افتح القائمة الرئيسية

صلب العدد

Waleed Khalifa.jpg وليد خليفة
ساهم بشكل رئيسي في تحرير هذا المقال

أصلاب العُدَد (Tool Steels) هى اﻷصلاب التى تستخدم لصناعة عُدَد القطع و التشكيل و التشغيل ، و تحتوى هذه الأصلاب من بين العناصر السبائكية على كميات كبيرة نسبياً من التنجستن و الموليبدنم و الفناديوم و المنجنيز و الكروم ، مما يجعلها قادرة على تلبية ظروف التشغيل و القطع الشديدة ، فتتعرض هذه الأصلاب أثناء الاستخدام بشكل مفاجىء و متكرر إلى أحمال كبيرة جداً و في كثير من عمليات التصنيع يرافق ظروف التحميل السابقة درجات حرارة عالية ، لذلك لا بد لهذه اﻷصلاب أن تتحمل كل هذه الظروف دون أن تنكسر أو تتشكل أو أن تنبرى ، بل و تحافظ على صلادتها و متانتها حتى لا تفقد فاعليتها كأدوات قطع و تشكيل ، و تصنف أصلاب العدد إلى عدة مجموعات حسب المعهد اﻷمريكى للحديد و الصلب (AISI) و الجمعية اﻷمريكية لمهنسى السيارات (SAE) ، كما يلى:

أطوار سبائك الحديد

أوستنيت Austenite (حديد-γ؛ صلد)
بينيت Bainite
مارتنزيت Martensite
سمنتيت Cementite (كربيد الحديد؛ Fe3C)
ليدبوريت Ledeburite (فرّيت - سمنتيت حرج، 4.3% كربون)
فرّيت Ferrite (حديد-α؛ حديد-δ؛ ناعم الملمس)
پرليت Pearlite (بنية: 88% فرّيت و12% سمنتيت)
Spheroidite

أنواع الصلب

Crucible steel
صلب كربوني (حتى 2.1% كربون)
    Spring steel (منخفض أو عديم السبائك)
صلب سبيكي (يحتوي عناصر غير كربونية)
    Maraging steel (يحتوي نيكل)

صلب مقاوم للصدأ (سبيكة مع الكروم)
صلب منخفض السبائكية عالي المقاومة HSLA steel
صلب العدد (صلد جداً؛ معالَج حرارياً)

صلب منجنيز أوستنيتى (صلب هادفلد)
صلب يقسى بتعتيق المرتنزيت

مواد أخرى أساسها الحديد

حديد زهر (>2.1% كربون)
حديد مطاوع (يكاد لا يحتوي كربون)

حديد رمادي
حديد أبيض

حديد سحب


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ترميز أصلاب العُدَد حسب المعهد الأمريكى للحديد والصلب (AISI) والجمعية الأمريكية لمهندسى السيارات (SAE)

رموز أصلاب العدد وفقاً للمعهد الأمريكى للحديد والصلب و الجمعية الأمريكية لمهندسى السيارات AISI-SAE هي الأكثر شيوعاً لتمييز الأنواع المختلفة من هذه الأصلاب. فكل سبيكة تأخذ رقماً في مجموعتها; مثل: A2, O1, إلخ.

رموز أصلاب العدد وفقا ل AISI-SAE
التطبيق رمز AISI-SAE الخصائص
تقسية بالماء W
التشكيل البارد O تقسية في الزيت
A تقسية في الهواء - متوسطة السبائكية
D عالية الكربون والكروم
أصلاب مقاومة للصدمات S إضافة رئيسية من التنجستن
القطع السريع T إضافة رئيسية من التنجستن
M إضافة رئيسية من الموليبدنم
التشكيل الساخن H H1-H19: إضافة رئيسية من الكروم
H20-H39: إضافة رئيسية من التنجستن
H40-H59: إضافة رئيسية من الموليبدنم
أصلاب القوالب P
أصلاب خاصة اﻷغراض L منخفضة السبائكية
F إضافات من الكربون والتنجستن


تصنف أصلاب العدد إلى عدة مجموعات كما هو موضح في الجدول أعلاه ، كما يلى:


(أ) أصلاب عُدَد القطع السريع (High-Speed Tool Steels) (المجموعتين M و T)

تستخدم هذه اﻷصلاب للتشغيل و القطع عند سرعات عالية، وهي سبائك معقدة للحديد مع الكربون والكروم والڤناديوم بالإضافة إلى إضافات رئيسية من الموليبدنم (المجموعة M) أو التنجستن (المجموعة T) أو كلاهما وقد يضاف لها كميات معتبرة من الكوبلت.


