فولادهای ابزار کربنی

فولاد ابزار کربنی چیست؟

آیا تا به حال چیزی در مورد فولاد ابزار کربنی شنیده ‌اید؟ می ‌دانید نام این فولاد از کجا گرفته شده است و چه کاربردهایی در صنایع مختلف دارد؟ برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه با ما همراه باشید.

طبق دسته بندی موسسه آهن و فولاد آمریکا، فولاد براساس ترکیبات شیمیایی به چهار گروه تقسیم می شود. هر دسته دارای انواع مختلفی از فولاد است که خواص فیزیکی، شیمیایی و زیست محیطی خود را دارد. مقدار کربن و آلیاژهای اضافی، خواص هر درجه را تعیین می کند. طبق استاندارد این موسسه، فولاد می ‌تواند بر اساس ترکیبات شیمیایی به چهار گروه اساسی دسته ‌بندی شود:

• فولاد کربن دار
• فولاد آلیاژی
• فولاد ضدزنگ
• فولاد ابزار

در میان گریدهای فوق، فولاد کربنی یکی از شناخته ترین هاست که از آن برای ساخت ابزارهای دستی و ماشینی استفاده می شود. مقاومت به سایش، سختی و توانایی حفظ شکل در دماهای بالا از مهمترین ویژگی های این فولادها به شمار می آید. فولاد ابزار کربنی گروهی از این نوع فولاد است که به دلیل داشتن درصد بالای کربن و درصد پائین عناصر آلیاژی و همچنین عدم استفاده در صنایعی که نیاز به دمای کاری بالا دارند، برای ساخت قطعات و ابزارهای متنوع در صنایع مختلف استفاده می شود.

از برخی خواص فولادهای ابزار کربنی می توان به مقاوم بودن در برابر سایش، سختی مقاوم بودن نسبت به تغییرشکل و دفورمه شدن و همچنین، قابلیت حفظ لبه برش دهنده در دماهای بسیار بالا اشاره کرد که از آن برای شکل دهی به سایر مواد استفاده می شود. در فولادهای کربنی علاوه بر کربن، عناصر دیگری مانند سیلیسیوم، گوگرد و منگنز نیز به میزان کم وجود دارد. جهت به دست آوردن خواص مطلوب تر و بهتر، عناصر دیگری مانند کرم، نیکل، تنگستن، تیتانیوم، وانادیوم و مولیبدن به فولادها افزوده می شوند.

خواص فولاد ابزار کربنی

با توجه به اینکه فولاد ابزار کربنی درصد بالایی کربن دارند، از سختی بالاتری نسبت به فولادهای سردکار و گرمکار برخوردار هستند؛ اما برخلاف فولاد گرمکار دمای کاری آنها بسیار پایین­تر است و در صورتی که در دمای کاری بیشتر از ۱۵۰ درجه سانتیگراد قرار بگیرد خواص خود را از دست می دهد.

مقاومت به اصطکاک از دیگر خصوصیات مثبت فولاد ابزار کربنی است. ماشین کاری در فولاد ابزار کربنی بسیار وابسته به میزان درصد عنصر کربن آن است؛ هر چه میزان کربن بیشتر باشد ماشین کاری خیلی سخت می شود و هرچه میزان آن کمتر باشد ماشین کاری آن بهبود پیدا خواهد کرد.

یکی از نکات منفی فولاد ابزار کربنی احتمال شکسته شدن و ترک برداشتن آن است که در بعضی از فولادهای این گروه با افزایش عناصر آلیاژی نظیر مولیبدن، منگنز، سیلیسیوم و وانادیوم تا حدودی این مشکل را برطرف کرده اند.

از دیگر خواص منفی فولاد ابزار کربنی می توان به دمای کاری پائین حداکثر تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد اشاره کرد. علاوه بر آن ماشین کاری ضعیف به دلیل وجود درصد بالای کربن (هرچقدر عنصر کربن کمتر باشد ماشین کاری بهبود می یابد) را می توان نام برد.

طبقه ‌بندی و کاربرد فولاد ابزار کربنی

فولاد ابزار کربنی با توجه به درصد کربن موجود در آن به سه دسته کلی تقسیم می‌ شوند که هر کدام مناسب برای ساخت ابزارآلات صنایع مختلف هستند. این سه گروه عبارت است از:

فولاد کم کربن (سختی پذیری کم)

این نوع از فولاد جزو پرمصرف‌ ترین فولادهای تولیدی هستند. میزان کربن آن‌ ها کمتر از ۰٫۲۵ درصد است. این گروه از فولادهای ابزار کربنی، شکل پذیری و جوش‌ پذیری زیاد و قیمت پایینی دارند اما از طرفی، دارای استحکام کمی هستند.

فولاد کم کربن در تولید قطعات مهندسی، ساخت راه آهن (با قابلیت جوش پذیری بالا)، ساخت ساختمان کشتی کاربرد دارد.

فولاد کربن متوسط (اصطکاک و سختی پذیری متوسط)

این گروه از فولاد ۰٫۲۵ الی ۰٫۶ درصد کربن و حدود ۱ درصد منگنز دارد. قابلیت انجام عملیات حرارتی هم دارند. این گروه از فولادها، دارای استحکام بالاتری نسبت به دسته قبلی هستند.

