فولاد ۱٫۳۵۰۵ یکی از گریدهای مهم فولادهای آلیاژی پرکربن و پرکروم است که در استاندارد DIN آلمان شناخته میشود و معادل آن در نامگذاری دیگر عبارت است از:
۱۰۰Cr6 در استاندارد DIN
AISI 52100 در استاندارد آمریکایی
GCr15 در استاندارد چینی
این فولاد بهویژه در صنایع بلبرینگسازی و قطعات با مقاومت بالا کاربرد دارد.
فولاد ۱٫۳۵۰۵ با داشتن مقدار نسبتاً بالایی کربن (~۱%) و کروم (~۱٫۳۵-۱٫۶۰%)، پس از عملیات حرارتی سختی و مقاومت بسیار بالایی پیدا میکند که آن را برای قطعاتی با بارگذاری و سایش زیاد مناسب میسازد.
خواص فیزیکی و مکانیکی
فولاد ۱٫۳۵۰۵ دارای ویژگیهای بارز زیر است:
خواص مکانیکی
دارای سختی بالا بعد از عملیات حرارتی است.
این محصول فولادی مقاومت سایشی عالی دارد.
۱٫۳۵۰۵ دارای مقاومت بالا در برابر خستگی و بارگذاری تکراری می باشد.
پایداری ابعادی خوب پس از سختکاری از جمله خصوصیات این فولاد است.
این ویژگیها باعث شده این فولاد برای قطعات با بار و سایش زیاد مناسب باشد.
دیگر خواص
این فولاد دارای چقرمگی مناسب پس از عملیات حرارتی می باشد.
این فولاد قابلیت ماشینکاری مناسب در حالت آنیل را دارد.
سختی این فولاد تا حدود HRC 64 بعد از کوئنچ و تمپر مناسب می رسد.
چگالی آن در حدود ۷٫۸–۷٫۹ g/cm³ می باشد.
این محصول فولادی قابلیت جوشکاری نسبتاً ضعیفی دارد. (معمولاً برای قطعات حساس جوشکاری توصیه نمیشود)
خرید mo40
مولیبدن و کروم نقش اصلی در افزایش سختیپذیری، مقاومت به سایش و پایداری در دماهای نسبتاً بالاتر دارند.
ترکیب شیمیایی فولاد ۱٫۳۵۰۵ – ۱۰۰cr6
ترکیب شیمیایی این فولاد به صورت تقریبی به شرح زیر است (به درصد وزنی):
| عنصر | درصد حدودی |
|---|---|
| کربن (C) | 0.93 – ۱٫۰۵ |
| کروم (Cr) | 1.35 – ۱٫۶۰ |
| منگنز (Mn) | 0.25 – ۰٫۴۵ |
| سیلیسیم (Si) | 0.15 – ۰٫۳۵ |
| فسفر (P) | ≤۰٫۰۲۵ |
| گوگرد (S) | ≤۰٫۰۱۵ |
| مس (Cu) | ≤۰٫۳۰ |
| مولیبدن (Mo) | ≤۰٫۱۰ |
| آلومینیوم (Al) | ≤۰٫۰۵ |
این ترکیب باعث میشود فولاد سختی پذیری خوبی داشته باشد و پس از عملیات حرارتی به سختی بالا و مقاومت سایشی چشمگیری دست یابد.
عملیات حرارتی فولاد ۱٫۳۵۰۵ – ۱۰۰cr6
آنیل کردن (Annealing)
فولاد ۱٫۳۵۰۵ یک فولاد بلبرینگی پرکربن–پرکروم است و آنیلکاری آن معمولاً با هدف نرمسازی، بهبود ماشینکاری، یکنواختسازی ساختار و کاهش تنشهای داخلی انجام میشود. به دلیل کربن بالا، نوع آنیل اهمیت زیادی دارد.
اهداف آنیل کردن فولاد ۱٫۳۵۰۵
کاهش سختی برای ماشینکاری آسانتر
یکنواخت شدن ریزساختار
کاهش تنشهای داخلی ناشی از نورد یا فورج
آمادهسازی مناسب برای عملیات سختکاری بعدی
انواع آنیل فولاد ۱٫۳۵۰۵
آنیل کامل (Full Annealing)؛ این روش کمتر رایج است، اما گاهی برای یکنواختسازی کامل ساختار استفاده میشود.
مراحل: گرم کردن تا دمای ۷۸۰ تا ۸۰۰ درجه سلسیوس. سپس نگهداری در این دما (بسته به ضخامت قطعه). و در آخر سرد کردن بسیار آهسته داخل کوره.
