فولاد سمانتاسیون

فولاد های سمانته به دو دسته تقسیم می شوند: سمانته های نیکل دار و سمانته های غیر نیکل دار،  که فولاد ۱٫۷۱۳۱ از جمله فولاد های سمانته غیر نیکل دار می باشد.

اصطلاح سمانته یا سمانتاسیون به معنی سختکاری سطحی می باشد که در واقع نوعی عملیات حرارتی هستند که سطح نمونه سخت می گردد و مغز نمونه بدون تاثیر سختی می ماند که در واقع می گوییم سطح سخت و مغز چقرمه (نرم) است.

این فولاد ترکیب شیمیایی ۱۶ MnCR5 که در دمای ۸۸۰-۹۸۰ درجه سانتی گراد کربن دهی می گردد  که در دمای۷۸۰-۸۲۰ سطح آن سخت می شود و در دمای ۱۵۰-۲۰۰ درجه ی سانتی گراد، تمپر می شود و سطح آن ماکزیمم (البته سایز های ریز) به ۴۷HRC می رسد از موارد کاربرد آن می توان به چرخ های دندانه دار و اجزاء فرمان اشاره نمود.

درصد کربن فولاد سمانته پایین و حداکثر ۰٫۳ است. فولادهای سمانتاسیون علاوه بر کربن دارای عناصر آلیاژی دیگر نظیر: منگنز، سیلیسیم، کرم، مولیبدن و نیکل می باشند و تحت عملیات حرارتی کربن دهی تولید می شوند. به دلیل درصد پایین کربن بعد از عملیات حرارتی سخت کاری سختی بالایی نخواهند داشت.

اگر سطح فولاد با عملیات کربن دهی پرکربن شود سختی سطح بالا می رود. حداکثر نفوذ کربن ۲ میلیمتر زیر سطح خواهد بود.

فولادهای سمانته سطحی سخت و مغزی نرم و چقرمه و مقاومت به سایش بالایی خواهند داشت و در عین حال مقاومت به ضربه بالایی نیز دارند.

فولادهای سمانته به دو دسته با استانداردهای مختلف تقسیم می شوند که به شرح زیر می باشند :

فولاد سمانته نوع اول

این فولاد سمانته به علت دارا بودن کرم و نیکل بالا در مقابل فشار و اصطکاک مقاومت بسیار عالی دارد. برای ساخت انواع چرخ دنده پیستون میله های هزار خار – گژن پین میل فرمان و … به کار می رود و با پلیش عالی در صنایع پلاستیک و ملامین نیز به کار می رود.با استاندارد ۵۹۱۹ (۷۲۱۰ آساب) تقریبا خواص مشابهی دارد.

فولاد سمانته نوع دوم

این فولاد سمانته نیز برای ساخت کلیه قطعاتی که باید دارای سطح بسیار سخت و مغز نرم باشند به کار می رود.مانند انواع مختلف چرخ دنده – میل فرمان – کرانویل و پیتیون و غیره در صنایع پلاستیک نیز استفاده می شود. با استاندارد ۷۱۴۷ تقریبا خواص مشابهی دارد. برای ساخت پوسته های فک آسیاب و میل جک های هیدرولیکی نیز به کار می رود.

گریدهای فولاد سمانتاسیون

فولاد سمانته ۷۱۳۱ (سمانتاسیون )

فولاد سمانته ۱٫۷۱۳۱ یک فولاد کربوریزه استاندارد اروپایی با قابلیت سخت شوندگی و ماشینکاری بسیار خوب است. برای بخش های بزرگتر، سختی پوسته زیاد و مقاومت در برابر سایش می تواند پس از عملیات حرارتی فراهم شود و تاثیر سختی سختی دمای پایین نیز زیاد است.

فولادهای سطحی سخت شونده (  Case Hardening Steels) ، معمولا بعد از کربن دهی (carburizing) و خنک شدن مورد استفاده قرار میگیرند، و عمدتا برای تولید چرخ دنده ها، خطوط لودر، عایق آب بندی یا درزگیری، و اجزای دیگر استفاده می شوند.

