تفاوت فولاد SPK و SPK NL

SPK و SPK NL

در این مقاله قصد داریم به مقایسه دقیق و مهندسی بین دو نوع فولاد ابزار سردکار، SPK و SPKNL، بپردازیم. این دو فولاد به دلیل خواص مکانیکی منحصربه‌فرد و کاربردهای گسترده در صنایع مختلف، مورد توجه بسیاری از مهندسان و طراحان قرار دارند.

تفاوت فولاد SPK با SPK NL

فولادهای (1.2379) SPK NL و (1.2080) SPK هر دو از فولادهای ابزار سردکار هستند، اما تفاوت‌های کلیدی در ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی دارند. فولاد 1.2379 به دلیل محتوای بالاتر کروم و وجود وانادیم، سختی‌پذیری و مقاومت به سایش بیشتری دارد و چقرمگی بالاترش آن را برای کاربردهایی با تنش‌های ضربه‌ای مانند قالب‌های برشی و پانچ مناسب می‌سازد. در مقابل، فولاد 1.2080 با کربن بالاتر، سختی اولیه بیشتری دارد اما چقرمگی کمتری ارائه می‌دهد و به دلیل مقاومت بالایش به سایش، بیشتر در ابزارهای برشی دقیق و محیط‌های با سایش شدید استفاده می‌شود.

خواص فیزیکی فولاد SPK و SPK NL

خواص فیزیکی فولادهای 1.2379 و 1.2080

چگالی (Density):

1.2379: 7.75 g/cm³
چگالی فولاد 1.2379 ناشی از ترکیب آلیاژی آن است که باعث استحکام و مقاومت بالای آن در برابر سایش و تغییرات دما می‌شود.

1.2080: 7.80 g/cm³
چگالی فولاد 1.2080 مشابه با 1.2379 است و نشان‌دهنده ساختار مشابه آلیاژی است که به آن ویژگی‌های مقاومت به سایش و سختی بالا می‌دهد.

نقطه ذوب (Melting Point):

1.2379: حدود 1425°C
نقطه ذوب فولاد 1.2379 به دلیل ترکیب آلیاژی آن که شامل کروم، مولیبدن و وانادیم است، بالاست و آن را برای کاربردهای با دمای بالا مناسب می‌سازد.

1.2080: حدود 1450°C
نقطه ذوب فولاد 1.2080 کمی بالاتر از 1.2379 است به دلیل محتوای بیشتر کربن و کروم، که باعث افزایش مقاومت آن در برابر دماهای بالا می‌شود.

ضریب انبساط حرارتی (Thermal Expansion Coefficient):

1.2379: 11.5 × 10⁻⁶ /°C
ضریب انبساط حرارتی پایین این فولاد باعث می‌شود که در دماهای بالا تغییر شکل کمی داشته باشد و برای کاربردهایی که نیاز به پایداری ابعادی دارند، مناسب باشد.

1.2080: 12.0 × 10⁻⁶ /°C
ضریب انبساط حرارتی فولاد 1.2080 کمی بالاتر است که به این معنی است که این فولاد در برابر تغییرات دمایی حساس‌تر است.

ظرفیت حرارتی ویژه (Specific Heat Capacity):

1.2379: 0.46 J/g·°C
ظرفیت حرارتی ویژه فولاد 1.2379 به این معناست که این فولاد توانایی کمی در ذخیره‌سازی گرما دارد و می‌تواند سریع‌تر به دماهای جدید واکنش نشان دهد.

1.2080: 0.47 J/g·°C
ظرفیت حرارتی ویژه فولاد 1.2080 مشابه با 1.2379 است و نشان‌دهنده توانایی مشابه این فولادها در پاسخ سریع به تغییرات دمایی می‌باشد.

