معرفی فولاد 1.7131

فولاد 1.7131 که با نام 16MnCr5 نیز شناخته می شود، از جمله انواع فولادهای سمانتاسیون است. فولاد 1.7131 پس از کربوریزاسیون، کوئنچ و تمپرینگ، در سطح خود مقاومت در برابر خستگی، سختی بالا و مقاومت در برابر سایش را نشان می‌دهد و در عین حال در مرکز این فولاد ویژگی چقرمگی بالا حفظ می‌شود. فولاد 1.7131 به دلیل خواص مکانیکی خود بیشتر در کاربردهایی انند ساخت چرخ‌دنده، شفت و… استفاده می‌شود. در ادامه به معرفی این فولاد می‌پردازیم.

فولاد 1.7131 عمدتاً از آهن (Fe) همراه با مقادیر قابل توجهی منگنز (Mn)، کروم (Cr) و کربن (C) تشکیل شده است. ترکیب دقیق ممکن است بسته به استانداردها و مشخصات ساخت کمی متفاوت باشد. اما عموماً ترکیب خاص فولاد 1.7131 به شرح زیر است:

جدول 1 ترکیب شیمیایی فولاد 1.7131

جدول 2 ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی فولاد 1.7131

فولاد 1.7131 یک فولاد آلیاژی سمانته است. عملیات حرارتی این فولاد مانند دیگر فولادهای سمانته است. یعنی عملیات حرارتی این فولاد عموماً شامل سه مرحله است: کربوریزاسیون، کربن را به سطح وارد می‌کند، کوئنچینگ سختی را ایجاد می‌کند و تمپرینگ باعث ایجاد چقرمگی می‌شود. در اینجا یک نمای کلی از فرایند عملیات حرارتی برای 1.7131 آمده است:

آنیل (اختیاری): گاهی اوقات قبل از فرایند سخت شدن برای اصلاح ریزساختار و کاهش تنش‌های داخلی این مرحله را انجام می‌دهیم. بدین ترتیب که فولاد را تا دمای بالاتر از محدوده بحرانی گرم کرده و سپس به آرامی می‌گذاریم سرد شود تا ماشین کاری و شکل پذیری افزایش یابد.

کربوریزاسیون: کربوریزاسیون یک فرایند سخت شدن سطحی است که کربن را به لایه بیرونی فولاد وارد می‌کند بدین ترتیب که فولاد برای مدت طولانی در یک جو غنی از کربن در دمای بالا قرار می‌گیرد در نتیجه سطحی با کربن بالا ایجاد می‌کند. کربوریزاسیون فولاد 1.7131 معمولاً در دماهای بین 880 درجه سانتی‌گراد تا 980 درجه سانتی‌گراد در یک محیط غنی از کربن انجام می‌شود. مدت زمان این فرایند به عمق دلخواه نفوذ کربن بستگی دارد.

کوئنچینگ: پس از کربوریزاسیون، فولاد کوئنچ می‌شود تا به سرعت سرد شده و ساختار سخت شده مورد نظر حاصل شود. فرایند کوئنچ معمولاً شامل غوطه‌وری در روغن یا آب، بسته به نیازهای خاص و ضخامت مقطع فولاد است. این فرایند سریع موجب «فریز شدن» ریز ساختار می‌شود و در نتیجه ساختاری سخت شده با افزایش سختی و استحکام ایجاد می‌کند.

تمپرینگ: تمپرینگ یک مرحله حیاتی برای متعادل کردن سختی به دست آمده از طریق کربوریزاسیون و کوئنچینگ با چقرمگی مورد نیاز است. فولاد تا دمای مشخصی (کمتر از دمای کوئنچ) دوباره گرم می‌شود و قبل از اینکه دوباره سرد شود، برای مدت معینی در آن دما نگه داشته می‌شود. تمپرینگ به کاهش شکنندگی ایجاد شده در هنگام کوئنچ کمک می‌کند و در عین حال سطح سخت شده را حفظ می‌کند.

عملیات سطحی اضافی (اختیاری): بسته به کاربرد، فرآیندهای سخت شدن سطح اضافی مانند سخت شدن القایی یا نیتریدینگ ممکن است برای افزایش مقاومت در برابر سایش استفاده شود.

آنیل نهایی (اختیاری): در برخی موارد، ممکن است یک فرایند آنیل نهایی پس از کربوریزاسیون و کوئنچ برای اصلاح ریزساختار و کاهش تنش‌های باقی مانده اعمال شود.

