرید، ترکیب شیمیایی، ابعاد، برند تولید کننده و شرایط بازار می تواند متفاوت باشد.

جدول فولادهای سردکار

فولادهای سردکار بر اساس ترکیب شیمیایی و روش سخت کاری در گروه های مختلفی قرار می گیرند. فولادهای سری D به دلیل درصد بالای کربن و کروم، مقاومت سایشی بسیار خوبی دارند. فولادهای سری A معمولا قابلیت سخت شدن در هوا و پایداری ابعادی مناسبی ارائه می دهند و فولادهای سری O نیز به عنوان فولادهای سخت شونده در روغن شناخته می شوند.

به همین دلیل نمی توان یک گرید را به عنوان بهترین فولاد سردکار برای تمام کاربردها معرفی کرد. برای مثال، در کاربردی که مقاومت به سایش اولویت اصلی است ممکن است D2 انتخاب مناسبی باشد، در حالی که برای کاربردی که به ترکیب مناسب تری از چقرمگی، سختی و پایداری ابعادی نیاز دارد، A2 می تواند گزینه بهتری باشد. D2 یکی از متداول ترین فولادهای گروه D است و A2 نیز به دلیل سخت شدن در هوا و تغییر شکل محدود هنگام عملیات حرارتی کاربرد گسترده ای دارد.

جدول نام و استاندارد فولادهای سردکار

یکی از مشکلات رایج هنگام خرید فولاد سردکار، تفاوت نام گذاری یک فولاد در استانداردهای مختلف است. ممکن است یک فولاد با نام AISI در یک منبع و با شماره متریال یا نام EN در منبع دیگری معرفی شود.

جدول زیر برخی از گریدهای رایج را بر اساس استانداردهای شناخته شده مقایسه می کند:

گرید AISI	شماره متریال	نام EN / DIN	گروه کلی	ویژگی شاخص
D2	1.2379	X153CrMoV12	فولاد پر کربن و پر کروم	مقاومت سایشی بالا و پایداری ابعادی مناسب
D3	1.2080	X210Cr12	فولاد پر کربن و پر کروم	سختی و مقاومت سایشی بالا
D6	1.2436	X210CrW12	فولاد پر کربن و پر کروم	مقاومت سایشی بسیار خوب
A2	1.2363	X100CrMoV5	فولاد سخت شونده در هوا	تعادل مناسب میان چقرمگی و مقاومت سایشی
O1	1.2510	100MnCrW4	فولاد سخت شونده در روغن	ماشین کاری مناسب و سختی بالا

برای نمونه، فولاد D2 با شماره 1.2379 و نام X153CrMoV12 مطابقت دارد. فولاد D3 نیز با شماره 1.2080 و نام X210Cr12 شناخته می شود. همچنین A2 با شماره متریال 1.2363 و نام X100CrMoV5 معرفی می شود.

توجه داشته باشید که معادل سازی فولادها در استانداردهای مختلف همیشه به معنای یکسان بودن کامل آن ها نیست. محدوده مجاز عناصر آلیاژی، شرایط تولید و الزامات استاندارد می توانند با یکدیگر تفاوت داشته باشند. بنابراین برای کاربردهای حساس بهتر است آنالیز محصول و استاندارد اعلام شده توسط تولید کننده نیز بررسی شود.

جدول ترکیب شیمیایی فولادهای سردکار

ترکیب شیمیایی تاثیر مستقیمی بر رفتار فولاد سردکار دارد. کربن معمولا نقش مهمی در دستیابی به سختی و مقاومت سایشی دارد، در حالی که عناصری مانند کروم، مولیبدن، وانادیوم و تنگستن می توانند سختی پذیری، مقاومت سایشی و پایداری فولاد را تحت تاثیر قرار دهند.

در جدول زیر ترکیب شیمیایی تقریبی چند فولاد سردکار پرکاربرد ارائه شده است:

گرید	کربن C %	کروم Cr %	مولیبدن Mo %	وانادیوم V %	منگنز Mn %	تنگستن W %
D2	1.40 تا 1.60	11.00 تا 13.00	0.70 تا 1.20	حداکثر حدود 1.10	حداکثر 0.60	–
D3	1.90 تا 2.20	11.00 تا 13.00	حداکثر حدود 0.20	–	0.20 تا 0.60	–
D6	2.00 تا 2.30	11.00 تا 13.00	–	–	0.30 تا 0.60	0.60 تا 0.80
A2	0.95 تا 1.05	4.75 تا 5.50	0.90 تا 1.40	0.15 تا 0.50	0.40 تا 1.00	–
O1	0.85 تا 1.00	0.40 تا 0.60	–	حداکثر حدود 0.30	1.00 تا 1.40	0.40 تا 0.60

برای D2، محدوده کربن 1.40 تا 1.60 درصد و کروم 11 تا 13 درصد گزارش شده است. در فولاد O1 نیز میزان کربن حدود 0.85 تا 1 درصد و منگنز 1 تا 1.4 درصد است. A2 معمولا حدود 0.95 تا 1.05 درصد کربن و 4.75 تا 5.5 درصد کروم دارد.

