ابزار کربنی (carbon tool steel) چیست و چه کاربردهایی دارد؟

فولاد ابزار کربنی (Carbon Tool Steel)، دسته‌ای از آلیاژهای آهن-کربن است که مقادیر کربن آن تا ۲/۱ درصد می‌تواند افزایش یابد. در فولاد ابزار کربنی، مقادیر عناصر آلیاژی به کار رفته، بسیار کمتر از سایر فولادها است. عدم وجود عناصر آلیاژی، منجر به کاهش قیمت فولاد ساخته شده می‌شود اما از طرفی، با توجه به دیاگرام‌های پایداری TTT، سختی‌پذیری فولاد، کاهش یافته و در درصدهای کم کربن، امکان ساخت فولاد مارتنزیتی بسیار دشوار است. مهم‌ترین ویژگی فولاد ابزار کربنی، مقاومت به سایش بالا در دمای محیط بوده و لازم به ذکر است، ساختار فولاد تولید شده، در دمای بالا، به شدت ترد و شکننده است و نمی‌توان از این دسته از فولادها در مصارف دما بالا استفاده کرد.

دسته‌بندی فولاد کربنی

فولادهای کربنی به سه دسته اصلی زیر تقسیم می‌شوند:

• فولاد کم کربن
• فولاد کربن متوسط
• فولاد پر کربن

در ادامه به توضیح خواص عمومی هر یک از دسته‌های نام برده شده می‌پردازیم.

۱- فولاد کم کربن

فولاد کم کربن جزو پرمصرف‌ترین فولادهای تولیدی است. مقدار کربن در آن‌ها کم‌تر از ۰٫۲۵ درصد بوده و به دلیل پایداری گسترده فاز پرلیت که ناشی از مقدار کم کربن و عدم حضور عناصر آلیاژی است، ریز ساختار نهایی به صورت لایه‌های پرلیت-فریت شکل می‌گیرد. این دسته، شکل پذیری و جوش‌پذیری بالا و قیمت پایینی دانرد اما از طرفی، استحکام آن‌ها پایین است و برای ساخت فولاد ابزار کربنی مورد استفاده قرار نمی‌گیرند.

۲- فولاد کربن متوسط

این دسته از فولاد‌ها دارای ۰٫۲۵ تا ۰٫۶ درصد کربن و حدود ۱ درصد منگنز هستند، قابلیت انجام عملیات حرارتی بر روی آن‌ها امکان پذیر بوده و امکان ساخت ساختار مارتنزیت از طریق افزایش دما و سپس سریع سرد کردن فراهم است. این دسته از مواد، دارای استحکام بالاتری نسبت به دسته بالایی هستند اما همچنان برای استفاده به عنوان فولاد ابزار کربنی نامناسب‌اند.

۳- فولاد پر کربن

فولاد پر کربن دارای مقادیر بیش‌تر از ۰٫۶ درصد کربن می‌باشند. با توجه به دیاگرام تعادلی آهن-کربن، اگر فولاد ساخته شده، دارای کربنی معادل یا بیش از ۰٫۸ درصد باشد، در ناحیه هایپر یوتکتوئید واقع می‌شود و فاز کاربید آهن با نام علمی سمانتیت، به صورت باندی سفید رنگ در امتداد مرزدانه‌ها ساخته می‌شود. این کاربید، دارای مقاومت به سایش و خوردگی بسیار مناسب است اما از طرفی، منجر به تردی زیاد فولاد ساخته شده می‌شود. این تردی با افزایش دما تشدید می‌شود و منجر به تخریب کامل قطعات می‌گردد. به همین دلیل، از این دسته از فولادها که در بازار با عنوان فولاد ابزار کربنی شناخته می‌شوند، در مصارف مقاومت به سایش در دمای پایین استفاده می‌شود. فولاد تولید شده مقاومت به ضربه پایینی دارد و نباید در معرض تنش‌های سیکلی و مداوم قرار بگیرد.

گریدهای فولاد ابزار کربنی

از معروف‌ترین گریدهای این فولاد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ۱۵۲۵
• ۱۵۴۵
• ۱۶۴۵
• ۱۷۳۰
• ۱۷۴۰
• ۱۸۳۰

تمامی موارد ذکر شده در بالا، دارای کربن معادل بیش از ۰٫۸ درصد هستند و تمامی شرایط برای ساخت فاز سمانتیت را دارند. بنابراین در حین خرید این نوع فولاد، حتماً باید به موارد فوق توجه ویژه‌ای شود. در ادامه با این گریدها بیشتر آشنا خواهید شد.

