logo
شرکت حامی آلیاژ آسیا (فولاد حامیران)
02163511
02162846000
logo

آموتیت چیست

فولاد چهار پهلو آموتیت

مشخصات فولاد 1.2550

فولاد 1.2550 جز خانواده فولادهای سردکار میباشد.

این فولاد به دلیل کربن متوسط دارای سختی پذیری خوب و به علت دارا بودن تنگستن ضد سایشی خوب و وانادیوم آن چقرمگی را بالا میبرد.

عموما برای کاربردهایی که نیاز به ضد سایشی و شوک پذیری هم زمان دارد با در نظر داشتن اینکه دما خیلی بالا نباشد مناسب است.

کاربردهای 1.2550

  • ابزار برشی (قالب ها و پانچ)
  • ابزار برش چوب
  • قالب پولک زنی برای برش ورق های تا ضخامت 12 میلی متر
  • قالب های برش دهنده و شکافنده
  • پانچ های سوراخ کاری سرد
  • تیغه های برشی
  • چاقوهای تراش دادن
  • مقار
  • ابزارهای سکه زنی
W V Cr S P Mn Si C
1.7-2.2 0.1-0.2 0.9-1.2 0.03MAX 0.03MAX 0.15-0.45 0.7-1 0.55-0.65

مشخصات فولاد 1.2510 (آموتیت s)

فولاد 1.2510 جز فولادهای سردکار محسوب میشود که با نام قدیم بهلر Amutite S ( آموتیت s ) و بهلر جدید K460 نیز شناخته میشود ولی برای این گرید استاندارد آلمانی موجود نیست ولی میتوان این فولاد را میتوان معادل O1 در استاندارد آمریکایی A681 ASTM در نظر گرفت. این فولاد پایداری ابعادی بالا و شوک پذیری تقریبا خوبی دارد. استاندارد معادل آمریکایی o1 و سمبل آن 100MnCrW4 میباشد.

فولاد 1.2510 با سمبل 100MnCrW4 جزء فولادهای ابزار سردکار کم آلیاژ میباشد که در گروه فولاد های پرکربن قرار میگیرد، این کربن بالا باعث عملیات حرارتی پذیری این فولاد میشود.

W V Cr S P Mn Si C
0.5-0.7 0.05-0.15 0.5-0.7 0.035 0.035 1-1.2 0.15-0.35 0.9-1.05

 ترکیب شیمیایی O1:

S P V W Cr Mn Si C
0.03max 0.03max 0.3max 0.4-0.6 0.4-0.7 1-1.4 0.1-0.5 0.85-1

تفاوت درصد عناصر به علت تفاوت استاندارد آمریکایی

فولاد ابزار O1 یک فولاد ابزار کار سرد کم آلیاژ است که در عملیات حرارتی باید با روغن کوئنچ شود. فولاد ابزار O1 حاوی مقادیر کمی منگنز، تنگستن و کروم است که به فولاد ابزار O1 چقرمگی کافی برای استفاده های معمولی ابزار و قالب می دهد. فولاد ابزار O1 دارای خواص سخت شدن عمیق با ساختار دانه ریز با چقرمگی غیر معمول است. فولاد ابزار O1 پاسخ خوبی به عملیات حرارتی با تغییرات ابعادی کوچک دارد. اندازه های بیش از 2 اینچ ضخامت یا گرد ممکن است سختی کمتری را در داخل نشان دهند.

در مواردی که پایداری ابعادی بیشتر در عملیات حرارتی یا بهبود مقاومت در برابر سایش مورد نیاز است، فولادهای ابزار با محتوای آلیاژی بالاتر، مانند A2 یا D2 باید در نظر گرفته شوند. کاربردهای معمولی برای فولاد ابزار O1 عبارتند از:  قالب های کشش، قالب های اکستروژن، قالب برش ها، قالب های شکل دهی، سنج های ویژه، چاقوهای کاغذی، پانچ ها، ریمر ها، قالب‌های برش ضربه‌ای و غیره.

نوعی فولاد ابزار سردکار میباشد که به واسطه میزان کربن بالای آن پس از عملیات حرارتی مقاومت به سایش خوبی را از خود نشان میدهد علاوه بر این میزان تنگستن و کروم آن به خاصیت ضد سایشی آن کمک میکند.

