نطاق تطبيق الفولاذ عالي السرعة
الفولاذ عالي السرعة، كفولاذ أدوات خاص يتميز بصلابة عالية ومقاومة عالية للتآكل ودرجات حرارة عالية، يُستخدم على نطاق واسع في أدوات قطع المعادن (مثل رؤوس المثقاب، وقواطع الطحن، والمثاقب)، وقوالب العمل على البارد (قوالب الختم، وقوالب الدقة)، والمكونات الميكانيكية في درجات حرارة عالية (مثل مثبتات شفرات التوربينات). من بينها، يُعد الفولاذ عالي السرعة المحتوي على الكوبالت مناسبًا بشكل خاص لمعالجة المواد صعبة القطع مثل سبائك التيتانيوم. يتميز الفولاذ عالي السرعة المُحضر بتقنية مسحوق المعادن بتميزه في مجال أدوات القطع الدقيقة والقوالب المقاومة للتآكل بفضل توزيع الكربيدات فيه بشكل أكثر انتظامًا.
حالة تطبيق نموذجية للصلب عالي السرعة 1.3355/T1 (الفولاذ عالي السرعة القائم على التنغستن)، مع الأخذ في الاعتبار خصائصه الأساسية مثل الصلابة الحمراء العالية (يتم الحفاظ عليها عند 63 حقوق الإنسان عند 740 درجة مئوية)، ومقاومة التآكل، ومقاومة التأثير:
تصنيع الفضاء والطيران
أدوات قطع السبائك ذات درجة الحرارة العالية
قاطعة طحن شفرة توربينية من سبائك التيتانيوم، مع صلابة 60 حقوق الإنسان حتى في درجات حرارة القطع المستمرة 650 ℃، وزيادة عمر الأداة 3 مرات؛
مثقاب محرك الطائرة المصنوع من سبيكة النيكل، قادر على تحمل التآكل بسرعة 120 مترًا في الدقيقة، مع تفاوت قطر الفتحة ± 0.01 مم.
أداة معالجة البيئة القاسية
أدوات إصلاح لمكونات المفاعل النووي، مع معدل اضمحلال صلابة حمراء أقل من 5% في البيئات المقاومة للإشعاع؛
قالب معالجة أجزاء مسبار الفضاء العميق، مناسب لتشوه الدورة الحرارية من -180 درجة مئوية إلى 300 درجة مئوية.
المكونات الأساسية لصناعة السيارات
أدوات قطع التروس عالية التحميل
تتمتع قاطعة التروس الدوارة لعلبة التروس بعمر طحن واحد يبلغ 800 قطعة عند معالجة الفولاذ المكربن (صلابة 55 حقوق الإنسان)؛
يتميز قضيب الحفر العميق للعمود المرفقي بقوة التواء تبلغ 1200 ميجا باسكال وزيادة بنسبة 40% في صلابة الكسر.
قالب ختم دقيق
قالب الثقب المستمر لمفصلات أبواب السيارات، مع عمر افتراضي يزيد عن 500000 مرة (200000 مرة للقوالب العادية)، وانخفاض بنسبة 70% في معدل كسر الشفرة؛
تتميز قوالب القطع للصفائح الفولاذية عالية القوة (درجة 1200 ميجا باسكال) بفاصل طحن متزايد يصل إلى 15000 ضربة.
القطع والقوالب الصناعية
أدوات القطع الثقيلة
أداة قطع خاصة مصنوعة من سبيكة عالية الحرارة، بسرعة قطع 120 متر/دقيقة (أداة تقليدية 60 متر/دقيقة)؛
يزيد مثقاب المواد المركبة (مصفوفة مركز البيانات الديناميكي المضمنة) من كفاءة الحفر بنسبة 25% في حفر النفط.
قالب دقيق مقاوم للتآكل
قالب تشكيل ألياف الكربون، سطح مصقول بمرآة إلى را0.04 ميكرومتر، مقاوم للتآكل الحمضي الراتنجي؛
قالب صب زجاجة زجاجية، صلابة عالية في درجة الحرارة 58 حقوق الإنسان، عمر القالب مليون مرة.