۱-فولاد ابزار کربنی ۱٫۱۵۲۵

فولاد ۱٫۱۵۲۵ از دسته‌‏ی فولادهای ابزار کربنی بوده و در دسته فولاد‏های پرکربن قرار می‌‏گیرد. ترکیب شیمیایی فولاد ۱٫۱۵۲۵ شامل ۰٫۸۵-۰٫۷۵ درصد کربن، ۰٫۲۵-۰٫۱ سیلیکون، ۰٫۲۵ منگنز و گوگرد و فسفر آن نیز زیر ۰٫۰۲ است. این آلیاژ یکی از معمول‏‌ترین گریدهای ابزار سخت شده در آب به حساب می‌آید.

این فولاد که با نام فولاد C80W1 نیز شناخته می‏‌شود، یک فولاد پرکربن ساده است و به راحتی به وسیله حرارت دادن و کوئنچ در آب سخت می‏‌شود. سری W فولادهای ابزار، گروه آلیاژی بسیار ساده، ارزان قیمت و با سختی مناسب هستند. این آلیاژ حین کوئنچ در معرض اعوجاج قابل توجهی قرار می‌‏گیرد. برای خرید فولاد ۱٫۱۵۲۵ از طریق مسیرهای تعیین شده در سایت فولاژ می‌‏توانید اقدام کنید. 

۲- فولاد ابزار کربنی ۱٫۱۵۴۵

فولاد ۱٫۱۵۴۵ جزو فولادهای ابزار کربنی با درصد کربن بالا بوده و ترکیب شیمیایی فولاد ۱٫۱۵۴۵ شامل ۱ درصد کربن، ۰٫۲ سیلیکون و ۰٫۲۵ منگنز است. این فولاد دارای سختی‏‌پذیری کم و سختی عمق بالاتری نیز نسبت به فولاد ۱٫۱۵۲۵ است. از دیگر ویژگی‌‏های فولاد ۱٫۱۵۴۵ می‏‌توان به مقاومت سایشی متوسط، اعوجاج بالا در حین کوئنچ، چقرمگی بالا و قابلیت ماشین‏‌کاری خوب اشاره کرد. برای کسب اطلاعات بیشتر راجع به این فولاد و نحوه سفارش‏‌دهی و خرید از طریق مجموعه فولاژ می‌‏توانید با کارشناسان مجموعه در ارتباط باشید. 

۳- فولاد ابزار کربنی ۱٫۱۶۴۵

فولاد ۱٫۱۶۴۵ یک فولاد پرکربن است و در دسته فولادهای ابزار کربنی قرار می‏‌گیرد. فولاد ۱٫۶۴۵ با مشخصه C105W2 شناخته می‏‌شود. ترکیب شیمیایی فولاد ۱٫۱۶۴۵ شامل ۱/۱- ۱ درصد کربن، ۰٫۳-۰٫۱ درصد سیلسیم، ۰٫۲۵-۰٫۱ درصد منگنز و درصدهای اندک فسفر و گوگرد است. از ویژگی‌‏های فولاد ۱٫۱۶۴۵ می‌‏توان به سختی‌‏پذیری کم، مقاومت سایشی متوسط و قابلیت ماشین‏‌کاری خوب اشاره کرد. در مقایسه با فولاد ۱٫۱۵۴۵ این فولاد دارای قابلیت ماشین‌‏کاری بهتر و همچنین سختی سطح بهتر است. این فولاد با نام فولاد T10 نیز در بازار شناخته شده است. از دیگر ویژگی های فولاد ۱٫۱۶۴۵ می‌توان به شکل‏‌پذیری خوب، ساختار دانه بندی مناسب و مقاومت به شوک حرارتی را نام برد. 

۴- فولاد ابزار کربنی ۱٫۱۷۳۰

فولاد ۱٫۱۷۳۰ که با مشخصه C45W نیز شناخته می‏‌شود، یک فولاد کربن متوسط است و در دسته‌‏ی فولادهای ابزار کربنی قرار دارد. ترکیب شیمیایی فولاد ۱٫۱۷۳۰ شامل ۰٫۴ درصد کربن، ۰٫۸-۰٫۶ درصد منگنز، ۰٫۴-۰٫۱۵ درصد سیلیسیم و مقادیر جزئی فسفر و گوگرد است. از ویژگی‏‌های فولاد ۱٫۱۷۳۰ می‏‌توان به سختی پذیری سطحی و سفتی مغز اشاره کرد. از مشخصه‌‏های دیگر فولاد ۱٫۱۷۳۰ می‌‏توان قابلیت ماشین‏‌کاری خوب، مقاومت سایشی پایین و اعوجاج و تغییر ابعادی زیاد بر اثر تغییرات حرارتی را نام برد. این فولاد یک فولاد ریختگی به شمار می‌آید و برای سخت‏کاری شعله‌‏ای و القایی مناسب است. 