 

آنالیز فولاد SPK و SPK NL

کربن (C)

SPK NL: 1.50-1.60%
این مقدار کربن باعث ایجاد تعادل بین سختی و چقرمگی در فولاد 1.2379 می‌شود. این ویژگی به آن اجازه می‌دهد در کاربردهایی که نیاز به مقاومت به سایش بالا و در عین حال تحمل شوک دارند، عملکرد مناسبی داشته باشد.

SPK : 2.00-2.20%
کربن بسیار بالا در فولاد 1.2080 سختی و مقاومت به سایش را به حداکثر می‌رساند، اما انعطاف‌پذیری و چقرمگی آن را کاهش می‌دهد. این فولاد بیشتر برای کاربردهایی که نیازی به مقاومت به ضربه ندارند، مانند ابزارهای برشی ثابت، استفاده می‌شود.

 کروم (Cr)

SPK NL : 11.00-13.00%
کروم در این فولاد به ایجاد مقاومت بالا در برابر سایش و همچنین سختی‌پذیری عالی کمک می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود فولاد 1.2379 در محیط‌های خورنده یا تحت بارگذاری‌های دینامیکی، عملکرد قابل‌توجهی داشته باشد.

SPK : 11.00-13.00%
کروم در 1.2080 نیز مقاومت به سایش بالایی را فراهم می‌کند، اما به دلیل محتوای بالای کربن، این فولاد بیشتر مستعد ترک‌خوردگی در شرایط تنش حرارتی است.

 منگنز (Mn)

SPK NL 0.20-0.60%
منگنز در این فولاد به کاهش ناخالصی‌ها و بهبود سختی کمک می‌کند. این عنصر همچنین باعث بهبود چقرمگی فولاد شده و آن را برای کاربردهایی با بارگذاری ضربه‌ای مناسب‌تر می‌سازد.

SPK : 0.20-0.40%
منگنز در 1.2080 نیز به کاهش اثرات ناخالصی‌ها کمک می‌کند، اما مقدار کمتر آن در مقایسه با 1.2379 باعث کاهش چقرمگی و افزایش شکنندگی می‌شود.

 مولیبدن (Mo)

SPK NL : 0.70-1.00%
مولیبدن مقاومت به سایش و سختی فولاد را در دماهای بالا بهبود می‌بخشد. این عنصر باعث می‌شود فولاد 1.2379 در برابر تغییرات دما و بارگذاری‌های حرارتی پایدارتر عمل کند.

SPK : فاقد مولیبدن است.
نبود مولیبدن در این فولاد باعث می‌شود که مقاومت حرارتی و سختی آن در دماهای بالا نسبت به 1.2379 کمتر باشد.

 وانادیم (V)

SPK NL : 0.80-1.20%
وانادیم باعث ایجاد سختی ثانویه و افزایش مقاومت به سایش می‌شود. حضور وانادیم در این فولاد، آن را برای ابزارهای دقیق و برش‌کاری با عمر طولانی ایده‌آل می‌کند.

SPK : معمولاً فاقد وانادیم است.
نبود وانادیم باعث کاهش سختی ثانویه و مقاومت به سایش در مقایسه با 1.2379 می‌شود.

 سیلیسیم (Si)

SPK NL : 0.10-0.60%
سیلیسیم باعث بهبود استحکام و پایداری حرارتی فولاد می‌شود. این عنصر همچنین به بهبود عملکرد در شرایط تنش حرارتی کمک می‌کند.

SPK : 0.10-0.40%
مقدار سیلیسیم کمتر در این فولاد باعث کاهش مقاومت به شوک حرارتی در مقایسه با 1.2379 می‌شود، اما همچنان برای ابزارهای برشی ساده کافی است.

مقایسه خواص مکانیکی فولاد SPK و SPK NL

مقادیر SPK SPK NL
مقاومت کششی
1100 – 750 MGP
1200 – 800 MGP
سختی
28 – 32 C
62 – 58 C
مدول الاستیسیته
210 GPA
210 GPA
استحکام کششی (Tensile Strength):

1.2379: حدود 800-1200 مگاپاسکال
این فولاد استحکام کششی بالایی دارد که آن را برای ابزارهایی که تحت تنش‌های مکانیکی بالا قرار می‌گیرند، ایده‌آل می‌کند.

