مشاوره و فروش
02137163
فولادها در گستره ای از ترکیب های شیمیایی و خواص فنی ساخته می شوند تا بتوانند نیازهای متنوع صنعتی را پاسخ دهند. در این میان، فولاد 1.3505 که با نام 100Cr6 نیز شناخته می شود، به عنوان یکی از شناخته شده ترین فولادهای یاتاقانی، نقشی کلیدی در صنعت دارد. ترکیب خاص، رفتار مکانیکی ممتاز و قابلیت شکل پذیری حرارتی، آن را به انتخاب نخست مهندسان برای تولید قطعاتی بدل کرده که هم به استحکام بالا نیاز دارند و هم به مقاومت در برابر سایش.
در تحلیل بازار صنعتی، قیمت فولاد آلیاژی مانند 1.3505 نقش تعیین‌کننده‌ای در انتخاب مواد اولیه برای تولید قطعات دقیق و پرکاربرد دارد.
فولاد 1.3505 یکی از اعضای خانواده فولادهای پرکربن و پرکروم است که با ترکیبی نزدیک به یک درصد کربن و حدود 1.5 درصد کروم شناخته می شود. این آلیاژ، برای قطعاتی توسعه یافته که در شرایط اصطکاک بالا و بارگذاری مستمر، عملکرد دقیق و طول عمر بالا ضروری است. نام دیگر این فولاد، 100Cr6، بر اساس استاندارد DIN آلمان است. ساختار مارتنزیتی آن پس از عملیات حرارتی، این امکان را فراهم می سازد که قطعات تولیدشده از آن، به سختی و مقاومت سایشی قابل توجهی دست یابند، بی آن که از دقت ابعادی کاسته شود.
ترکیب شیمیایی این فولاد دلیل اصلی کارایی فوق العاده اش در برابر فشار و سایش است. حضور حدود یک درصد کربن، ساختار سخت و مقاومی به آن می بخشد و کروم، نقش تقویت کننده خواص مکانیکی و مقاومت در برابر زنگ زدگی سطحی را ایفا می کند. مقدار اندک سیلیسیم و منگنز، پایداری فازها را تضمین کرده و آخال های غیر فلزی را کاهش می دهد. درصد دقیق این عناصر نه تنها خواص متالورژیکی فولاد را تعیین می کند، بلکه نحوه پاسخ آن به عملیات حرارتی و ماشین کاری را نیز کنترل می کند.
فولاد 1.3505 پس از عملیات حرارتی، به سختی نهایی بیش از 60 راکول سی (HRC) می رسد؛ سختی ای که آن را در برابر ساییدگی مقاوم می سازد. این فولاد توانایی تحمل بارهای دینامیکی سنگین را دارد، بدون آن که دچار تغییر شکل پلاستیک شود. مدول الاستیسیته بالا، مقاومت به خستگی مناسب و پایداری ابعادی از دیگر ویژگی های مهم آن است. در عین حال، این فولاد شکنندگی نسبی نیز دارد که استفاده از آن را در کاربردهای خاصی محدود می سازد، موضوعی که در بخش معایب به آن خواهیم پرداخت.
در عرصه جهانی، هر کشور یا مجموعه صنعتی، فولادها را با استانداردی خاص معرفی می کند. فولاد 1.3505 در استاندارد SAE به نام 52100 شناخته می شود و در استاندارد AISI نیز همین کد برای آن به کار می رود. در استاندارد ژاپنی، آن را با نام SUJ2 می شناسند. این معادل ها به مهندسان در انتخاب جایگزین های محلی کمک می کند و باعث افزایش دسترسی به این آلیاژ پرکاربرد در بازارهای مختلف می شود.
فولاد 1.3505، به دلیل ویژگی های منحصربه فردش، جایگاه ثابتی در صنایع گوناگون یافته است؛ به ویژه در جایی که دقت، مقاومت سایشی و سختی سطحی اهمیت دارد. از مهندسی مکانیک تا صنعت خودروسازی و ابزارسازی، ردپای این فولاد دیده می شود.
کاربرد اصلی این فولاد در تولید یاتاقان ها، به ویژه رولربیرینگ ها و بلبرینگ های دقیق است. این قطعات که باید در شرایط سخت کاری، بدون تغییر شکل یا سایش قابل ملاحظه، سال ها فعالیت کنند، به جنسی نیاز دارند که هم سخت باشد و هم قابل ماشین کاری دقیق. فولاد 100Cr6 این تعادل ظریف را فراهم می کند. سطح سخت و هسته ی نسبتاً چقرمه آن، باعث می شود یاتاقان ها هم مقاوم باشند و هم در برابر ضربات ناگهانی آسیب نبینند.
میلگردهای ساخته شده از این فولاد، در ماشین آلاتی استفاده می شوند که به محورهای دقیق و سخت نیاز دارند؛ مانند ماشین های CNC، تجهیزات انتقال نیرو یا قطعات رباتیک. این میلگردها پس از سخت کاری، نه تنها در برابر فرسایش مقاوم اند بلکه انحراف و خمیدگی در آن ها به سختی اتفاق می افتد.
سایر موارد استفاده فولاد یاتاقانی در مهندسی دقیق
در مهندسی ابزار دقیق، قطعات اندازه گیری، غلطک های صنعتی، سوزن های انژکتور و قطعات هیدرولیکی، این فولاد نقش محوری ایفا می کند. دقت در فرآیند ماشین کاری و قابلیت پرداخت پذیری عالی آن، تولیدکنندگان را قادر می سازد ابزارهایی بسازند که تا صدم میلی متر پایدار بمانند.