فولادهای O1 عمدتاً برای ابزارسازی کوتاه مدت برای قالب‌های شکل‌دهی سرد، قالب‌های خالی کردن، و ابزارهای برشی که در دمای محیط کار می‌کنند استفاده می‌شوند.

کاربردهای معمولی برای فولاد ابزار O1 عبارتند از: قالب‌های پرکننده، شکل‌دهی، و قالب‌بندی، گیج‌ها، برش‌های برش، پانچ‌ها، قالب‌های تقویت‌کننده، پین‌های ضربه‌ای، قالب‌های رول نخی، قالب‌های خمشی، قالب‌های پلاستیکی، شیم‌ها، بادامک‌ها، راه‌های ماشینی، مهر، قطعات ماشین آلات، جگ ها، قالب های کاتر، قالب های چرخشی و غیره.

فولادهای O1 عمدتاً برای ابزارهای قالب سرد با عمر کوتاه، قالب‌های پرکننده و ابزارهای برشی که در دمای محیط کار می‌کنند استفاده می‌شوند.

کاربردهای معمولی برای فولاد ابزار O1 عبارتند از: قالب‌ها، قالب‌ها و روکش‌ها، گیج‌ها، کاترها، پانچ‌ها، قالب‌های پشتیبان، ناودانی ضربه‌ای، قالب‌های نورد، قالب‌های خمشی، قالب‌های پلاستیکی، شیم‌ها، بادامک‌ها، ماشین‌ها، مهرها، قطعات ماشین‌آلات، جیگ‌ها، برش جیگ ها، مهر زدن قالب ها و غیره

تاریخچه فولاد O1

فولاد O1 در سال 1905 توسط steel Halcomb ساخته شد که چند سال بعد توسط Crucible Steel خریداری شد. با این حال، تاریخ کمی جالب تر از این است. در سال 1876 یک شرکت بزرگ فولاد به نام Sheffield،Sanderson Brothers ، کارخانه تولید فولاد Sweet’s Geddes Steel Works را در سیراکوز نیویورک خریداری کرد. تعرفه های آمریکا منجر به کاهش شدید فولاد صادراتی از شفیلد شده بود و تولید فولاد از ایالات متحده نیز به میزان قابل توجهی افزایش یافته بود. بنابراین چندین شرکت فولادی انگلیسی، از جمله برادران ساندرسون، تأسیسات تولیدی را در ایالات متحده راه اندازی کردند. Sanderson Brothers یک شرکت فولادی بسیار قدیمی شفیلد بود که در سال 1776 تأسیس شد. توسعه فولاد ابزار از حدود سال 1900 به دلیل کشف “فولاد تندبر” شروع به انفجار کرد است تاریخچه فولاد ابزار اولیه  سال 1900 اهمیت دوچندان داشت زیرا در آن سال 13 کارخانه بزرگ فولاد که از روش‌های تولید فولاد بوته‌ای استفاده می‌کردند، 95 درصد از تولید فولاد بوته‌ای در ایالات متحده را تشکیل می‌دادند.

برادران ساندرسون شرکت فولاد بوته­ای را تشکیل دادند سپس از چندین سال رییس این شرکت، شرکت هالکومب را تاسیس کرد که کوره قوس الکتریکی را برای اولین بار ساخت و در تولید فولاد استفاده کرد که در سال 1905 ساخته و در سال 1906 استفاده شد این کوره نسبت به فرایند بوته ای ارزان تر بود و فولاد را با کیفیت بالاتری تولید میکرد که از کوره قوس الکتریکی میتوان برای کاهش فسفر و گوگرد (ناخالصی های رایج در فولادها) استفاده کرد  و همینطور سرباره کمتری تولید میشود که به این معنی است فلزات اکسید شونده مانند کروم و وانادیوم و منگنز  کاهش میابد در سال 1934 تولید فولاد به روش بوته ای کاملا با روش کوره قوس الکتریکی جایگزین شد.

اولین فولاد تندبر که به عنوان T1 با 4 درصد کروم که در هوا سخت کاری میشد تولید شد. فولادهای تندبر ابتدا برای ابزار برش تولید میشد، در صورتیکه صنعت قالبسازی عمدتا به فولادهایی متکی بود که نیاز به کوئنچ کردن در آب داشتند.