۵- فولاد ابزار کربنی ۱٫۱۷۴۰

فولاد ۱٫۱۷۴۰ که با مشخصه‌‏ی C60W و همچنین فولاد SK6 نیز شناخته می‌‏شود، یک فولاد کربن متوسط بوده و در دسته‏‌ی فولادهای ابزار کربنی قرار می‌‏گیرد. ترکیب شیمیایی فولاد ۱٫۱۷۴۰ شامل ۰٫۶۵-۰٫۵۵ درصد کربن، ۰٫۸-۰٫۶ درصد منگنز، ۰٫۴-۰٫۱۵ درصد سیلیسیم و مقادیر جزیی فسفر و گوگرد است. از ویژگی‏‌های فولاد ۱٫۱۷۴۰ می‏‌توان به سختی‏‌پذیری کم و در حد سختی سطحی، قابلیت ماشین‏‌کاری عالی، چقرمگی خوب و مقاومت به سایش پایین اشاره کرد. فولاد ۱٫۱۷۴۰ مقاومت کمی در برابر تغییرات ابعادی که بر اثر اعمال حرارت رخ می‌دهد، دارد. سختی فولاد ۱٫۱۷۴۰ معادل ۵۲ راکول‏سی است.کوئنچ فولاد ۱٫۱۷۴۰ در آب انجام می‏‌شود. فولاد ۱٫۱۷۴۰ با نام MS60 نیز شناخته می‌‏شود. 

۶- فولاد ابزار کربنی ۱٫۱۸۳۰

فولاد ۱٫۱۸۳۰ که با مشخصه C85W نیز شناخته می‌شود، جزو فولادهای کربن بالا بوده و در دسته‌‏بندی فولاد ابزار کربنی قرار می‏‌گیرد. ترکیب شیمیایی فولاد ۱٫۱۸۳۰ شامل ۰٫۹-۰٫۸ درصد کربن، ۰٫۴-۰٫۲۵ درصد سیلیسیم، ۰٫۷-۰٫۵ درصد منگنز و درصدهای جزیی فسفر و گوگرد است. از ویژگی‏‌های فولاد ۱٫۱۸۳۰ می‏‌توان به سختی پذیری پایین، قابلیت ماشین‏‌کاری خوب و مقاومت به سایش متوسط اشاره کرد. فولاد ۱٫۱۸۳۰ در میان این فولادها، کمترین میزان اعوجاج در حین عملیات حرارتی و کوئنچ را دارا است. فولادهای ابزار کربنی به علت میزان کربن بالاتر، به طور کلی، سختی بالاتری نسبت به فولادهای ابزار گرم‏کار و سردکار دارند. هرچه میزان کربن این فولاد‏ها کمتر باشد، ماشین‏‌کاری آن‌‏ها نیز راحت‌تر است. 

کاربرد و مصارف ابزار کربنی

در این بخش با کاربردها و مصارف انواع گرید‌های این فولاد به تفکیک آشنا خواهید شد.

مصارف فولاد ۱٫۱۵۲۵

فولاد ابزار کربنی ۱٫۱۵۲۵ در ساخت ابزارهای دستی برش نظیر اره و داس، ابزارهای ضربه‌‏ای نظیر چکش، پیچ و مهره، سندان، ماتریس و … به کار می‌رود. این فولادها دارای سخت‌پذیری کم، چقرمگی بالا، قابلیت ماشین‏‌کاری خیلی خوب، مقاومت در برابر سایش پایین و اعوجاج زیاد در حین عملیات حرارتی هستند.

مصارف فولاد ۱٫۱۵۴۵

مصارف فولاد ابزار کربنی ۱٫۱۵۴۵ با توجه به ویژگی‌‏های این فولاد که سختی بالا و هزینه تولید کم است تعریف می‏‌شود. از جمله کاربردهای فولاد گرید ۱٫۱۵۴۵ می‏‌توان به ساخت ابزارآلات دستی برشی و ضربه ای، ابزارآلات کشاورزی و چرم بری، سنبه‏‌های دستی برش ورق، قالب ‏سازی و غیره اشاره کرد.