همان گونه که هیچ ماده ای کامل نیست، فولاد 100Cr6 نیز در کنار مزایای فنی اش، محدودیت هایی دارد که باید در طراحی مهندسی لحاظ شود.
مزایای فنی و عملکردی
مهم ترین ویژگی این فولاد، سختی بسیار بالا پس از عملیات حرارتی است. مقاومت سایشی آن در حدی است که برای قطعات متحرک با تماس مستقیم، جایگزینی بهتر پیدا نمی شود. دقت بالا در ماشین کاری، تطبیق پذیری با تکنیک های مختلف حرارتی و دوام فوق العاده، این فولاد را برای قطعات دقیق ایده آل ساخته است.
این فولاد نسبت به شوک حرارتی و ضربه حساس است. ساختار مارتنزیتی شکننده ی آن می تواند در شرایط تنش بالا دچار ترک شود. همچنین، جوشکاری آن دشوار است و به ندرت در پروژه هایی که به اتصال جوشی نیاز دارند، استفاده می شود. ماشین کاری پیش از عملیات حرارتی نیز به ابزارهای خاص نیاز دارد.
عملیات حرارتی روح فولاد را شکل می دهد. برای فولاد 1.3505، این فرآیند، عملکرد نهایی را تعیین می کند.
نرمالایزینگ و آنیلینگ
در مراحل اولیه، فولاد به منظور یکنواخت سازی ساختار و کاهش تنش های داخلی، تحت عملیات آنیلینگ یا نرمالایزینگ قرار می گیرد. این عملیات به ساختار پرلیتی-فرّیتی تبدیل می شود و برای مراحل بعدی ماشین کاری مناسب است. دمای عملیات معمولاً در حدود 850 تا 880 درجه سانتی گراد است.
سخت کاری و برگشت دادن
پس از ماشین کاری، فولاد سخت کاری می شود. دمای آستنیتی کردن در حدود 800 تا 830 درجه سانتی گراد است و پس از آن در روغن کوئنچ می شود تا ساختار مارتنزیتی شکل بگیرد. بازپخت در دمای 150 تا 200 درجه، تنش های داخلی را کاهش می دهد و توازن بین سختی و چقرمگی را برقرار می سازد.
مقایسه دقیق با فولادهای دیگر، فهم بهتری از انتخاب مناسب در طراحی مهندسی می دهد.
مقایسه با فولاد 1.2842
فولاد 1.2842 یا همان O2، فولادی ابزارساز با کربن پایین تر و تافنس بالاتر است. در حالی که 1.3505 برای سختی و دقت ساخته شده، 1.2842 برای تحمل ضربه و ماشین کاری ساده تر ترجیح داده می شود.
مقایسه با فولاد 1.2210
فولاد 1.2210 (115CrV3) دارای درصد کربن کمتر و آلیاژ وانادیوم است که به آن سختی ثانویه و مقاومت سایشی می دهد. ولی در دقت ابعادی و سختی اولیه، از 1.3505 ضعیف تر عمل می کند.
بازار این فولاد، وابسته به عوامل فنی، اقتصادی و سیاسی است.
عوامل مؤثر بر قیمت فولاد یاتاقانی
نوسانات قیمت ارز، هزینه واردات مواد اولیه، میزان تقاضا در صنعت خودروسازی و نوسانات قیمت جهانی فولاد، مستقیماً بر قیمت فولاد 1.3505 تأثیر می گذارند. همچنین، فرایندهای عملیات حرارتی و هزینه بر بودن تولید داخلی نیز در این زمینه اثرگذارند.
در ایران، تولید داخلی این فولاد محدود است و بخش عمده ای از آن از کشورهایی چون آلمان، چین و هند وارد می شود. با توسعه زیرساخت های فولادسازی، تولید داخلی در حال افزایش است، اما هنوز از نظر کیفیت و تنوع، نیازمند ارتقاء است.
سوالات متداول
خیر، مقاومت به زنگ زدگی دارد ولی ضدزنگ نیست. برای محیط های مرطوب باید پوشش دهی شود.
به دلیل کربن بالا، جوشکاری آن دشوار است و توصیه نمی شود.
خیر، شکنندگی بالا آن را برای چنین کاربردهایی نامناسب می سازد.
روشا رشیدی هستم، فارغ‌التحصیل رشته ادبیات فارسی. حدود چهار ساله که به صورت حرفه‌ای تو حوزه تولید محتوا فعالیت می‌کنم. تو این مدت تونستم با تکیه بر علاقه و دانشم تو زمینه ادبیات و نویسندگی، متن‌های تاثیرگذار و هدفمندی برای نشریه‌ها، سایت‌ها و برندهای مختلف بنویسم. همیشه سعی کردم نیاز مخاطب رو خوب بشناسم و محتوایی تولید کنم که هم ارزشمند باشه، هم بتونه به هدف پروژه کمک کنه. تخصصم بیشتر تو نوشتن محتوای وب، مقاله‌های تخصصی، داستان‌نویسی و مدیریت محتوای شبکه‌های اجتماعیه. سعی می‌کنم با خلاقیت، دقت و به‌روز بودن، چیزی خلق کنم که تو ذهن مخاطب موندگار بشه.