حدود الأداء الرئيسية
عملية المعالجة الحرارية:
الإطفاء:1270-1290 درجة مئوية معالجة حمام الملح (لتجنب إزالة الكربون)
التبريد الثلاثي: 540-560 درجة مئوية × 3 مرات (صلابة 63-65 حقوق الإنسان)؛
قيود التطبيق:
صلابة محدودة (قيمة التأثير 8-12 J/سم²)، غير مناسبة لظروف الحمل ذات التأثير الثقيل؛
يؤدي محتوى التنغستن العالي إلى انخفاض كفاءة الطحن بنسبة 30% مقارنة بالفولاذ عالي السرعة القائم على الموليبدينوم.
يتم تلخيص حالات التطبيق الأساسية للفولاذ عالي السرعة 1.3343/M2 بناءً على صلابته العالية (63-65 حقوق الإنسان) ومقاومته للتآكل ومقاومته للصدمات، والتي تغطي ثلاثة مجالات رئيسية: أدوات القطع، وتصنيع القوالب، والمكونات الخاصة
أدوات القطع عالية الأداء
أدوات قطع المواد التي يصعب معالجتها في مجال الطيران
عندما تكون درجة حرارة قطع شفرة التوربين المصنوعة من سبيكة التيتانيوم أكبر من 650 درجة مئوية، فإن الصلابة لا تزال أكبر من 60 حقوق الإنسان، وعمر الأداة أطول بثلاث مرات من عمر الفولاذ العادي للأداة؛
تعتبر رؤوس الحفر المصنوعة من سبائك النيكل ذات درجة الحرارة العالية مناسبة للتشغيل بسرعة خط تبلغ 120 مترًا في الدقيقة، مع تفاوت قطر الثقب ± 0.01 مم.
تصنيع التروس الدقيقة للسيارات
يمكن لقاطع تروس علبة التروس الدوارة معالجة 800 قطعة من تروس الفولاذ المكربنة 55 حقوق الإنسان في عملية طحن واحدة؛
تبلغ القوة الالتوائية لقضيب الحفر العميق للعمود المرفقي 1200 ميجا باسكال، وتزداد صلابة الكسر بنسبة 40%.
نظام قالب مقاوم للصدمات
قالب ختم الصفائح المعدنية
عمر القالب المستمر لمفصلة باب السيارة أكبر من 500000 مرة (200000 مرة للقوالب العادية)، ويتم تقليل معدل كسر الشفرة بنسبة 70٪؛
تصل فترة الطحن لقوالب قطع الألواح الفولاذية عالية القوة 1200 ميجا باسكال إلى 15000 ضربة.
قالب تشكيل مادة خاصة
تم تلميع سطح قالب راتنج ألياف الكربون إلى را0.04 μ m ومقاوم للتآكل الحمضي؛
قالب التثقيب الدقيق لهيكل الهاتف المحمول متوافق مع تثقيب الصفائح المعدنية فائقة الرقة مقاس 0.5 مم.
المكونات الصناعية الخاصة
أداة في حالة عمل قصوى
معدل التوهين للصلابة الحمراء لأداة الإصلاح لمكونات المفاعل النووي في بيئة مقاومة للإشعاع أقل من 5٪؛
لقد زادت كفاءة الحفر باستخدام مثقاب مركز البيانات الديناميكي المدمج في حفر النفط بنسبة 25%.
المكونات الهيكلية خفيفة الوزن
سيارة كهربائية 1180 ميجا باسكال عالية القوة أنبوب سلس مطحنة الدرفلة الباردة، مع قوة شد 8-10 مرات من الفولاذ العادي؛
حلقات تحمل مقاومة لدرجات الحرارة العالية لمحركات الطائرات (درجة حرارة العمل 540 درجة مئوية).
العمليات والقيود الرئيسية
المعايير الأساسية للمعالجة الحرارية:
الإطفاء:1220-1240 ℃ معالجة حمام الملح (رقابة صارمة على إزالة الكربون)؛
التلطيف:540-560 درجة مئوية × 3 مرات (صلابة 63-65 حقوق الإنسان)؛
قيود حدود التطبيق:
يجب استخدام مواد ذات صلابة محدودة (قيمة التأثير 8-12 جول/سم²)، ومواد ذات صلابة أعلى في ظروف التأثير ذات الوزن الزائد؛
كفاءة الطحن أقل بنسبة 20% بالنسبة لدرجات الفولاذ ذات المحتوى المنخفض من الفاناديوم.