فولاد فنر 1.7176 (55Cr3) | ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، عملیات حرارتی، قیمت و خرید
فولاد 1.7176 که در استاندارد EN با نام 55Cr3 شناخته میشود، از مهمترین فولادهای فنر آلیاژی است. این فولاد با ترکیب کربن متوسط و کروم، تعادل مناسبی بین سختی، استحکام و خاصیت ارتجاعی ایجاد میکند و به همین دلیل در تولید فنرهای خودرو، قطعات تحت بار دینامیکی و سازههای مقاوم به خستگی کاربرد گستردهای دارد.
در جداول بالا استانداردها و نام های معادل و ویژگی های فیزیکی آن را ملاحظه کردید، در ادامه با ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، عملیات حرارتی، کاربردها و نحوه خرید و قطرهای موجود قیمت آلیاژ 1.7176 آشنا میشویم.
ترکیب شیمیایی
فولاد فنر 55Cr3 به دلیل درصد مناسب کربن و وجود کروم، استحکام بالا و خاصیت فنری عالی دارد. این ترکیب شیمیایی باعث میشود فولاد مقاومت مطلوبی در برابر سایش و تنشهای سیکلی داشته باشد. برای مشاهده مقادیر دقیق عناصر، جدول زیر ارائه شده است.
خواص شیمیایی و عناصر آلیاژی
کروم موجود در این فولاد استحکام و مقاومت سایشی را بهبود میدهد، در حالی که کربن نقش اصلی را در سختیپذیری و خاصیت فنری ایفا میکند. سیلیسیم نیز در این آلیاژ موجب افزایش مقاومت حرارتی و بهبود عملکرد در شرایط کاری سخت میشود. ترکیب دقیق عناصر در جدول زیر آمده است.
| عنصر | درصد موجود |
|---|---|
| کربن (C) | 0.52 تا 0.59 % |
| کروم (Cr) | 0.70 تا 1.00 % |
| منگنز (Mn) | 0.70 تا 1.00 % |
| سیلیسیوم (Si) | ≤ 0.40 % |
| فسفر (P) | ≤ 0.025 % |
| گوگرد (S) | ≤ 0.025 % |
خواص مکانیکی فولاد فنر 1.7176 در حالات مختلف
فولاد فنر 55Cr3 بسته به نوع عملیات حرارتی، ویژگیهای مکانیکی متفاوتی ارائه میدهد. این فولاد پس از سختکاری و بازپخت، ترکیبی از استحکام بالا، خاصیت الاستیکی و مقاومت به خستگی را نشان میدهد و به همین دلیل برای تولید انواع فنرهای صنعتی و قطعات تحت بارگذاری دینامیکی انتخابی ایدهآل است. در جدول زیر مقادیر تقریبی خواص مکانیکی مانند استحکام کششی، تنش تسلیم، سختی، مقاومت به ضربه، چقرمگی و استحکام کششی فنری در شرایط مختلف آورده شده است.
| ویژگی \ وضعیت | آنیل نرم | نرمالایز | Q+T دمای پایین (حدود 200–250°C) | Q+T دمای متوسط (حدود 300–400°C) | Q+T دمای بالا (حدود 450–500°C) |
|---|---|---|---|---|---|
| استحکام کششی | از 600 تا 800 MPa | از 900 تا 1100 MPa | از 1300 تا 1500 MPa | از 1200 تا 1400 MPa | از 1000 تا 1200 MPa |
| استحکام تسلیم | از 350 تا 450 MPa | از 650 تا 750 MPa | از 1100 تا 1250 MPa | از 950 تا 1100 MPa | از 800 تا 950 MPa |
| سختی هسته | از 160 تا 200 HB | از 220 تا 260 HB | حدود 48 تا 52 HRC | از 42 تا 46 HRC | از 36 تا 40 HRC |
| مقاومت به ضربه | از 10 تا 15 J | از 12 تا 18 J | از 6 تا 10 J | از 8 تا 12 J | از 12 تا 16 J |
| چقرمگی | 6 از 10 | 7 از 10 | 4 از 10 | 5 از 10 | 6 از 10 |
| ماشینکاریپذیری | 7 از 10 | 6 از 10 | 4 از 10 | 4 از 10 | 5 از 10 |
| جوشپذیری | 6 از 10 | 5 از 10 | 3 از 10 | 3 از 10 | 4 از 10 |
| مقاومت به سایش | 3 از 10 | 4 از 10 | 7 از 10 | 6 از 10 | 5 از 10 |
| مقاومت به خوردگی | 2 از 10 | 3 از 10 | 2 از 10 | 2 از 10 | 2 از 10 |
| دمای کاری پیوسته | کمتر از 250 °C | ||||
| دمای کاری مقطعی | کمتر از 300 °C | ||||
عملیات حرارتی فولاد فنر 1.7176
فولاد فنر 55Cr3 بسته به نوع کاربرد تحت عملیات حرارتی مختلفی مانند نرمالایزینگ، آنیل، کوئنچ و تمپر قرار میگیرد. این فرایندها موجب افزایش استحکام کششی، مقاومت به سایش و ارتجاعپذیری فولاد میشوند و امکان دستیابی به سختی و انعطافپذیری مطلوب را فراهم میکنند. برای مشاهده مقادیر دقیق دما، زمان و محیط عملیات، جدول زیر را بررسی کنید.