(ب) أصلاب عُدَد التشكيل الساخن (Hot-Work Tool Steels) (المجموعة H)

تم تطوير هذه اﻷصلاب لتحمل ظروف الحرارة و الضغط و الإحتكاك عند تشكيل و قص و ثقب الفلزات و السبائك بشكل ساخن ، و تحتوى على نسب كربون متوسطة (0,35 – 0,45%) و إضافات كروم و تنجستن و موليبدنم و ڤناديوم تصل من 6 إلى 25%. وتنقسم أصلاب التشكيل الساخن إلى ثلاث مجموعات فرعية حسب العنصر السبائكى الرئيسى كما يلى:

(1) أصلاب كروم التشكيل الساخن (Chromium Hot-Work Steels)

الأنواع من H10 إلى H19

(2) أصلاب تنجستن التشكيل الساخن (Tungsten Hot-Work Steels)

الأنواع من H21 إلى H26

(3) أصلاب موليبدنم التشكيل الساخن (Molybdenum Hot-Work Steels)

الأنواع H42 و H43


(ج) أصلاب عُدَد التشكيل البارد (Cold-Work Tool Steels)

تصمم هذه اﻷصلاب بحيث تعمل في تشكيل المواد عند درجات حرارة لا تتجاوز 260 ْم ، و بالتالى لاتحتوى على إضافات لمقاومة الليونة عند درجات الحرارة العالية ، و تنقسم إلى ثلاث مجموعات فرعية كما يلى:

(1) أصلاب عُدَد التشكيل البارد عالية الكروم و الكربون (High-Carbon, High-Chromium Cold-Work Tool Steels) (المجموعة D)

تحتوى هذه اﻷصلاب على ما بين 1,5 و 3,35% كربون و 12% كروم ، و تستخدم لتشكيل الفلزات والسبائك تشكيلا باردا في عمليات الدرفلة والسحب العميق وصناعة اﻹسطمبات و سكاكين القطع و غيرها.

(2) أصلاب عُدَد التشكيل البارد تقسى في الهواء (Air-Hardening Cold-Work Tool Steels) (المجموعة A)

تحتوى هذه اﻷصلاب على إضافات كافية من العناصر السبائكية بحيث تكتسب كامل صلادتها بالتبريد في الهواء من درجة حرارة استقرار الأوستنيت.

(3) أصلاب عُدَد التشكيل البارد تقسى في الزيت (Oil-Hardening Cold-Work Tool Steels) (المجموعة O)

تحتوى هذه اﻷصلاب على كميات كبيرة من الكربون و كميات كافية من عناصر أخرى بحيث تكتسب كامل صلادتها عند تسقيتها في الزيت من درجة حرارة اﻷوستنيت و تمتاز بقاومة عالية للبرى والاحتكاك.


(د) أصلاب مقاومة للصدمات (Shock-Resisting Steels) (المجموعة S)

تحتوى هذه اﻷصلاب على إضافات من المنجنيز و السيليكون و الكروم و التنجستن و الموليبدنم بتركيبات متعددة ، و تحتوى على حوالى 0,5% كربون مما يكسبها مقاومة و متانة عاليتين و مقاومة للبرى منخفضة إلى متوسطة.


(هـ) أصلاب منخفضة السبائكية خاصة اﻷغراض (Low-Alloy Special-Purpose Steels) (المجموعة L)

تحتوى هذه السبائك على كميات قليلة من الكروم و الفناديوم و النيكل و الموليبدنم و كميات من الكربون بين 0,5 و 1,1% ، و تقسى بالتسقية في الزيت و لها بنية صغيرة الحبيبات.


(و) أصلاب القوالب (Mold Steels) (المجموعة P)

تحتوى هذه اﻷصلاب على إضافات رئيسية من الكروم و النيكل و قليل من الكربون ، و تستخدم في صناعة اسطمبات و قوالب السباكة منخفضة درجة الحرارة و قوالب حقن و تشكيل اللدائن.


(ز) أصلاب عُدَد تقسى بالماء (Water-Hardening Tool Steels) (المجموعة W)

يعد الكربون العنصر السبائكى الرئيسى لهذه اﻷصلاب و تحتوى أيضاً على إضافات صغيرة من الكروم و الفناديوم لتحسين قابليتها للتقسية و لتصغير الحبيبات.


(ح) أصلاب عُدَد مصنعة بميتالورجيا المساحيق ( Powder Metallurgy Tool Steels)

(يتبع)


Water-hardening grades

المصادر

1) Davis J.R. (Editor), “Alloying: Understanding the Basics”, ASM International, 2003