متالورژیست جان.ای.متیوس (John.A.Mathews) از شرکت هالکومب (Halcomb) فولادی با قابلیت سخت شدن بین فولادهای تندبر با قابلیت سخت شدن در هوا و فولادهای با قابلیت کوئنچ کردن در آب ساخت که به اولین فولاد با قابلیت سخت کاری در روغن تبدیل شد.

متیوس به دلیل ثبت اختراع افزودن وانادیوم به فولادهای تندبر مشهور است، که باعث شد فولاد T1 به محبوب ترین وفاد تندبر اوایل قرن 20 میلادی تبدیل شود. قالب­ها در برخی موارد در روغن سخت میشدند ولی این گرید جدید اولین فولاد آن زمان بود که پس از سخت کاری در روغن و به سختی یکسان و کاملی در ابعاد بزرگ برسد.

این فولاد جدید کتوس (Ketos) نام گرفت، که به دلیل اعوجاج و ترک بسیار کم و پایداری ابعادی بالا پس از سخت کاری در روغن تبلیغ میشد، این باعث تولید اشکال و طراحی ها پیچیده و کمترین میزان سایش شد.

این مزایا به این معنی بود که کتوس هم در فروشگاه های قالبسازی و هم ابزار فروشی بسیار محبوب شد. در منابع دلیلی برای نامگذاری این فولاد پیدا نشد فقط اینکه کتوس به معنای هیولای دریایی در یونان باستان میباشد.

علیرغم مزیت فناوری ارائه شده توسط کوره قوس الکتریکی و تولید چشم گیر کتوس فولاد هالکومب به عنوان یک شرکت مستقل عمر کوتاه یداشت. فولاد هالکومب توسط فولاد Crucible در سال 1911 خریداری شد که میزان تولید فولاد ابزار را افزایش داد و از همان نام تجاری کتوس استفاده میکرد، کتوس به دلیل محبوبیت زیاد توسط چند شرکت فولادی دیگر کپی شد و چندین دهه بعد نام AISI O1 را به خود اختصاص داد.

فولا آموتیت

تاریخچه ترکیبات O1

طراحی و تکامل ترکیبات O1 به طور دقیق مشخص نیست اما از فولادی که آن زمان رایج بوده رشد کرده است.

اولین فولاد ابزار فولاد موشت (Mushet) بود که در سال 1868 با 2 درصد کربن و 2.5 درصد منگنز و 7 درصد تنگستن ساخته شد، این استیل به دلیل منگنز بالا قابلیت سخت شدن در هوا و به دلیل کربن و تگستن بالا ضد سایشی بالایی داشت، این فولاد ابزار اصلی به غیر از فولادهای ساده کربنی آن زمان به مدت 25 سال بود.

قبل از تلاش های تیلور و وایت در زمینه ساخت فولادهای تندبر، تحولاتی در آلیاژ سازی وجود داشت، به ویژه با آزمایشات ترکیبات مختلف منگنز و کروم و تنگستن و همینطوری آزمایشاتی در رابطه با جایگزینی فولادهای منگنز-تنگستن موشت توسط کروم-تنگستن .

در دهه 1880-1890 آزمایشاتی در فرانسه برروی فولادهای آلیاژ شده با کروم انجام شد و در سال 1890 مطالعاتی بر روی فولادهای کم آلیاژ با ترکیبی از کروم و تنگستن انجام شد.

از سال  1887 سندی از یک فولاد با ترکیب شیمیایی تقریبا مشابه O1 وجود دارد که توسط Brooklyn Chromme Steel Works ساخته شده است. میزان کروم و تنگستن بسیار بالاتر از آنهای بود که در ابتدا از سال 1894 به بعد مورد بررسی قرار گرفتند و منجر به توید فولاد 4درصد کروم و 18 درصد تنگستن شد که به اولین فولاد تندبر تبدیل شد بنابراین o1 بیشتر شبیه فولاد های اولیه 1890 است که به طور خاص برای کاربردهای با سرعت بالا مورد بررسی قرار نگرفته بودند. اولین ترکیب گزارش شده ای که برای O1 یافت شده مربوط به سال 1925 است.