مصارف فولاد ۱٫۱۶۴۵

از کاربردهای فولاد ابزار کربنی ۱٫۱۶۴۵ می‌‏توان به تیغه‏‌های برشی، ابزار سنگ‏‌ تراشی، قالب‏‌های پانچ، سنبه و ماتریس، ابزارهای براده‏ برداری و برجسته کاری، ابزار کار با چوب و غیره اشاره کرد. از دیگر کاربردهای فولاد ۱٫۱۶۴۵ می‏‌توان به کاربرد آن‏ها در کشاورزی و ابزارآلات آن مانند داس و غیره اشاره کرد.

مصارف فولاد ۱٫۱۷۳۰

فولاد ابزار کربنی ۱٫۱۷۳۰ به علت ویژگی‌‏ها و قیمت مناسب و مقرون به صرفه دارای کاربردهایی است. از جمله کاربردهای فولاد ۱٫۱۷۳۰ می‏‌توان به چکش‌‏ها، تبرها، چنگک‏‌ها، انواع ابزار برش مانند تیغه‏‌های برش، چاقوها، داس، اره، مته و پیچ ‏گوشتی‌‏ها اشاره کرد.

مصارف فولاد ۱٫۱۷۴۰

از کاربردهای فولاد ۱٫۱۷۴۰ می‌‏توان به تجهیزات ماشین‌‏های نساجی اشاره کرد. همچنین از مصارف فولاد ۱٫۱۷۴۰ می‌‏توان میله‏‌ها، چکش‌‏ها، نگهدارنده‌‏های ابزارها، قالب‏‌ها و انواع ابزارهای ضربه‌‏ای را نام برد. از فولاد ۱٫۱۷۴۰ در ساخت ابزارهایی که نیاز به دقت ندارند استفاده می‏‌شود. استفاده در ساخت سندان، شفت و قلم چکش از جمله این کاربردها به شمار می‌آید.

مصارف فولاد ۱٫۱۸۳۰

به طور کلی از فولاد ابزار کربنی در ساخت ابزار نادقیق و ارزان‌قیمت استفاده می‏‌شود. از مصارف فولاد ۱٫۱۸۳۰ می‏‌توان اره‌‏های دیسکی، اره‏‌های دوار، تیغه‏‌های برش، میخ و پیچ‌‏ها، چکش‌‏ها و … را نام برد. از دیگر کاربردهای فولاد ۱٫۱۸۳۰ می‌‏توان به ابزارآلات کشاورزی مانند داس، پیچ ‏گوشتی، آچار و ابزارهای پانچ سرد اشاره کرد.

قیمت فولاد ابزار کربنی

قیمت فولاد ابزار کربنی نسبت به سایر فولادهای ابزار کمتر است. علت این امر، عدم حضور عناصر آلیاژی به مقدار زیاد است. قیمت این فولاد به دلیل نوسانات بازار آهن و فولاد کشور، به طور روزانه دستخوش تغییراتی می‌شود. برای اطلاع از قیمت روزانه فولاد ابزار کربنی، می‌توانید با کارشناسان فولاژ از طریق مسیرهای ارتباطی زیر تماس حاصل نمایید تا در کم‌ترین زمان، در جریان جدیدترین نرخ‌های مربوط به فولاد ابزار کربنی قرار بگیرید.

خرید فولاد ابزار کربنی

خرید فولاد ابزار کربنی از طریق مسیرهای ارتباطی مشخص شده در سایت فولادینو امکان‌پذیر می‌باشد. شما عزیزان می‌توانید برای اطلاع از قیمت فولاد ابزار کربنی و همچین کسب اطلاعات تکمیلی در خصوص نحوه خرید فولاد ابزار کربنی با شماره تماس ۶۶۲۰۰۲۰۰–۰۲۱ تماس برقرار نمایید.

جمع‌بندی

در این مقاله تلاش شد علاوه بر تعریف ابزار کربنی چیست، به بررسی انواع گریدهای ابزار کربنی پرداخته و مصارف و کاربردهای آن‌ها را به صورت مجزا و به تفکیک خدمت شما ارائه دهیم. شما می‌توانید جهت مشاهده قیمت روز، جداول وزنی و خرید و سفارش انواع محصولات فولادی به وب‌سایت فولادینو مراجعه کرده و از خدمات ارائه شده توسط این وب‌سایت استفاده کنید.