1.2080: حدود 750-1100 مگاپاسکال
استحکام کششی پایین‌تر در مقایسه با 1.2379، اما برای کاربردهایی که سختی سطحی مهم‌تر از مقاومت به کشش است، مناسب است.

 سختی (Hardness):

1.2379: در محدوده 58-62 HRC
سختی بالا به دلیل حضور وانادیم و مولیبدن، آن را برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت به سایش و عمر طولانی دارند، مناسب می‌کند.

1.2080: در محدوده 60-64 HRC
سختی بالاتر به دلیل کربن زیاد، اما این سختی بالا با کاهش چقرمگی همراه است.

چقرمگی (Toughness):

1.2379: چقرمگی بالاتر نسبت به 1.2080 به دلیل حضور مولیبدن و ترکیب متعادل کربن و عناصر آلیاژی. این ویژگی برای ابزارهایی که تحت ضربه یا تنش‌های دینامیکی قرار می‌گیرند، مفید است.

1.2080: چقرمگی پایین‌تر به دلیل محتوای بالای کربن که آن را مستعد ترک‌خوردگی در شرایط تنش حرارتی می‌کند.

مقاومت به سایش (Wear Resistance):

1.2379: مقاومت به سایش عالی به دلیل حضور کروم، مولیبدن و وانادیم که ساختار کاربیدهای مقاوم به سایش را ایجاد می‌کنند.

1.2080: مقاومت به سایش بسیار بالا به دلیل محتوای بالای کربن و کروم، اما در شرایطی که شوک‌های حرارتی وجود دارند، عملکرد کمتری دارد.

 پایداری حرارتی (Thermal Stability):

1.2379: پایداری حرارتی بالاتر به دلیل وجود مولیبدن، که آن را برای کاربردهایی با تغییرات دمایی مکرر مناسب می‌کند.

1.2080: پایداری حرارتی پایین‌تر در مقایسه با 1.2379، که می‌تواند باعث تغییر شکل یا ترک در دماهای بالا شود.

قابلیت ماشین‌کاری (Machinability):

1.2379: قابلیت ماشین‌کاری خوب به دلیل تعادل در ترکیب آلیاژی و ساختار یکنواخت.

1.2080: قابلیت ماشین‌کاری کمتر به دلیل سختی بالاتر و محتوای بالای کربن.ر

کارخانه های تولید کننده فولاد SPK و SPK NL

فولادهای SPK و SPK NL توسط چندین کارخانه معتبر در سراسر جهان تولید می‌شوند. در ادامه، سه تولیدکننده برجسته این فولادها معرفی می‌شوند:

شرکت بهلر (Böhler) اتریش: این شرکت با سابقه طولانی در تولید فولادهای ابزار، به‌ویژه فولادهای سردکار مانند SPK و SPK NL، شناخته می‌شود.

شرکت آساب (ASSAB) سوئد: آساب یکی از تولیدکنندگان پیشرو در زمینه فولادهای ابزار است و محصولات با کیفیتی مانند SPK و SPK NL را عرضه می‌کند.

شرکت دایدو استیل (Daido Steel) ژاپن: دایدو استیل با تمرکز بر تولید فولادهای تخصصی، از جمله SPK و SPK NL، در بازار جهانی شناخته شده است.

نتیجه گیری

فولاد 1.2379 به دلیل حضور مولیبدن و وانادیم، خواص مکانیکی و حرارتی بهتری نسبت به 1.2080 دارد.  فولاد 1.2080 با محتوای بالای کربن، چقرمگی کمتری ارائه می‌دهد همچنین  برای کاربرد هایی که مقاومت به سایش اولویت دارد فولاد 1.2379 به دلیل دارا بودن عناصر وانادیم و مولیبدن پیشنهاد میشود 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *