صلب H14 steel هو أحد درجات الفولاذ الموجودة في معيار ASTM A681. يُعد فولاذ AISI H14 من صلب العدة التشغيل علي الساخن chromium hot-work tool والمقوى بالكروم، مع متانة التنجستن، يتميز بخصائص حرارية عالية محسنة ومقاومة حرارية جديرة بالثناء. يُظهر تغيرًا صغيرا في الحجم أثناء عملية التقسية مما يجعله مناسبًا لقوالب الصبdie casting طويلة الأمد.
ما هو صلب H14؟
يعرف فولاذ H14 بأنه صلب العدة التشغيل علي الساخن hot work tool steel ويتميز بمقاومة تآكل :ًWear Resistance ملحوظة وقوة ومتانة. يُستخدم عادة في صناعة أدوات القطع cutting tools والقوالبdies وأنواع مختلفة من الآلات حيث تكون خصائصه الفائقة مفيدة. تمت إضافة التنجستن tungsten إلى هذا الفولاذ المعين، مما يحسن خصائصه في درجات الحرارة العالية ومقاومته للحرارة. ومن السمات الجذابة لمادة H14 التغيير الضئيل في الحجم أثناء عملية التقسية، مما يجعلها مناسبة لقوالب الصب long-run die casting dies طويلة الأمد.
خصائصة :
يحتوي هذا الصلب على 5.5% كروم (Chromium) و 5.5% تنجستن (Tungsten). كما أنه يتوفر بإضافات صغيرة من اللانثانم (Lanthanum) (بكمية تتراوح بين 0.15% و 0.30%)
والموليبدينوم (Molybdenum) (حوالي 0.25%) والكوبالت Cobalt بكمية تتراوح بين ( 0.10 % و 0.50%).
يتميز هذا الفولاذ بالصلادة العالية في درجة الحرارية العالية (Hot Hardness) ومقاومة عالية للاحتكاك او البري (Wear Resistance) بالمقارنة مع الصلب H11 و H12 و H13، إلا أن مقاومته للصدمات (Shock Resistance) أقل .
يمكن تقوية هذا الصلب على درجة حرارة منخفضة نسبيا. يشير مخطط التحول الأيزوني (Isothermal Transformation Diagram) إلى قابلية التقسية أو التصلب العالية لهذا النوع من الصلب.
لا يظهر هذا الصلب أي صلادة ثانوية أثناء المعالجة بالمراجعة (Tempering).
تقل صلادة هذا الصلب بشكل كبير عند إجراء المراجعة (Tempering) على درجة حرارة أعلى من 500 درجة مئوية (932 فهرنهايت).
قابلية التشغيل علي الماكينات الآلية (Machinability) لهذا الصلب متوسطة، كما يتميز بمقاومة عالية لعملية ازالة الكربون من السطح : (Decarburization).
. Relevant H14 Hot Work Steel Specifications and Equivalent Steel Grades
| Specification | Equivalent Grades |
|---|---|
| AISI H14=1.2567 |
H13 =DIN 1.2344, JIS SKD61 |
الحدادة Forging لصلب H14:
تتم عملية الحدادة تحت ظروف معينة بدقة للحفاظ على سلامة الصلب وخصائصه الميكانيكية الممتازة.
إنها رحلة تتحول فيها القطعة من الصلب الخام raw steel إلى تحفة فنية Masterpiece جاهزة لمواجهة التحديات التي تواجهها.
وتتم عملية الحدادة كما يلي :
1- التسخين ببطء .
2- التسخين المبدأي : 705 إلى 815 درجة مئوية (1300 إلى 1500 فهرنهايت).
3- بدء عملية الحدادة عند : 1065 إلى 1175 درجة مئوية (1950 إلى 2150 فهرنهايت).
4- يجب تجنب عملية الحدادة بعد انخفاض درجة حرارة الاجزاء عن 925 درجة مئوية (1697 فهرنهايت).
5- التبريد: بطيء.
التركيب الكيميائي لفولاذ H14 :
H14 Tool Steel Chemical Composition
يتكون من العناصر التالية: بالنسب المتوسطة الاتية :
- كربون (C) بنسبة 0.40%
- سيليكون (Si) بنسبة 1.00%
- منغنيز (Mn) بنسبة 0.25%
- كروم (Cr) بنسبة 5.25%
- تنجستن (W) بنسبة 4.75%
- النيكل ( Ni ) بنسبة 0.3 %
بالإمكان العثور على معلومات أكثر تفصيلاً حول التركيب الكيميائي لفولاذ H14 للأدوات من خلال البحث عبر الإنترنت باستخدام مصطلحات مثل "التركيب الكيميائي لفولاذ H14 للأدوات".
المعالجة حرارة فولاذ H14:
التخمير : Annealing
- عملية تسخين بطيء حتي F 1550-1600° (843-871°C). ثم تبريد بطيء للحصول على ليونة جيدة .