ترکیب شیمیایی

ترکیب شیمیایی فولاد ۷۱۳۱ سمانته در جدول زیر بیان شده است:

خواص فیزیکی

• چگالی: ۷٫۸ g/cm3

خواص مکانیکی

خواص مکانیکی فولاد سمانتاسیون ۱٫۷۱۳۱ ( فولاد ۱۶MnCr5 ) عبارت اند از:

•   تابکاری کامل شده (Soft annealed) : 207 HBW
•  عملیات حرارتی سخت شدن: ۱۵۶ – ۲۰۷ HBW
•  دمای نرمالیزه شدن: ۱۳۸-۱۸۷ HBW

تنش تسلیم

از دیگر مشخصات فولاد سمانته می توان به تنش تسلیم آن اشاره کرد. تنش تسلیم فولاد ۱٫۷۱۳۱ یا ۱۶MnCr5 ( بعد از سخت شدن و بازپخت در دمای ۲۰۰ درجه سانتی گراد) عبارتند از :

•  قطر کمتر از ۱۶ میلی متر : ۱۰۰۰ مگاپاسکال
•  قطر ۱۶ تا ۴۰ میلی متر : ۸۰۰ مگاپاسکال
•   قطر ۴۰ تا ۱۰۰ میلی متر: ۶۰۰ مگاپاسکال

عملیات حرارتی فولاد سمانته ۷۱۳۱

•  تست پایانی کوئنچ کردن درجه حرارت آستنیتی : ۸۷۰ (۳۰ – ۳۵ دقیقه)
•  دمای احیا یا کربن دهی: ۸۸۰ – ۹۸۰
•  دمای سطحی سخت شونده: ۷۸۰ – ۸۲۰
• دمای برگشت: ۱۵۰ – ۲۰۰
• خنک کردن: در دمای حدودا ۱۰۰ درجه در روغن و سپس تا حدود ۵۰ درجه در هوا

دماها به سانتی گراد می باشد!

کاربرد فولاد سمانته

فولاد سمانتاسیون ۷۱۳۱ بدلیل اینکه از قابلیت سخت شوندگی و ماشینکاری خوبی برخوردار است کابردهای بسیاری دارد از جمله:

•  ساخت قطعات ماشین آلات با سختی ظاهری زیاد
• عناصر هدایت کننده
•  قالب های رزین مصنوعی برای پردازش ترموپلاستی و پلاستیک گرماسختی
• ساخت چرخ دنده
• خطوط لودر

استاندارد

فولادهای سمانتاسیون ۱.۷۱۳۱ با استانداردهای مختلفی نامگذاری شده اند که استانداردهای آن در جدول زیر نشان داده شده است:

نام گذاری های دیگر فولاد ۷۱۳۱ سمانته

فولاد سمانته ۱٫۵۹۲۰

فولاد سمانته ۵۹۲۰ از دسته فولادهای آلیاژی سمانتاسیون می باشد که با مشخصه ۱۸CrNi8 در بازار موجود می باشد.

درصد کربن در این فولاد بسیار پایین است به همین دلیل بعداز عملیات سخت کاری ، سختی زیادی نخواهد داشت.

همچنین این فولاد ۱.۵۹۲۰ حاوی عناصر تشکیل دهنده دیگری مانند کروم و نیکل است که وجود هر کدام از این عناصر موجب تغییر مشخصات آن  می شود. به طور مثال وجود نیکل باعث بهبود چقرمگی فولاد می شود.

فولاد سمانته ۱٫۵۹۲۰ که طبق استاندارد ۱٫۷۱۳۹ DIN آلمان شناخته شده است، سختی پذیری سطحی بالایی دارد.

ترکیب شیمیایی فولاد سمانته ۱٫۵۹۲۰

ترکیب شیمیایی فولاد ۵۹۲۰ سمانته در جدول زیر بیان شده است:

کاربرد فولاد سمانته ۵۹۲۰

• ساخت قطعات تحت تنش بالا
• ساخت چرخ زنجیر
• صنایع خودرو سازی و ماشین سازی

عملیات حرارتی فولاد سمانته ۱.۵۹۲۰

دمای پیش گرم : ۱۵۰ – ۲۰۰

دمای فرجینگ : ۸۵۰ – ۱۱۵۰

دمای آنیل کاری : ۶۵۰ – ۷۰۰

محیط خنک شدن : روغن ، آب و حمام نمک

تمام دماها برحسب سانتی گراد می باشد!

آکام پارس تامین کننده انواع مقاطع فولادی سمانتاسیون بوده و آماده ارائه خدمات در زمینه استفاده و تامین این آلیاژها به صنایع کشور می باشد.