به فولادهایی که سختی سطح آن افزایش یافته و سختی عمق آن همانند فولاد نیتراته بدون تغییر مانده است، فولاد سمانته می‌گویند.
این نوع از فولاد، فولادهای ساده کم کربنی هستند که میزان کربن موجود در سطح آن به روش کربن دهی می‌توان به حدی افزایش داد که پس از سرد شدن ساختار سطح آن‌ها، سریع از دمای آستنیته به زمینه‌ی مارتنزیتی پر کربن با سختی بالا تبدیل شود.
در این مطلب به شرح اختصاصی فولاد سمانتاسیون می‌پردازیم. با مجموعه آهن ملل همراه باشید.
فولاد سمانتاسیون چیست؟
به طور کلی اصطلاح سمانتاسیون (سمانته) به معنی سخت کاری سطحی می‌باشد که نوعی عملیات حرارتی انجام می‌شود که در آن سطح نمونه سخت و مغز آن بدون تغییر باقی می‌ماند.
فولاد سمانتاسیون ترکیب شیمیاییMnCR5 16 که کربن دهی آن در دمای ۹۸۰-۸۸۰ درجه سانتی‌گراد است و سطح آن در دمای ۸۲۰-۷۸۰ سخت می‌شود و در دمای ۲۰۰-۱۵۰ درجه سانتی‌گراد تمپر می‌شود و سایز آن ماکزیمم به HRC 47 می‌رسد.
به علت سختی سطح این فولادها، در صنایع جزو فولادهای پرکاربرد به شمار می‌روند. یکی از زیرمجموعه‌های عملیات حرارتی مقاطع فولادی، اجرای عملیات سمانتاسیون می‌باشد.
در صنعت به مقاطع فولادی نیاز است که دارای سطحی سخت، چقرمگی بالا، استحکام کششی بالا و مقاومت بالایی در برابر ضربه‌هایی که در حین کار به آن‌ها وارد می‌شود، داشته باشند.
انواع فولاد سمانتاسیون
تقسیم بندی فولادهای سمانتاسیون به دو نوع زیر می‌باشد.
- فولاد سمانتاسیون بر پایه نیکل
این فولاد به علت دارا بودن مقدار زیادی از عناصری چون نیکل و کروم، مقاومت بسیار بالایی در برابر فشار و اصطکاک دارد.
کاربرد این نوع از فولاد استفاده در صنایع ساخت ملامین، میل فرمان، پلاستیک، میل فرمان، چرخ دنده و غیره می‌باشد.
- فولاد سمانتاسیون غیر نیکل دار
از این نوع فولاد برای ساخت مقاطعی که بایستی دارای سطحی بسیار سخت و مغزی نرم باشند استفاده می‌شود.
به عنوان مثال برای ساخت انواع چرخ دنده، میل فرمان، ساخت پوسته‌های فک آسیاب، میل جک‌های هیدرولیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فرآیند عملیات حرارتی
روش‌های مختلفی برای انجام عملیات حرارتی به منظور سخت کردن وجود دارد. که این روش‌ها به سه گروه زیر تقسیم بندی می‌شود.
- روش اول
در این روش با انجام یکسری عملیات از جمله عملیات حرارتی، شیمیایی یا نفوذی، باعث تغییر در ترکیب شیمیایی سطح فولاد یا باعث نفوذ یک عنصر بین نشین یا جانشین به داخل مقطع می‌شود.
- روش دوم
در این روش با انجام عملیات حرارتی موضعی، تغییری در ترکیب شیمیایی سطح مقطع فولادی می‌شود.
- روش سوم
در این روش برای عملیات سخت کردن سطحی، عملیاتی از جمله سخت کردن پرتو الکترونی، لیزری و پلاسمایی، انجام می‌شود.
پوشش دهی سطحی فولاد های سمانتاسیون
به طور کلی پوشش دهی سطحی بسیار گسترده می‌باشد که برای افزایش مواردی از جمله مقاومت سایشی، افزایش سختی، مقاومت به خوردگی، مقاومت سختی، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این خصوصیات در این روش تنها در سطح فولاد ایجاد می‌شود و مغز فولاد تغییری نمی‌کند و با خواص قبلی خود باقی می‌ماند.
در فولادهای سمانتاسیون درصد کربن پایین است و درصد عناصر آلیاژی مثل سلیسیم، کروم، نیکل، منگنز و مولبیدن در آن بالا است.
برای افزایش سختی سطح در این نوع از فولادها، مقطع فولادی تحت عملیات حرارتی کربن دهی قرار گرفته و پر کربن می‌شوند و تا ۲ میلی‌متر کربن زیر سطح نفوذ خواهد کرد.
فولاد سمانته ۷۱۳۱
این فولاد ، یک فولاد کربن دهی شده با استاندارد اروپایی می‌باشد که دارای قابلیت ماشین‌کاری و سخت شوندگی بسیار خوب است.
استفاده از این نوع فولاد برای قسمت‌های بزرگ مناسب است زیرا این فولاد سختی زیادی در پوسته دارد همچنین در برابر سایش مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهد.
معمولا فولاد سمانتاسیون ۷۱۳۱ یا فولادهای سطحی سخت شونده، بعد از خنک شدن و کربن دهی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
از این فولاد برای تولید خطوط لودر، عایق آب بندی، چرخ دنده و غیره استفاده می‌شوند.