یک تکامل جایگزین بالقوه برای O1 وجود دارد، چندین ادعا نزدیک بازه زمانی 1920-1930 وجود دارد که O1/Ketos به عنوان گریدی نزدیک به آنچه اکنون O2 نامیده میشود، با منگنز بالاتر (1.25-1.72%(. سپس منگنز تا حدی با 0.5% کروم و تنگستن 0.5% جایگزین شد. با این حال نمیتوان ترکیبی برای کتوس پیدا کرد که آن را چیزی غیر از O1 و O2 نشان دهد، اکثرا بیشتر شرکت ها نسخه های خود را تا سال 1920 توسعه دادند و این نسخه ها بین ترکیبات O1و مثل O2 قرار داشتند.

بر اساس تحقیقات صورت گرفته در سال 2020 در سوابق تاریخی فولادهای سخت شونده در روغن نوع O2 اولین مورد فولاد Paragon Oil Hardening Crucible بود که حداقل به سال 1911 بر میگردد بنابراین این احتمال وجود دارد که متیوس یا کروسیبل هردو نوع اصلی O1 و O2 را توسعه داده باشد، اگرچه O2 بعدا بوجود آمد.

در مقاله 1925 با جیمز گیل (james gill) آورده شده است که 1.6%منگنز بیشتر مستعد ترک خوردگی و رشد دانه بود تا نسخه پایین منگنز با کروم و تنگستن. او ترکیب نوع O1 را ترجیح داد به ویژه وقتی وانادیوم را برای اتصال دانه اضافه میکردن. مقاومت در برابر ترک خوردگی و حساسیت کمتر به دمای سخت کاری ترکیبات O1 نسبت به O2 ممکن است دلیل تغییر این فولاد باشد.

طراحی O1

O1 خاصیت سخت شدن روغن خود را از ترکیب منگنز و کروم به دست می آورد، هر دو عنصری که به سختی پذیری کمک می کنند. در اوایل دهه 1900 نیز اعتقاد بر این بود که W به سختی پذیری کمک می کند، بنابراین ممکن است برای این منظور نیز اضافه شده باشد. O1 تقریباً نیمی از منگنز فولاد اصلی Mushet را دارد، بنابراین شاید این یک اصلاح عمدی از فولاد سخت‌شونده در هوای اولیه بود تا سختی‌پذیری را به «سخت شدن روغن» تغییر دهد. افزودن وانادیم اختیاری است هرچند که به ریزدانه کردن کمک می کند. تنگستن همچنین به ریزدانه کردن و مقاومت در برابر سایش کمک می کند، اگرچه مقدار آن به اندازه ای کم است که سهم آن در این ویژگی ها نسبتاً کم است. مزیت اصلی O1 در مقایسه با فولاد کربنی ساده مانند 1095 این است که می توان آن را در روغن سخت کرد و از ترک خوردن، اعوجاج و تغییر اندازه جلوگیری کرد.

تاریخ O1 مورد استفاده در چاقو

از آنجایی که O1 تبدیل به یک فولاد ابزار بسیار محبوب شد، تعیین اینکه چه کسی اول از آن در چاقوها استفاده کرده است نسبتاً دشوار است. به دلیل در دسترس بودن گسترده در طیف وسیعی از اندازه ها و سهولت در آهنگری و عملیات حرارتی، هم در تیغه سازهای آهنگری و هم در چاقوسازان چاقوساز محبوب بوده است. یکی از چاقوسازان معروف به استفاده از O1 W.D. “Bo” Randall بود که در حدود سال 1938 پس از خرید چاقوی Scagel که او را تحت تاثیر قرار داد شروع به ساخت چاقو کرد.

از اولین کاتالوگ چاقوهای رندال موجود در سال 1940، می‌گوید که چاقوها ساخته شده از بهترین فولاد ابزار وارداتی سوئدی هستند. این فولاد به عنوان O1 در کاتالوگ شناسایی نشد تا اینکه در نسخه 1985  آن را فولاد ابزار O1 سوئدی وارداتی نامید.

ریزساختار O1

کاربیدها نسبتاً کوچکی دارد که به خوبی توزیع شدند. کاربیدهای ریز به طور کلی به معنای چقرمگی خوب و پایداری لبه های برشی هستند.

