فولاد سمانتاسیون

فولاد سمانتاسیون

فولاد های سمانته به دو دسته تقسیم می شوند: سمانته های نیکل دار و سمانته های غیر نیکل دار،  که فولاد 1.7131 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 16 MnCR5 که در دمای 880-980 درجه سانتی گراد کربن دهی می گردد  که در دمای780-820 سطح آن سخت می شود و در دمای 150-200 درجه ی سانتی گراد، تمپر می شود و سطح آن ماکزیمم (البته سایز های ریز) به 47HRC 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 0.3 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 2 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 5919 (7210 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 7147 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 7131 (سمانتاسیون )

فولاد سمانته 1.7131 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 7131 سمانته در جدول زیر بیان شده است:

استاندارد گرید فولاد کربن سیلیسیوم منگنز فسفر گوگرد کروم
EN 10084 16MnCr5
1.7131		 0.14-0.19 0.40 1.00-1.30 0.025 ≤ 0.035 0.80-1.10

خواص فیزیکی

  • چگالی: 7.8 g/cm3

 

خواص مکانیکی

خواص مکانیکی فولاد سمانتاسیون 1.7131 ( فولاد 16MnCr5 ) عبارت اند از:

  •   تابکاری کامل شده (Soft annealed) : 207 HBW
  •  عملیات حرارتی سخت شدن: 156 – 207 HBW
  •  دمای نرمالیزه شدن: 138-187 HBW

 

تنش تسلیم

از دیگر مشخصات فولاد سمانته می توان به تنش تسلیم آن اشاره کرد. تنش تسلیم فولاد 1.7131 یا 16MnCr5 ( بعد از سخت شدن و بازپخت در دمای 200 درجه سانتی گراد) عبارتند از :

  •  قطر کمتر از 16 میلی متر : 1000 مگاپاسکال
  •  قطر 16 تا 40 میلی متر : 800 مگاپاسکال
  •   قطر 40 تا 100 میلی متر: 600 مگاپاسکال

 

عملیات حرارتی فولاد سمانته 7131

  •  تست پایانی کوئنچ کردن درجه حرارت آستنیتی : 870 (30 – 35 دقیقه)
  •  دمای احیا یا کربن دهی: 880 – 980
  •  دمای سطحی سخت شونده: 780 – 820
  • دمای برگشت: 150 – 200
  • خنک کردن: در دمای حدودا 100 درجه در روغن و سپس تا حدود 50 درجه در هوا

دماها به سانتی گراد می باشد!

 

کاربرد فولاد سمانته

فولاد سمانتاسیون 7131 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:

European ISO USA (a) Japan (b)
استاندارد گرید (شماره فولاد) استاندارد گرید استاندارد گرید استاندارد گرید
EN 10084 16MnCr5 (1.7131) ISO 683-11 16MnCr5 AISI SAE;
ASTM A29/A29M		 5115 JIS G4053 SCr415

 

نام گذاری های دیگر فولاد ۷۱۳۱ سمانته

شماره فولاد نماد بوهلر قدیم بوهلر جدید زارشتال پلدی آساب
1.7131 16MnCr5 EM80 E410 EC80 CE2 2173

فولاد سمانته 1.5920

فولاد سمانته 5920 از دسته فولادهای آلیاژی سمانتاسیون می باشد که با مشخصه 18CrNi8 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 1.5920 که طبق استاندارد 1.7139 DIN آلمان شناخته شده است، سختی پذیری سطحی بالایی دارد.

 

ترکیب شیمیایی فولاد سمانته 1.5920

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

استاندارد گرید فولاد کربن سیلیس منگنز فسفر نیکل کروم
EN 10084 18CrNi8
1.5920		 0.15-0.2 0.15-0.4 0.4-0.6 max 0.035 1.8-2.10 1.80-2.10

 

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 : 150 – 200

دمای فرجینگ : 850 – 1150

دمای آنیل کاری : 650 – 700

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.

مطالب مرتبط