جدول 3 فرایند‌های اعمال شده بر فولاد 1.7131

توجه به این نکته مهم است که پارامترها و فرایندهای عملیات حرارتی خاص ممکن است بسته به عواملی مانند خواص مکانیکی مورد نظر، اندازه و شکل قطعه و توصیه‌های ارائه شده توسط سازنده فولاد یا استانداردهای صنعت مربوطه متفاوت باشد. به خاطر داشته باشید که اطلاعات ارائه شده در اینجا یک مرور کلی است و برای دستورالعمل‌های عملیات حرارتی دقیق برای فولاد 1.7131 توصیه می‌شود از منابع فنی مانند برگه‌های اطلاعات مواد از سازنده فولاد یا منابع صنعتی مربوطه کمک تخصصی بگیرید.

ویژگی فولاد 1.7131

فولاد 1.7131 چندین ویژگی سودمند را دارا می‌باشد که برای کاربردهای مختلف آن را مناسب می‌کند. در ادامه به ویژگی‌های این فولاد می‌پردازیم.

استحکام و چقرمگی: فولاد 1.7131 ترکیب خوبی از استحکام و چقرمگی را ارائه می‌دهد. استحکام کافی برای مقاومت در برابر بارها و ضربه‌های بالا را دارد و در عین حال چقرمگی خوبی برای مقاومت در برابر شکست دارد. این ویژگی برای کاربردهایی که نیاز به استحکام و مقاومت بالا در برابر ضربه یا بارگذاری دینامیکی دارند مفید است.

مقاومت در برابر سایش: فولاد 1.7131 مقاومت سایشی خوبی دارد. به همین دلیل می‌تواند در برابر سایش لغزشی یا ساینده مقاومت کند و برای کاربردهایی که شامل چرخ دنده‌ها، شفت‌ها و سایر اجزای تحت اصطکاک و سایش هستند مناسب است.

قابلیت جوش‌کاری: فولاد 1.7131 قابلیت جوش‌کاری خوبی دارد. می‌توانیم تکنیک‌های مختلف جوش‌کاری را بر روی این فولاد استفاده کنیم. این ویژگی ساخت و مونتاژ قطعات را تسهیل می‌کند.

قابلیت ماشین‌کاری: فولاد 1.7131 قابلیت ماشین‌کاری خوبی دارد و به راحتی با استفاده از روش‌های معمول ماشین‌کاری می‌شود.

کاربرد فولاد 1.7131

فولاد 1.7131 به دلیل خواص مطلوب در صنایع مختلف کاربرد دارد. در صنایعی مانند خودرو سازی و ساخت ماشین‌آلات، تجهیزات و ابزار آلات از این فولاد استفاده می‌کنیم. برخی از کاربردها به قرار زیر است:

بررسی فولاد 1.7131

فولاد 1.7131 که با نام 16MnCr5 نیز شناخته می شود، یک فولاد سمانته است که معمولاً در ساخت چرخ دنده‌ها، میل‌لنگ، شفت‌ و… استفاده می‌شود. فرایند عملیات حرارتی آن عموماً شامل سه مرحله است: در مرحله کربوریزاسیون برای افزایش مقاومت در برابر سایش، فولاد را تا دمای 880 تا 980 درجه سانتی‌گراد حرارت می‌دهیم. مرحله کوئنچ شامل سرد کردن سریع فولاد از 780 تا 980 درجه سانتی‌گراد در یک محیط کوئنچ برای دستیابی به سختی و استحکام است. سپس تمپرینگ با گرم کردن مجدد فولاد تا دمای 150 تا 200 درجه سانتی‌گراد برای کاهش شکنندگی و بهبود چقرمگی، عمل می‌شود. همچنین مرحله آنیل، عملیات سطحی اضافی و آنیل نهایی به صورت اختیاری و بسته به شرایط می‌تواند برای اصلاح ریزساختار و بهبود خواص مکانیکی استفاده شود. از مزایای فولاد 1.7131 می‌توان به استحکام و چقرمگی بالا، مقاومت در برابر سایش، قابلیت جوش‌کاری، قابلیت ماشین‌کاری و استفاده در صنایع مختلف اشاره کرد. با این حال، معایب بالقوه شامل، هزینه بالا و دسترسی پایین، مقاومت محدود در برابر خوردگی در مقایسه با فولادهای ضد زنگ است. همچنین پیچیدگی‌های عملیات حرارتی می‌تواند موجب سردرگمی‌هایی شود. به همین دلیل مشورت با منابع فنی و دستورالعمل‌های سازنده برای عملیات حرارتی دقیق برای فولاد 1.7131 مهم است. در صورتی که این فولاد نیازهای صنعت شما را پاسخ می‌دهد از طریق وب‌سایت فولاد یگانه تهران با کارشناسان ما در تماس باشید.