فولاذ الأدوات D3
يُعد فولاذ D3 مناسبًا للقوالب المقعرة والمحدبة، وقوالب التمديد والتشكيل، وبكرات الأسلاك، والمثاقب، والمقصات، وما إلى ذلك ذات الأشكال المعقدة.
- Fucheng
- الصين
- شهر واحد
- 2000 طن/شهرياً
فولاذ الأدوات D3
| طريقة الصهر والتصنيع: | LF+VD+Forged |
| شروط التسليم: | مُلدّن |
| صلابة التوصيل: | ≤255 HBS |
| معيار اختبار UT: | سبتمبر 1921-1984 الفئة 3 د/د، هـ/هـ |
مقارنة درجات الفولاذ D3 ومقارنة التركيب الكيميائي
| الدرجة القياسية/الفولاذية | التركيب الكيميائي (%) | ||||
| ج | و | المنغنيز | Cr | ||
| ASTM | D3 | 2.0~2.35 | 0.10~0.60 | 0.20~0.60 | 11.0~13.5 |
| رقم DIN/W | X153CrMo12/1.2080 | 1.9~2.20 | 0.10~0.40 | 0.15~0.45 | 11.0~12.0 |
| هو | SKD1 | 1.9~2.20 | 0.10~0.60 | 0.20~0.60 | 11.0~13.0 |
طلب
يُستخدم فولاذ D3 بشكل أساسي في تصنيع قوالب التشكيل على البارد عالية المقاومة للتآكل وعالية الدقة، وهو مناسب بشكل خاص لظروف التشغيل ذات الأحمال العالية مثل قوالب التثقيب، وقوالب السحب العميق، وقوالب البثق على البارد. وتجعله مقاومته الممتازة للتآكل خيارًا مثاليًا في عمليات التشكيل بالضغط للمواد الصلبة مثل صفائح الفولاذ السيليكوني وألواح الفولاذ المقاوم للصدأ.
كما يُستخدم فولاذ D3 بشكل شائع في صنع أدوات القياس الدقيقة (مثل مقاييس الكتل، والمقاييس)، وأدوات القطع (مثل شفرات القص)، والحشوات المقاومة للتآكل لقوالب التشكيل البلاستيكية.
خصائص فولاذ D3
باعتباره فولاذًا عالي الكربون والكروم يُستخدم في صناعة قوالب التشكيل على البارد، يمكن تحليل خصائص فولاذ D3 بشكل شامل بدءًا من تركيبه المادي وخواصه الميكانيكية وصولًا إلى أدائه في التطبيقات المختلفة. ويحتل فولاذ D3 مكانة هامة في مجال صناعة القوالب نظرًا لنسبة سبائكه الفريدة واستجابته المميزة للمعالجة الحرارية.
يُبرز التركيب الكيميائي لصلب D3 مقاومته العالية للتآكل، حيث يحتوي على نسبة كربون تتراوح بين 2.00 و2.35%، بالإضافة إلى 12% من عنصر الكروم، مما يُشكل كمية كبيرة من كربيدات من نوع M7C3. تُكسب البنية المجهرية لصلب D3 المادة صلابة فائقة، تصل إلى 60-62 HRC بعد التبريد السريع، مع نسبة حجمية للكربيدات تتجاوز 15%، وهي نسبة رائدة بين أنواع الصلب المماثلة.
تتميز عملية المعالجة الحرارية لصلب D3 بنطاق تبريد ضيق (940-980 درجة مئوية)، مما يستلزم التبريد بالزيت أو التبريد التدريجي لتجنب التشقق. ويُلاحظ تأثير التصليد الثانوي الكبير لصلب D3، حيث تبلغ الصلابة ذروتها بعد التلدين عند 500 درجة مئوية. إلا أنه في حال تجاوزت درجة الحرارة 550 درجة مئوية، ينخفض الأداء بشكل حاد نتيجة لتكتل الكربيدات، مما يستلزم تحكمًا دقيقًا في العملية.
تُعتبر مقاومة التآكل الميزة الأبرز لصلب D3، حيث يصل عمره الافتراضي إلى 1.8 ضعف عمر صلب SKD11 في اختبارات ثقب ألواح الألومنيوم. وتعتمد آلية التآكل فيه بشكل أساسي على تقشر الكربيد، كما يتميز بقدرة فائقة على الحفاظ على خشونة سطحه. يُعد صلب D3 مناسبًا بشكل خاص لظروف العمل القاسية، مثل قوالب التشكيل والسحب الدقيقة.