- التبريد البطئ في الفرن وإبقاء المادة عند هذه درجة الحرارة حتى تسخن بشكل متجانس .
- تبريد بطيء Slowly cool في الفرن بمعدل 10 درجات مئوية (20 درجة فهرنهايت) في الساعة الواحدة حتي نصل إلى 649 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت)،ثم تبريد في الهواء إلى درجة حرارة الغرفةroom temperature.
* التقسية : Hardening
* التسخين المبدأي ببطيء الي درجة 400 مئوية ثم إلى 760-788 درجة مئوية
(1400-1450 درجة فهرنهايت) مع عمل عملية معايرة لضبط حرارة الافران.
* ثم تسخين بسرعة أكبر إلى 1040-1065 درجة مئوية (1900-1950 درجة فهرنهايت).
ثم تبريد فجائي في ال Quench in air or oil في الهواء أو الزيت إلى أقل من 65 درجة
مئوية (150 درجة فهرنهايت) لتحقيق أقصى صلادة.
-
المراجعة او التطبيع :Tempering
· أهمية المراجعة :
o بعد عملية التقسية (Hardening) التي تزيد من صلادة الصلب ، يصبح الصلب هشًا وعرضة للكسر ولا يمكن استخدامه هكذا بدون مراجعة.
- و عملية المراجعة
ضرورية لتقليل الهشاشية وتحسين الصلادة والصلابة إلى المستوى المطلوب مع الحفاظ على بعض
القوة مع المتانة.
· خطوات عملية المراجعة :
o بعد التبريد المباشر ( Quenching): بعد الطش و التبريد والوصول إلى درجة حرارة معينة حوالي 50 درجة مئوية ) يجب تبريد العدة او الاسطمبة مباشرة باستخدام الهواء أوالزيت اوحمام ملحي منصهر).
o اختيار درجة حرارة المراجعة : تتراوح درجة حرارة المراجعة عادة بين595 إلى 650 درجة مئوية ( 1105 إلى 1200 فهرنهايت) ,
واختيار درجة حرارة المراجعة يعتمد على الصلادة المطلوبة للقطعة النهائية حيث ان درجة الحرارة الأعلى تعطي صلادة أقل ولكن تكون مقاومة الصدمات أعلى والعكس صحيح.
o فرن المراجعة: يفضل استخدام أفران التسخين الهوائي بملفات التي تعمل نقل الحرارة بها بطريقة ال convection اي ان التسخين بها تدريجي وبها مروحة تعمل لضمان تسخين متجانس للقطعة.
- واستخدام أفران حمامات الملح المنصهر (Salt Baths Furnace ) ممكن للقطع الصغيرة لكنها قد تتسبب بتشقق وشروخ القطع الكبيرة أو المعقدة بسبب الصدمة الحرارية (Thermal Shock). حيث ان التسخين بها سريع.
أفران الهواء
o مدة المعالجة: يجب إجراء المعالجة لمدة ساعة لكل 2.54 سم او ) 1بوصة(
من سمك القطعة.
o التبريد إلى درجة حرارة الغرفة : بعد انتهاء مدة المعالجة، يجب ترك القطعة تبرد إلى درجة حرارة الغرفة بشكل طبيعي خارج الفرن .
o إعادة المراجعة (Retempering): من الضروري جدا إعادة المعالجة بنفس المدة ودرجة الحرارة مرة أخرى.
- عملية إعادة المراجعة تساعد على تحسين استقرار البنية الداخلية للقطعة.
o عملية المراجعة الثالثة (Optional):في بعض الحالات، قد تكون هناك حاجة إلى
إجراء عملية مناسبة.
- المراجعة الثالثة لتحقيق أفضل خصائص للصلابة ومقاومة الصدمات.
o صلادة بعد المراجعة :
بعد إجراء عملية المراجعة باستخدام الخطوات المذكورة، تكون صلابة القطعة عادةً تتراوح بين 37 إلى 40 على مقياس Rockwell C (HRC).
** ملاحظات مهمة :
· تأكد دائمًا من استشارة خبير في المعالجة الحرارية او من بيانات الصلب H14
( Material Data Sheet H14 ) وذلك للحصول على إرشادات محددة حول درجات
حرارة المعالجة الموصى بها أو اتباع إرشادات الشركة المصنعة للصلب للحصول على
أفضل النتائج.
· من الضروري التحكم بدرجة الحرارة بدقة خلال عملية المراجعة.
· تعتمد مدة عملية المراجعة على سمك القطعة وليس وزنها الكلي.
بعد كل ذلك يتم لها عملية النتردة لزيادة عمرها الافتراضي .
تعليقات
إرسال تعليق
اترك أثرا من تعليقاتك الرائعة قبل مغادرة الصفحة