فولاذ الأدواتيُستخدم في صناعة أدوات القطع، والمقاييس، والقوالب، والأدوات المقاومة للتآكل. يتميز فولاذ الأدوات العام بصلابة عالية، ويمكنه الحفاظ على صلابة عالية، وصلابة حمراء، ومقاومة عالية للتآكل، ومتانة مناسبة في درجات الحرارة العالية. كما تشمل المتطلبات الخاصة تشوهًا طفيفًا في المعالجة الحرارية، ومقاومة للتآكل، وقابلية تشغيل جيدة. وفقًا لتركيباته الكيميائية المختلفة، يُصنف فولاذ الأدوات إلى ثلاث فئات: فولاذ الأدوات الكربوني، وفولاذ الأدوات السبائكي، والفولاذ عالي السرعة (وهو في الأساس فولاذ أدوات عالي السبائك)؛ ويمكن تقسيمه، حسب الغرض، إلى ثلاث فئات: القطع.فولاذ الأدوات، الفولاذ القالب، والفولاذ القياس.
فولاذ الأدوات الكربوني:
محتوى الكربون في فولاذ الأدوات الكربوني مرتفع نسبيًا، ويتراوح بين 0.65% و1.35%. بعد المعالجة الحرارية، يمكن لسطح فولاذ الأدوات الكربوني الحصول على صلابة ومتانة أعلى، كما أن قلبه يتمتع بقابلية معالجة أفضل؛ صلابة التلدين منخفضة (لا تزيد عن HB207)، وأداء المعالجة جيد، لكن صلابة اللون الأحمر ضعيفة. عندما تصل درجة حرارة التشغيل إلى 250 درجة مئوية، تنخفض صلابة الفولاذ ومقاومته للتآكل بشكل حاد، وتنخفض صلابته إلى أقل من HRC60. يتميز فولاذ الأدوات الكربوني بقابلية صلابة منخفضة، ولا يمكن تقسية الأدوات الأكبر حجمًا (يبلغ قطر التصلب في الماء 15 مم). تختلف صلابة الطبقة المتصلبة السطحية والجزء المركزي اختلافًا كبيرًا أثناء التبريد بالماء، مما يسهل تشوهها أو تكوين شقوق أثناء التبريد. بالإضافة إلى ذلك، فإن نطاق درجة حرارة التبريد ضيق، ويجب التحكم في درجة الحرارة بدقة أثناء التبريد. لمنع ارتفاع درجة الحرارة وإزالة الكربون والتشوه. يُضاف الحرف "T" قبل فولاذ الأدوات الكربوني لتجنب الالتباس مع أنواع الفولاذ الأخرى: يشير الرقم الموجود في رقم الفولاذ إلى محتوى الكربون، مُعبَّرًا عنه بأجزاء من الألف من متوسط محتوى الكربون. على سبيل المثال، يشير T8 إلى متوسط محتوى كربون بنسبة 0.8%؛ أما بالنسبة للفولاذات ذات محتوى المنجنيز الأعلى، فيُشار إلى "Mn'" في نهاية رقم الفولاذ، مثل "T8Mn'". محتوى الفوسفور والكبريت في فولاذ الأدوات الكربوني عالي الجودة أقل من محتوى فولاذ الأدوات الكربوني عالي الجودة، ويُضاف الحرف A بعد رقم الفولاذ لتمييزه.
فولاذ الأدوات السبائكي
يشير إلى الفولاذ الذي تمت إضافة بعض عناصر السبائك إليه لتحسين أداء فولاذ الأدوات. تشمل عناصر السبائك المستخدمة بشكل شائع التنغستن (W) والموليبدينوم (Mo) والكروم (Cr) والفاناديوم (V) والتيتانيوم (Ti) وما إلى ذلك. لا يتجاوز المحتوى الكلي لعناصر السبائك 5٪ بشكل عام. يتميز فولاذ الأدوات السبائكي بصلابة وقابلية للتصلب ومقاومة للتآكل ومتانة أعلى من فولاذ الأدوات الكربوني. وفقًا للغرض، يمكن تقسيمه تقريبًا إلى ثلاث فئات: أدوات القطع والقوالب وأدوات القياس. يمثل إنتاج فولاذ القوالب حوالي 80٪ من فولاذ الأدوات السبائكي. من بينها، يُستخدم الفولاذ ذو المحتوى العالي من الكربون (wC أكبر من 0.80٪) في الغالب لتصنيع أدوات القطع وأدوات القياس وقوالب العمل الباردة. تكون صلابة هذا النوع من الفولاذ بعد التبريد أعلى من HRC60 ولديه مقاومة كافية للتآكل؛ يُستخدم الفولاذ ذو المحتوى المتوسط من الكربون (wt0.35٪ ~ 0.70٪) في الغالب لتصنيع قوالب العمل الساخنة. صلابة هذا النوع من الفولاذ بعد التبريد أقل قليلاً، عند HRC50~55، ولكن مع صلابة جيدة.
فولاذ الأدوات عالي السرعة
هو فولاذ أدوات عالي السبائك، يُطلق عليه عادةً اسم الفولاذ عالي السرعة. تتراوح نسبة الكربون فيه عادةً بين 0.70% و1.65%، وعناصر السبائك فيه عالية نسبيًا، بإجمالي يصل إلى 10-25%، بما في ذلك الكربون، والمنجنيز، والسيليكون، والكروم، والفاناديوم، والزنك، والموليبدينوم، والكوبالت. يُستخدم في صناعة أدوات القطع الدوارة عالية السرعة، بصلابة حمراء عالية، ومقاومة جيدة للتآكل، وقوة تحمل عالية، ونسبة عالية من الكروم، والفاناديوم، والزنك، والموليبدينوم. عند درجة حرارة القطع التي تصل إلى 600 درجة مئوية، لا تنخفض صلابته بشكل ملحوظ. يُنتج عادةً في فرن كهربائي، وتُستخدم طريقة مسحوق المعادن لإنتاج فولاذ عالي السرعة، بحيث تتوزع الكربيدات بالتساوي على المصفوفة في جزيئات دقيقة للغاية، مما يُطيل عمر الخدمة. تُمثل أدوات الفولاذ عالي السرعة حوالي 75% من إجمالي إنتاج الأدوات المحلية.
وقت النشر: ١٦ مايو ٢٠٢٥