کاربرد فولادهای کربنی ساده با درصد متوسط

فولاد ابزار کربن متوسط در تولید قطعات و اجزای در صنایع، راه آهن، ماشین آلات و دستگاه های و صنایع حمل و نقل مورد استفاده قرار می گیرد.

فولاد پر کربن (سختی بالا)

فولاد پرکربن، معمولا با نام «فولاد ابزار کربنی» شناخته می‌ شود. میزان کربن آن بین ۰.۶۱ تا ۱.۵ درصد است و برش، خمش و جوش آن بسیار دشوار است. از ویژگی ‌های این محصول می ‌توان به این اشاره کرد که بعد از عملیات گرمایی، به شدت سخت و شکننده می ‌شود.

کاربرد فولاد پر کربن

فولاد ابزار پر کربن در تولید قطعاتی که نیاز به مقاومت سایشی خوب دارند همچون غلطک ها، ابزارآلات، ماشین آلات صنعتی استفاده می شود.

انواع فولاد ابزار کربن

فولاد ابزار کربن دارای انواع مختلفی هستند که در ادامه هر یک را به صورت مختصر می پردازیم:

فولاد ۱.۱۷۴۰: از کاربردهای فولاد ۱٫۱۷۴۰ می‌‏توان به تجهیزات ماشین‌ ‏های نساجی اشاره کرد. همچنین از مصارف فولاد ۱٫۱۷۴۰ می‌ ‏توان میله ‏‌ها، چکش‌‏ ها، نگهدارنده‌ ‏های ابزارها، قالب‏ ‌ها و انواع ابزارهای ضربه ‌‏ای را نام برد. از فولاد ۱٫۱۷۴۰ در ساخت ابزارهایی که نیاز به دقت ندارند استفاده می ‏‌شود. استفاده در ساخت سندان، شفت و قلم چکش از جمله این کاربردها به شمار می‌آید.

فولاد ۱.۱۱۲۱: این فولاد جزو خانواده فولادهای ابزار کربنی است که بیشترین حجم تولید قطعات ریختگی فولاد را به خود اختصاص می دهند. این فولاد به سه گروه کربن پایین، کربن متوسط و کربن بالا تقسیم می شود. از دیگر عناصر آن می توان به منگنز، فسفر، گوگرد و سیلیسیوم اشاره کرد. از کاربردهای فولاد ۱.۱۱۲۱ می توان به استفاده در قطعات پرس، سمبه و ماتریس، بوش ها و قطعات ماشین تحریر اشاره کرد. همچنین از مصارف این فولاد می توان، قطعات سازه ای و ماشین آلات تحت سایش با استحکام مغزی پایین مثل بازوها و چرخ خیاطی را نام برد. این فولاد از استحکام متوسط و سختی پذیری متوسط برخوردار است.

فولاد ۱.۱۱۸۱: این فولاد از خانواده فولاد عملیات حرارت پذیر ساده کربنی است که با نام دیگر CK35 شناخته می شود. فولاد غیر آلیاژی با قابلیت عملیات حرارتی دارای سختی پذیری متوسط و شکل پذیری عالی و همچنین ماشین کاری مناسب بوده و در صورت عملیات حرارتی مناسب تا دمای ۴۰۰ درجه خواص خود را حفظ می کند. این فولاد در اجزای سازه ای در صنایع ماشین سازی استفاده می شود و در قطعات و موتور اتومبیل کاربرد دارد. همچنین از آن در پیچ و مهره محور قطار و شافت های صنعتی نیز استفاده می شود. از مشخصات فولاد ۱.۱۱۸۱، می توان به سختی ‌پذیری متوسط، ماشین کاری مناسب و شکل پذیری عالی اشاره کرد.

فولاد ۱.۱۱۵۱: این فولاد در خانواده فولادهای عملیات حرارتی پذیر غیرآلیاژی کربن پایین با استحکام و سختی پذیری ضعیف ولی با قابلیت ماشین کاری و آهنگری بسیار عالی قرار دارد. فولاد ابزار کربنی ۱.۱۱۵۱، در ساخت قطعات ماشین‌آلات با سطح کم و استحکام بالا کاربرد دارد. قابلیت ماشین کاری، آهنگری مناسب، استحکام پایین و سختی پذیری ضعیف از ویژگی های این فولاد محسوب می شود.

قیمت فولاد ابزار کربنی (قیمت فولاد کربنی)

فولاد ابزار کربنی نسبت به سایر فولادهای ابزاری از قیمت کمتری برخوردار است. علت این امر، عدم حضور عناصر آلیاژی به مقدار زیاد است. قیمت فولاد به دلیل نوسانات بازار آهن و فولاد کشور، به طور روزانه دستخوش تغییراتی می ‌شود. برای اطلاع از قیمت روزانه فولاد ابزار کربنی، می ‌توانید با کارشناسان فولاد حامیران تماس حاصل کنید تا در کمترین زمان، در جریان جدیدترین نرخ ‌های مربوط به فولاد ابزار کربنی قرار بگیرید.