یکی از پرکاربردترین فولادهای پرآلیاژ، فولاد SPK میباشد که با نام Special k شناخته میشود.
فولاد SPK نوعی آلیاژ سردکار میباشد که در صنایع به شکل‌های مختلفی مانند ورق و میلگرد استفاده میشود.
در این مقاله به شرح فولاد SPK میپردازیم. با آهن ملل همراه باشید.
فولاد SPK چیست؟
فولاد SPK از 12 درصد کروم و 1.2 درصد کربن میباشد که در صنایع کاربرد گسترده‌ای دارد.
معمولا از روش نورد سرد و ریخته گری برای تولید فولاد SPK استفاده میشود.
این فولاد شامل مقادیر بالایی از کروم میباشد که باعث شده سختی پذیری و مقاومت بالایی نسبت به سایش داشته باشند.
همچنین جالب است بدانید که با تغییر درصد عناصر پایه این فولاد و با اضافه کردن برخی عناصر چون وانادیوم و تنگستن، فولادهایی چون Spk R و Spk NL، تولید میشود.
کاربردهای فولاد SPK
فولاد SPK در موارد بسیاری چون قالب‌های پانچ و پولک‌زنی، قالب های ریختگی تحت فشار آلومینیوم، قالب‌های کششی سرد و گرم، قالب‌های تولید سرامیک، قالب‌های دوره زنی و سوراخ کاری، غلتک‌های شکل دهی استفاده برای ساخت گیج‌ها و تیغه‌های برش و مواردی از این قبیل مورد استفاده قرار میگیرد.
خواص مکانیکی فولاد SPK
فولاد SPK دارای خواص و ویژگی‌هایی میباشد که برخی از آنها شامل موارد زیر میباشد.
- این فولاد مقاومت بالایی در برابر سایش در دمای پایین دارد.
- سختی فولاد SPK در دمای بالا به درستی حفظ نمیشود.
- استفاده از فولاد SPK در دماهای پایین، از نظر اقتصادی به صرفه میباشد.
- هنگام انجام عملیات حرارتی در فولاد SPK اعوجاج کمی ایجاد نمیشود.
- حین انجام عملیات حرارتی، احتمال ترک برداشتن فولاد SPK در اشکال پیچیده ایجاد میشود.
بهبود خواص مکانیکی فولاد SPK
برای بهبود خواص مکانیکی این نوع از فولاد، نیاز به اعمال عملیاتی میباشد که این عملیات شامل موارد زیر میباشد.
- عملیات حرارتی آنیل
- عملیات حرارتی سخت کاری
- عملیات ساچمه زنی
که در ادامه درباره هریک به طور مختصر شرح داده میشود.
عملیات حرارتی آنیل
در عملیات حرارتی آنیل، نیاز است که مقاطع فولادی SPK که عملیات نورد بر روی آنها صورت گرفته، ابتدا تحت عملیات حرارتی آنیل قرار گرفته سپس وارد مراحل ماشین کاری یا سخت کاری شوند.
عملیات حرارتی سخت کاری
پس از انجام عملیات حرارتی آنیل، نوبت به انجام عملیات حرارتی سخت کاری میرسد. انجام این عملیات سخت کاری بر روی فولاد SPK در چند مرحله انجام میشود.
- فولاد SPK در برابر حرارت دهی سریع و نامنظم دارای حساسیت است، بنابراین ابتدا تا دمای 815 درجه سانتی گراد پیش گرم میشود.
این فولاد در برابر شیب‌های حرارتی بالا به راحتی ترک برداشته میشود همچنین دارای هدایت حرارتی پایینی میباشد به همین جهت جذب گرما بایستی به آرامی توسط آنها انجام شود.
- در این قسمت عملیات آستنیته کردن در دو مرحله انجام میشود.
مرحله‌ی اول این عملیات حرارتی در دمای حدود 960 تا 970 درجه در حمام نمک مذاب انجام میشود.
مرحله‌ی دوم این عملیات حرارتی در دمای 980 تا 990 درجه در کوره و با اتمسفر کنترل شده انجام میشود.
- پس از پایان این مرحله، فولاد لازم است در روغن کوئنچ شود.
در این مرحله میزان سختی قطعه بین 63 تا 65 RC میرسد. البته این سختی حاصل از کوئنچ تابع دمای عملیات آستنیته کردن است. البته بیشترین مقدار سختی در دمای 980 درجه به وجود می آید.
- در نهایت فولاد تحت عملیات حرارتی تمپر قرار میگیرد. انجام این عملیات حرارتی به علت به دست آوردن میکروساختار مارتنزیت بازپخت شده است.
عملیات ساچمه زنی
انجام عملیات ساچمه زنی به عنوان یک عملیات سطحی میباشد که عمر خستگی فلزات را تا حد بسیار زیادی افزایش میدهد.
در واقع افزایش مقاومت خستگی فولادها با افزایش استحکام کششی آنها مرتبط است، بنابراین نتیجه‌ی غیرمستقیم عملیات ساچمه زنی شرایط سایشی و چقرمگی شکست فولاد آلیاژی SPK میباشد.
