مشخصات فولاد تندبر

فولادهای تند بر که به اختصار فولاد HSS نامیده می شوند، یک کلاس تخصصی از فولاد های ابزار هستند که عمدتاً به دلیل توانایی آنها در ماشینکاری و برش مواد با سرعت بالا نامگذاری شده اند و اغلب در تیغه های اره برقی و مته ها استفاده می شود. از مشخصات فولاد تندبر  می توان به این مورد اشاره کرد که نسبت به فولاد ابزارهای قدیمی با کربن بالا برتری دارد زیرا می تواند در برابر دما های بالاتر بدون از دست دادن سختی مقاومت کند. فولادهای تندبر آلیاژهای پیچیده ای با پایه آهن از کربن، کروم، وانادیم، مولیبدن، تنگستن یا ترکیبی از آنها هستند. محور عملکرد فولادهای تندبر میزان سختی است که در طی فرآیند عملیات حرارتی به دست می‌آورند.

جهت اطلاع از قیمت فولاد hss کلیک نمایید.

عوامل آلیاژی در فولاد های تند بر

آهن خالص آنقدر نرم است که نمی توان از آن برای ساخت سازه استفاده کرد. با این حال، افزودن مقادیر کمی از عناصر دیگر (مثلاً کربن، منگنز یا سیلیکون) استحکام مکانیکی آن را تا حد زیادی افزایش می‌دهد. اثر هم افزایی عناصر آلیاژی و عملیات حرارتی، ریزساختارها و خواص مختلفی را ایجاد می کند. چهار عنصر آلیاژی اصلی که کاربید را در فولاد های تند بر  تشکیل می دهند عبارتند از تنگستن، کروم، وانادیم و مولیبدن. این عناصر آلیاژی با کربن ترکیب می شوند و ترکیبات کاربید سخت و مقاوم در برابر سایش را تشکیل می دهند. ریزساختار فولاد های تندبر از یک ماتریس مارتنزیتی با پراکندگی دو مجموعه کاربید تشکیل شده است. این کاربید ها معمولاً به عنوان کاربید های اولیه و ثانویه شناخته می شوند. کاربید های اولیه آن دسته از کاربید هایی هستند که در طی انجماد فولاد تشکیل می شوند و کاربید های ثانویه آنهایی هستند که در طی عملیات حرارتی سخت شدن ثانویه فولاد ها به وجود می آیند.

نقش عناصر آلیاژی در فولاد تند بر

تنگستن : کاربیدهای پایدار تولید می کند و اندازه دانه را برای افزایش سختی، به ویژه در دماهای بالا، تصفیه می کند. تنگستن به طور گسترده در فولادهای ابزار تند بر استفاده می شود و به عنوان جایگزینی برای مولیبدن در فولادهای فریتی برای کاربردهای هسته ای پیشنهاد شده است. افزودن حدود 10 درصد تنگستن و مولیبدن به طور موثر سختی پذیری فولاد های تند بر را به حداکثر می رساند. این خواص را در دمای بالایی که هنگام برش فلزات ایجاد می شود حفظ می کند. تنگستن و مولیبدن هر دو مقاومت را در برابر حرارت افزایش می دهند که باعث بهبود عملکرد برش ابزار در دماهای بالاتر می شود. کروم : کروم سختی، استحکام و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد. اثر تقویتی تشکیل کاربیدهای فلزی پایدار در مرزهای دانه و افزایش شدید مقاومت در برابر خوردگی، کروم را به یک ماده آلیاژی مهم برای فولاد تبدیل کرد.. مولیبدن : هنگامی که به فولاد ابزار اضافه می شود، مولیبدن آن را در برابر دماهای بالا مقاوم تر می کند. مولیبدن به دلیل نقطه ذوب بالای مولیبدن، سختی و استحکام را به ویژه در دماهای بالا افزایش می دهد. مولیبدن به دلیل افزایش کشش در دمای بالا و استحکام خزش فولاد منحصر به فرد است. وانادیوم : به طور کلی به فولاد اضافه می شود تا از رشد دانه در طی عملیات حرارتی جلوگیری کند. کنترل رشد دانه باعث بهبود استحکام و چقرمگی فولاد های سخت شده می شود. اندازه دانه خواص فلز را تعیین می کند. به عنوان مثال، اندازه دانه های کوچکتر استحکام کششی را افزایش می دهد و تمایل به افزایش شکل پذیری دارد. کبالت : به عنوان افزودنی آلیاژ اختیاری است و تنها در تعداد کمی از سوپر آلیاژ ها وجود دارد. افزودن کبالت بسته به درجه خاص فولاد، از رشد دانه ها در درجه حرارت بالا جلوگیری میکند و سبب بهبود پایداری سختی و استحکام در درجه حرارت های بالا میباشد.