فولاد نیمه اتومات یک اصطلاح فنی است که معمولاً در صنایع فولادسازی و همچنین در بازار تجهیزات و ابزارها به کار میرود. برای درک درست این مفهوم، باید هم از دیدگاه فنی-مهندسی و هم از نظر کاربردی-بازاری به آن نگاه کرد. در ادامه یک مطلب جامع درباره فولاد نیمهاتومات برایتان آماده کردهایم. با فولاد ارزان همراه باشید.
فولاد نیمهاتومات چیست؟
اصطلاح «فولاد نیمهاتومات» بیشتر در صنعت ساخت ابزارها، قطعات ماشینکاری و نیز در بازار تیر و میلگرد بهکار میرود. این فولادها در حقیقت فولادهای خوشتراش (Free-Cutting Steel) هستند که با درصد مشخصی از گوگرد و فسفر آلیاژ میشوند تا ماشینکاری سریعتر، آسانتر و کمهزینهتر انجام شود. دلیل نامگذاری آنها به نیمهاتومات این است که برای استفاده در دستگاههای تراش نیمهاتوماتیک و اتوماتیک بسیار مناسباند.
این فولادها معمولاً تحت استانداردهای بینالمللی با نامهایی مثل:
۱۱SMn30 (بر اساس DIN)
AISI 12L14
C15Pb (فولاد سربدار خوشتراش)
شناخته میشوند.
ترکیب شیمیایی فولاد نیمهاتومات
این نوع فولاد معمولاً شامل ترکیبات زیر است:
کربن (C): 0.1 – ۰٫۲%
منگنز (Mn): 1 – ۱٫۵%
گوگرد (S): 0.2 – ۰٫۳۵%
فسفر (P): حداکثر ۰٫۱%
در برخی گریدها سرب (Pb) نیز برای افزایش خوشتراشی اضافه میشود.
وجود گوگرد و سرب باعث ایجاد برادههای کوتاه و نرم میشود که ابزار تراشکاری کمتر آسیب ببیند و راندمان تولید بالا برود.
فولاد ۱٫۷۲۲۵
فولاد mo40 به نام فولاد کروم مولیبدن معروف بوده که به دلیل سختیپذیری مناسب در بین صنعتگران و مهندسان مورد استقبال است.
خواص مکانیکی فولاد نیمهاتومات
مقاومت کششی: حدود ۳۷۰ – ۵۵۰ مگاپاسکال
سختی برینل: حدود ۱۲۰ – ۱۸۰ HB
چقرمگی: متوسط (مقاومت به ضربه پایینتر از فولادهای کربنی معمولی)
مقاومت سایشی: متوسط
ماشینکاریپذیری: بسیار عالی
این فولادها برای عملیات حرارتی (مثل سختکاری یا نرماله کردن) چندان مناسب نیستند، زیرا گوگرد و فسفر موجود در آنها باعث افت خواص مکانیکی در دماهای بالا میشود.
مزایا و معایب فولاد نیمهاتومات
مزایا:
ماشینکاری سریع و آسان در دستگاههای تراش اتوماتیک و CNC
سطح نهایی صیقلی و با کیفیت
کاهش هزینه ابزار برشی (تیغچه، مته و …)
مناسب برای تولید انبوه قطعات دقیق
معایب:
مقاومت پایین در برابر ضربه
قابلیت جوشکاری ضعیف (به دلیل گوگرد و فسفر)
عدم مناسب بودن برای عملیات حرارتی شدید
مقاومت پایین در شرایط بارگذاری سنگین
کاربردهای فولاد نیمهاتومات
این فولاد بیشتر در قطعاتی به کار میرود که نیاز به ماشینکاری سریع و تیراژ بالا دارند ولی تحت فشار یا بارگذاری خیلی شدید قرار نمیگیرند. برخی از کاربردهای رایج:
پیچ و مهره، پین، بوش
قطعات خودرو (مانند خارها و شفتهای کوچک)
قطعات برقی و الکترونیکی
ابزارهای کوچک صنعتی
اتصالات هیدرولیک و پنوماتیک
تفاوت فولاد نیمهاتومات با فولاد معمولی
فولادهای معمولی (مانند ST37 یا CK45) مقاومت مکانیکی بالاتری دارند ولی ماشینکاری آنها دشوارتر است.
فولاد نیمهاتومات برای سرعت تولید طراحی شده است نه استحکام بالا.
در فولاد نیمهاتومات از عناصر گوگرد و گاهی سرب استفاده میشود، در حالی که فولادهای ساختمانی و کربنی عادی این افزودنیها را ندارند.
فولاد نیمهاتومات یک نوع فولاد خوشتراش است که به دلیل ترکیب شیمیایی خاص خود، ماشینکاریپذیری بسیار بالایی دارد و برای تولید انبوه قطعات کوچک و دقیق صنعتی بسیار پرکاربرد است. با این حال، به دلیل استحکام و مقاومت پایینتر، نباید در سازهها یا قطعات تحت بارگذاری شدید استفاده شود.
جدول مقایسه فولاد نیمهاتومات، ST37 و CK45
| ویژگیها / فولاد | نیمهاتومات (Free-Cutting Steel) | ST37 | CK45 |
|---|---|---|---|
| ترکیب شیمیایی اصلی | C: 0.1–۰٫۲%Mn: 1–۱٫۵%S: 0.2–۰٫۳۵%(گاهی Pb) | C: حدود ۰٫۲%Mn: 0.5–۱% | C: 0.42–۰٫۵۰%Mn: 0.5–۰٫۸% |
| ویژگی برجسته | خوشتراش بودن (ماشینکاری سریع و راحت) | چقرمگی و جوشپذیری خوب | مقاومت مکانیکی و سختی بالا |
| مقاومت کششی (MPa) | 370–۵۵۰ | حدود ۳۶۰ | ۶۰۰–۸۰۰ (قابل افزایش با عملیات حرارتی) |
| سختی برینل (HB) | 120–۱۸۰ | ۱۲۰–۱۵۰ | ۱۷۰–۲۲۰ |
| قابلیت ماشینکاری | بسیار عالی ⭐⭐⭐⭐⭐ | متوسط ⭐⭐ | خوب ⭐⭐⭐ |
| قابلیت جوشکاری | ضعیف ❌ | بسیار خوب ✅ | متوسط (نیاز به پیشگرم) |
| قابلیت عملیات حرارتی | ضعیف | ضعیف | بسیار خوب (قابل سختکاری و برگشت) |
| مقاومت به ضربه و خستگی | پایین ❌ | خوب ✅ | متوسط تا خوب |
| کاربرد اصلی | قطعات کوچک و دقیق مثل پیچ، مهره، پین، اتصالات، شفتهای سبک | ساختمانسازی، اسکلت فلزی، مخازن، پروفیل | قطعات تحت بار مانند میللنگ، شافت، چرخدنده، محور |
| قیمت نسبی | نسبتاً بالا (به دلیل آلیاژکاری خاص) | ارزان | متوسط |
فولاد نیمهاتومات برای تولید سریع و انبوه قطعات ماشینکاری عالی است.
فولاد ST37 برای سازهها و ساختمانها بهترین انتخاب است.
فولاد CK45 برای قطعات مکانیکی تحت بارگذاری متوسط تا سنگین مناسبتر است.