تست چقرمگی O1

در اینجا اعداد چقرمگی O1 در دمای 1475 درجه فارنهایت یا 1550 درجه فارنهایت به مدت 10 دقیقه آستنیته شده، در روغن سریع سرد شده و بین 350 تا 450 درجه فارنهایت برگشت داده شده است. نمونه ها توسط Warren Krywko عملیات حرارتی و توسط Alpha Knife Supply ماشینکاری شدند. آستنیته کردن در دمای 1550 درجه فارنهایت منجر به کاهش چقرمگی به دلیل افزایش مارتنزیت بشقابی یا اندازه دانه شد. تمپر کردن تا دمای 450 درجه فارنهایت منجر به شکنندگی مارتنزیت خنثی شده، نشد. ممکن است ارزش امتحان کردن 1450 یا 1500 درجه فارنهایت را داشته باشد، اما در حال حاضر دمای آستنیته توصیه شده 1475 درجه فارنهایت است. روغن متوسط مانند Parks AAA به دلیل سختی بالا می تواند با O1 استفاده شود. برای افزایش اندکی سختی و همچنین کاهش متناظر در چقرمگی می توان پس از کوئنچ، یک عملیات سرد اضافه کرد.

با وجود ساختار کاربید ریز O1، چقرمگی آن در مقایسه با فولادهای دیگر زیاد نیست. به عنوان مثال، A2 احتمالاً نزدیکترین همتای O1 از نظر استفاده در فولادهای قالب است، اما به جای سخت شدن روغن، درهوا می­شود. با این حال، A2 با وجود ساختار کاربید خوب O1، هم چقرمگی و هم مقاومت به سایش بهتری نسبت به O1 دارد. احتمالا این به دلیل “مارتنزیت بشقابی” در O1 باشد، اما نمی توان با اطمینان گفت.

فولاد آموتیت s

چقرمگی نسبتا ضعیف O1 به نظر می رسد یک یافته ثابت باشد چه در تست چقرمگی Knife Steel Nerds، Crucible یا Carpenter. این بدان معنا نیست که چقرمگی O1 بد است، اما به دلیل ساختار کاربید خوب و سطح پایین مقاومت در برابر سایش، انتظار می رود چقرمگی بهتر باشد. در اینجا مقایسه ای بین اعداد چقرمگی Knife Steel Nerds و Crucible وجود دارد که نشان می دهد آن ها به خوبی همبستگی دارند و نتایج برای O1 نیز مشابه هستند (توجه داشته باشید که مقیاس ها به دلیل هندسه های مختلف نمونه متفاوت است):

مقاومت در برابر سایش و حفظ لبه

O1 برای مقاومت در برابر سایش بالا شناخته نشده است، به عنوان مثال، مقاومت سایشی کمتری نسبت به D2 دارد . و رتبه‌بندی‌های عمومی از تولیدکنندگان فولاد معمولاً نشان می‌دهد که O1 مقاومت سایشی کمتری نسبت به اکثر فولادهای قالبی دیگر آنها دارد. یک آزمایش گزارش شده از حفظ لبه CATRA با O1 وجود دارد که من از آن مطلع هستم، به سفارش جف پیچی. او هر کدام را تا زاویه بسیار کم 13 درجه تیز کرد. O1 با سختی بسیار بالا (64 Rc) آزمایش شد، اما حفظ لبه آن به وضوح کمتر از فولادهای دیگر بود:

درک این موضوع از طریق آگاهی از اثرات کاربیدها بر حفظ لبه آسان است که می توانید در اینجا بخوانید. O1 دارای مقدار نسبتاً کمی از کاربیدهای آهن نرم است که به اندازه کاربیدهای کروم در A2 یا کاربیدهای مولیبدن / تنگستن و وانادیم در M2 و T15 در حفظ لبه نقش ندارند. فولادهای کم آلیاژ به طور کلی (1095، 52100، O1، W2، و غیره) حفظ لبه برش نسبتاً ضعیفی دارند.