در مورد فولاد D3 یا 1.2080 نیز مقدار کربن در محدوده 1.90 تا 2.20 درصد و کروم در محدوده 11 تا 13 درصد قرار می گیرد. درصد بالای کربن و کروم یکی از دلایل مقاومت سایشی بالای این فولاد است.

فولاد D6 یا 1.2436 نیز دارای حدود 2 تا 2.3 درصد کربن، 11 تا 13 درصد کروم و حدود 0.6 تا 0.8 درصد تنگستن است.

مقادیر ارائه شده در جدول، محدوده های متداول استاندارد هستند و آنالیز دقیق محصول خریداری شده باید از روی سرتیفیکیت یا گواهی آنالیز همان محصول بررسی شود.

جدول خواص مکانیکی و سختی فولادهای سردکار

سختی یکی از اصلی ترین معیارهای انتخاب فولاد سردکار است، اما نباید تنها معیار تصمیم گیری باشد. فولادی با سختی بسیار بالا ممکن است مقاومت سایشی خوبی داشته باشد، اما در شرایط ضربه ای مستعد لب پر شدن یا شکست باشد. به همین دلیل پارامترهایی مانند چقرمگی، مقاومت فشاری، مقاومت به سایش و پایداری ابعادی نیز اهمیت دارند.

جدول زیر یک مقایسه کلی از مهم ترین خواص فولادهای سردکار ارائه می کند:

گرید	سختی معمول پس از سخت کاری و تمپر	مقاومت سایشی	چقرمگی نسبی	پایداری ابعادی	کاربرد متداول
D2	حدود 58 تا 62 HRC	بسیار بالا	متوسط رو به پایین	بالا	قالب برش، پانچ، تیغه و ابزارهای سایشی
D3	حدود 58 تا 64 HRC	بسیار بالا	پایین	مناسب	قالب برش، ابزار پرس و قطعات سایشی
D6	حدود 58 تا 62 HRC	بسیار بالا	پایین	مناسب	قالب، تیغه و ابزارهای مقاوم به سایش
A2	حدود 58 تا 62 HRC	بالا	خوب	بسیار خوب	پانچ، قالب برش، تیغه و ابزار شکل دهی
O1	حدود 57 تا 62 HRC	متوسط تا بالا	مناسب	متوسط	ابزار برش، گیج، قالب و ابزار عمومی

اعداد سختی به شرایط آستنیته کردن، محیط سرد کردن، دمای تمپر، ابعاد قطعه و سیکل عملیات حرارتی وابسته هستند و باید به عنوان محدوده متداول در نظر گرفته شوند. برای مثال، سختی D2 در یکی از دیتاشیت های مرجع حدود 62 HRC گزارش شده و محدوده متداول کاری D2 در منابع تخصصی حدود 58 تا 61 HRC نیز ذکر شده است.

A2 در حالت سخت شده می تواند به حدود 63 تا 65 HRC برسد و با افزایش دمای تمپر، سختی آن کاهش پیدا می کند. در دمای تمپر حدود 205 درجه سانتی گراد، سختی حدود 60 تا 62 HRC برای این گرید گزارش شده است.

فولاد O1 نیز بسته به شرایط عملیات حرارتی می تواند محدوده وسیعی از سختی را تجربه کند و حداکثر سختی راکول C گزارش شده برای آن حدود 64 HRC است.

به طور کلی، اگر مقاومت به سایش اولویت اصلی باشد، فولادهایی مانند D2، D3 و D6 گزینه های قابل بررسی هستند. اگر علاوه بر مقاومت سایشی، چقرمگی و پایداری ابعادی اهمیت زیادی داشته باشد، A2 می تواند انتخاب مناسبی باشد. O1 نیز برای بسیاری از ابزارهای عمومی سردکار گزینه اقتصادی و قابل ماشین کاری محسوب می شود.

انتخاب نهایی نباید فقط بر اساس جدول سختی انجام شود. نوع تنش وارد شده به ابزار، جنس قطعه کار، تعداد سیکل کاری، احتمال ضربه، ضخامت قطعه، روش عملیات حرارتی و هزینه ساخت همگی باید در تصمیم نهایی در نظر گرفته شوند.

سوالات متداول