نتیجه:
ساختار: پرلیت درشت + کاربید
سختی: حدود ۲۲۰–۲۴۰ HB
ماشینکاری بهتر نسبت به حالت نرماله
آنیل کروی (Spheroidizing Annealing)؛ این روش بهترین و مهمترین و متداولترین گزینه برای فولاد ۱٫۳۵۰۵ است. هدف از این کار تبدیل کاربیدهای لایهای به کاربیدهای کروی شکل برای بیشترین نرمی و بهترین ماشینکاری می باشد.
روش متداول برای این کار گرم کردن تا حدود ۷۵۰–۷۷۰ درجه سلسیوس است. سپس نگهداری طولانی مدت آن (۸ تا ۲۴ ساعت) و در آخر سرد کردن آهسته در کوره است. روش دیگر روش سیکلی است یعنی نوسان دما بین ۷۲۰–۷۸۰ درجه سلسیوس برای چندین ساعت می باشد.
نتیجه:
ساختار: کاربید کروی در زمینه فریت
سختی نهایی: حدود ۱۸۰–۲۱۰ HB
کوئنچ و تمپر (Quenching & Tempering)
کوئنچ در دمای ~۸۳۰–۸۷۰ °C در روغن
تمپر در دمای پایین (~۱۵۰–۱۸۰ °C) برای افزایش سختی
سختی نهایی میتواند تا حدود ۶۴ HRC برسد.
افزایش مقاومت به سایش و خستگی در کاربردهای با بار بالا میشود.
کاربردهای فولاد ۱٫۳۵۰۵
فولاد ۱٫۳۵۰۵ به دلیل خواص ممتازش در صنایع مختلف کاربرد گستردهای دارد: اصلیترین کاربرد این فولاد در تولید توپیها، رولها و رینگهای بلبرینگ است. دیگر کاربردها به شرح زیر می باشد؛
تولید شافتها و محورهای چرخان
تولید چرخدندهها
ساخت رینگها و نیدلها
تولید بوشها
ساخت ابزارهای برشی سبک
این فولاد در بخشهایی کاربرد دارد که نیاز به سختی سطحی زیاد و مقاومت در برابر سایش دارند. همچنین در ساخت ابزارهای دقیق و قطعات حساس ماشینآلات تولیدی که درخواست تحمل بار بالا دارند.
مزایا و معایب فولاد ۱٫۳۵۰۵
مزایا
- مقاومت سایشی بسیار بالا
- سختی سطح بالا پس از عملیات حرارتی
- مقاومت خستگی و بار تکراری عالی
- قابلیت ماشینکاری پس از آنیل
- مناسب برای قطعات دقیق با عمر بالا
معایب
- جوشپذیری ضعیف
- عدم انعطاف مناسب در حالت خام بدون عملیات حرارتی
- برای کاربردهایی با دماهای بسیار بالا مناسب نیست (محدودیت دما)
فولاد ۱٫۳۵۰۵ (۱۰۰Cr6 / AISI 52100) یک فولاد بلبرینگ پرکاربرد، با مقاومت سایش بالا و سختی عالی است که در قطعاتی با بارگذاری بالا و اصطکاک زیاد بهطور گسترده استفاده میشود. خواص مکانیکی قابل تنظیم از طریق عملیات حرارتی، آن را برای کاربردهای دقیق مهندسی باز هم مناسبتر کرده است.
- سختی پذیری بالا
- مقاومت خوب دربرابر سایش و فشار
- استحکام و چقرمگی خوب
- قابلیت ماشینکاری خوب
- استحکام بالا
- تمیزی بالا
- مقاومت در برابر چرخه بالا
- استفاده مکرر و موقعیتهای پر استرس
- کربن ۹۳ تا ۱٫۰۵ %
- سیلسیم ۰٫۱۵ تا ۰٫۳۵ %
- منگنز ۰٫۲۵ تا ۰٫۴۵ %
- کروم ۱٫۳۵ تا ۱٫۶ %
- مس ۰٫۰۱ تا ۰٫۳ %
- مولیبدن ۰٫۱ %
- گوگرد ۰٫۱۵ %
- آلومینیوم ۰٫۰۵ %
- فسفر ۰٫۰۲۵ %
- دمای آهنگری : ۸۵۰ تا ۱۱۰۰ درجه
- دمای آنیل کردن : ۷۸۰ تا ۸۰۰ درجه
- دمای نرماله کردن : ۸۷۰ تا ۹۰۰ درجه
- دمای برگشت دادن : ۱۵۰ تا ۱۷۰ درجه
- ساخت صفحات تا قطر ۳۰ میلی متر
- ساخت حلقه های اتصال
- ساخت غلطک
- ساخت ساچمه