هزینه، در دسترس بودن، عملیات حرارتی، تکمیل، و تیز بودن

بزرگترین مزیت O1 در طول سالیان در دسترس بودن آن تقریباً در همه جا و هزینه نسبتاً پایین آن بوده است. همچنین عملیات حرارتی آن نسبتاً آسان است زیرا نیازهای آستنیته آن مشابه سایر فولادهای کم آلیاژ است و به دلیل سختی پذیری بالا، به راحتی برای سختی کامل کوئنچ می شود، حتی با روغن آرام. نقطه ضعف آن این است که به دلیل سختی بالایی که دارد، بازپخت آن دشوارتر است. در مورد بازپخت در اینجا بیاموزید: O1 همچنین به دلیل مقاومت در برابر سایش کم به راحتی تکمیل و تیز می شود. فورج کاری O1 نیز بسیار خوب است.

جهت اطلاع از قیمت فولاد آموتیت کلیک نمایید.

 

 خلاصه و نتیجه گیری

O1 به عنوان توسعه “فولاد سخت شده در روغن” در انفجار توسعه فولاد که در اوایل قرن بیستم رخ داد، شروع شد. فولاد “کتوس” توسط هالکومب استیل در سال 1905 پس از توسعه توسط متالورژیست جان.ای. متیوس منتشر شد. هالکومب استیل شرکتی بود که توسط چارلز هالکومب، اولین رئیس شرکت کروسیبل استیل تشکیل شد که شرکت خود را تشکیل داد و کارخانه را مستقیماً در مجاورت کروسیبل در سیراکوز، نیویورک ساخت. هالکومب استیل تنها چند سال بعد توسط کروسیبل خریداری شد، اما سال‌ها به فروش فولاد به‌عنوان Halcomb Ketos ادامه داد و Crucible به فروش O1 به عنوان فولاد Ketos ادامه می‌دهد. O1 دارای مقدار متوسط منگنز (~ 1.2٪) همراه با کروم و W برای سختی، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر رشد دانه بود. در مورد اینکه آیا فولاد O2 با طراحی ساده‌تر آن از منگنز (~ 1.6٪) ممکن است اول بوده و برای ساختن ترکیب نهایی O1 اصلاح شده باشد، سردرگمی وجود دارد. فولاد سخت کننده روغن به دلیل مقدار بسیار کمی تاب، اعوجاج و تغییرات اندازه که فولاد در اثر سخت شدن روغن مشاهده می کرد، در بین شرکت های ابزار و قالب بسیار محبوب بود. دیگر شرکت‌های بزرگ فولاد ابزار، فولادهای سخت‌کننده روغن خود را ساختند که همه نسخه‌های O1 و O2 بودند. O1 دارای ریزساختار ظریف سمنتیت است. چقرمگی آن با وجود ساختار خوب و مقاومت به سایش نسبتاً کم است. حفظ لبه آن به دلیل مقدار کمی کاربید آهن نرم (سمنتیت) نسبتاً کم است. O1 برای چندین دهه در چاقوها رایج بوده است. O1 معروف است که توسط Randall Knives از سال 1938 شروع شده و تا به امروز ادامه دارد.

مشخصات فولاد ۲۵۴۲

فولاد 1.2542 که به نام فولاد آموتیت 2542 نیز شناخته می شود، از دسته فولادهای آلیاژی سردکار است. این فولاد به دلیل کربن متوسط، سختی پذیری خوبی دارد .مقاومت به شوک بسیار بالا، استحکام بالا، مقاومت به سایش و مقاومت به خوردگی قابل قبولی از ویژگی های این محسوب می شود.

کاربرد فولاد آموتیت 2542

استاندارد آمریکایی معادل s1 میباشد و سمبل این فولاد 45WCrV7 میباشد.

فولاد 2542 موارد استفاده، بسیاری دارد. چند مورد از شایع ترین کاربردهای این فولاد عبارتند از:

  • انواع ابزارآلات سرد و گرم پنوماتیک (بادی)
  • انواع ابزارآلات برش سرد و گرم ورق
  • قالب های فشاری
  • قالب های اکستروژن
  • قالب های ریخته گری داغ
  • قالب های ریختگری آلومینیوم
  • کلیه ابزارآلات کارگرم برای سرویس دهی در دمای محیط

جدول آنالیز فولاد 2542

کربن 0.5 0.4
کروم 1.2 0.9
گوگرد 0.035 ——-
وانادیم 0.2 0.15
سیلیسیم 1.1 0.8
منگنز 0.4 0.2
فسفر 0.035 ———
تنگستن 2.1 1.8

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اسکرول به بالا