يتميز فولاذ D3 بمقاومة ضغط ممتازة، تصل إلى أكثر من 2500 ميجا باسكال عند درجة حرارة الغرفة. مع ذلك، فإن مقاومته للصدمات ضعيفة نسبيًا (حوالي 15 جول/سم² للعينات الخالية من الشقوق)، لذا يجب توخي الحذر عند استخدامه في أجزاء القوالب ذات تركيز الإجهاد. يُنصح عادةً باستخدام فولاذ D3 في حالات الأحمال الساكنة أو أحمال الصدمات الخفيفة.
من حيث استقرار الأبعاد، يبلغ معدل تشوه التبريد السريع لصلب D3 حوالي 0.15% إلى 0.25%، وهو أقل من معظم سبائك فولاذ الأدوات. يمكن تقليل إجهاد المعالجة اللاحقة لصلب D3 من خلال المعالجة بالتسخين المسبق (600 درجة مئوية لمدة ساعتين)، ويمكن التحكم في الانحراف النهائي لأبعاد القوالب الدقيقة ضمن نطاق ± 0.02 مم/م.
يُظهر أداء تشغيل فولاذ D3 تباينًا ملحوظًا: فحالة التلدين (≤ 255HB) تتمتع بأداء خراطة جيد، بينما تتطلب حالة التبريد السريع استخدام أدوات قطع من نيتريد البورون المكعب (CBN). كما أن طبقة بيضاء تتشكل بسهولة أثناء تشغيل فولاذ D3 بالتفريغ الكهربائي، مما يستدعي معالجتها بالتقادم عند درجة حرارة 160-180 درجة مئوية.
يتميز فولاذ D3 بمقاومة أفضل للتآكل مقارنةً بفولاذ الأدوات العادي، كما أن محتواه من الكروم بنسبة 12% يسمح له بتكوين طبقة واقية في البيئات الرطبة. مع ذلك، بالمقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ، فإن التعرض طويل الأمد لسائل التبريد لا يزال يتطلب معالجة سطحية. يُنصح باستخدام طلاء الكروم أو طلاء الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD) لتعزيز الحماية.
المعايير الفيزيائية الأساسية
كثافةتقريبًا7.85 جم/سم³، وتقع ضمن نطاق كثافة الفولاذ التقليدي.
الصلابة في الحالة التي تم تسليمها بهابعد عملية التلدين الكروي، تصبح الصلابة217~269 HBW(تتطلب بعض المعايير ≤255 HBW)، مما يسهل عمليات التشغيل اللاحقة.
الصلابة بعد المعالجة الحراريةبعد التبريد السريع والتطبيع بدرجة حرارة منخفضة، يمكن أن تصل الصلابة إلى58~64 HRC، لتلبية متطلبات سيناريوهات مقاومة التآكل العالية.
الخصائص الحرارية
معامل التمدد الحراري في نطاقات درجات حرارة مختلفة (الوحدة:
نطاق درجة الحرارة (درجة مئوية) | 20-100 | 20-200 | 20-300 | 20-400 | 20-500 | 20-600 | 20-700 |
معامل التمدد | 10.7 | 11.6 | 12.3 | 12.6 | 12.9 | 13.2 | 13.3 |
الموصلية الحرارية عند درجات حرارة مختلفة (الوحدة: واط/(م·ك)):
عند 20 درجة مئوية: 16.6؛ عند 350 درجة مئوية: 20.5؛ عند 700 درجة مئوية: 24.3
الخصائص الفيزيائية المتعلقة بالعملية
الفولاذ D3 هوالفولاذ المقوى بالزيت(يمكن أيضًا تبريد الأجزاء الصغيرة بالغاز المفرغ)، وخصائص العملية الأساسية هي:
بعد التبريد السريع، يصبح له تأثير ملحوظميزة التشوه الدقيقوثبات أبعاد جيد، مما يجعله مناسبًا لمعالجة القوالب عالية الدقة.
تحتوي المادة الأساسية على كمية كبيرة من كربيد اليوتكتيك، لذا فهي تتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل، ولكنها ذات صلابة منخفضة وهشاشة عالية، مما يجعلها غير مناسبة للعمل تحت تأثير الأحمال الصدمية.
بعد تليينها عن طريق التلدين الكروي، تتمتع بأداء قطع جيد ويمكن معالجتها بسلاسة عن طريق التشغيل بالتفريغ الكهربائي.