| نوع عملیات | حالت | دمــا (°C) | زمان نگهداری | محیط سردسازی | ساختار نهایی | توضیحات تکمیلی |
|---|---|---|---|---|---|---|
| نرمالایزینگ | آمادهسازی | 820 تا 860 | 60 تا 120 دقیقه | هوای آرام | پرلیت + فریت | برای بهبود ماشینکاری و آمادهسازی قبل از سختکاری. |
| یکنواختسازی | 850 تا 880 | 90 تا 150 دقیقه | هوای آرام | پرلیت ریزدانه | افزایش استحکام و انعطافپذیری، کاهش تنشهای داخلی. | |
| آنیل نرم | کاهش سختی | 680 تا 720 | 120 تا 240 دقیقه | کوره | پرلیت یکنواخت | برای بهبود ماشینکاریپذیری و آمادهسازی قبل از کوئنچ. |
| سختکاری (کوئنچ) | آستنیتی | 830 تا 860 | 30 تا 60 دقیقه | روغن / آب | مارتنزیت | افزایش سختی و استحکام کششی بالا، پایه اصلی عملیات فنر. |
| تمپر | کم | 200 تا 300 | 60 تا 120 دقیقه | هوا | مارتنزیت تمپر شده | افزایش چقرمگی و انعطافپذیری فنر. |
| بالا | 400 تا 500 | 60 تا 180 دقیقه | هوا | مارتنزیت برگشته + پرلیت | کاهش تنشهای داخلی و تعادل بین سختی و انعطافپذیری. | |
| تنشزدایی | پایانی | 550 تا 600 | 90 تا 150 دقیقه | هوای آرام | ساختار پایدار | کاهش تنشهای پسماند و افزایش عمر خستگی فنر. |
ویژگیها، مزایا و معایب
فولاد 1.7176 به عنوان یک فولاد فنری پرکاربرد شناخته میشود. این آلیاژ به دلیل مقاومت مناسب در برابر خستگی، قابلیت عملیات حرارتی متنوع و عملکرد پایدار در بارهای دینامیکی، جایگاه ویژهای در صنایع خودروسازی و تولید قطعات فنری دارد. بررسی ویژگیها و محدودیتهای این فولاد به انتخاب بهتر در پروژههای صنعتی کمک میکند.
ویژگیهای خاص فولاد
- فولاد فنری پرکاربرد با مقاومت خوب در برابر خستگی مکانیکی.
- قابلیت عملیات حرارتی متنوع (سختکاری و تمپر) برای دستیابی به استحکام و انعطافپذیری همزمان.
- پایداری مناسب در برابر تغییر شکل الاستیک در بارهای دینامیکی.
- استفاده گسترده در تولید فنرهای صنعتی و خودرویی.
مزایا و ویژگیها
- مقاومت به خستگی عالی در قطعات فنری.
- سختی سطحی قابل توجه پس از عملیات حرارتی.
- هزینه مناسب و در دسترس بودن در بازار.
- قابلیت ماشینکاری نسبتاً خوب قبل از سختکاری.
- معایب و محدودیتها
معایب و محدودیتها
- مقاومت پایین در برابر خوردگی (نیاز به پوشش یا روغنکاری).
- جوشکاری دشوار به دلیل ترکیب شیمیایی.
- چقرمگی کمتر نسبت به فولادهای آلیاژی نیتراسیونپذیر.
- حساسیت به ترک در صورت عملیات حرارتی نامناسب.
کاربردها
فولاد فنر 55Cr3 به دلیل استحکام کششی بالا، مقاومت در برابر خستگی و قابلیت عملیات حرارتی گسترده،
یکی از مهمترین فولادهای آلیاژی برای تولید فنرها و قطعات انعطافپذیر محسوب میشود.
این فولاد در صنایع مختلفی که نیاز به تحمل بارهای متناوب و طول عمر بالا دارند، بهطور گسترده استفاده میگردد.
کاربرد فولاد در تولید فنر و قطعات ارتعاشی
- تولید انواع فنرهای صنعتی شامل فنر فشاری، کششی و پیچشی با دوام و طول عمر بالا.
- استفاده در ساخت فنرهای خودرو مانند فنرهای تعلیق و سیستمهای جذب ضربه.
- کاربرد در قطعات ارتعاشگیر و الاستیک که نیاز به مقاومت در برابر خستگی دارند.
کاربرد فولاد در صنایع مختلف
- ساخت قطعاتی که تحت بارگذاری متناوب قرار دارند و نیازمند مقاومت به خستگی و ضربه هستند.
- کاربرد در صنایع ماشینسازی برای تولید ابزارهای مقاوم به سایش و تنشهای سیکلی.
- استفاده در تجهیزات کشاورزی و صنعتی به دلیل استحکام بالا و مقاومت سایشی.
- تولید قطعات خودرو و وسایل نقلیه سنگین که نیازمند استحکام بالا همراه با انعطافپذیری هستند.
خرید فولاد 1.7176 با بهترین قیمت
برای خرید فولاد فنر 55Cr3 با کیفیت تضمینشده و آنالیز معتبر، همین حالا با ما تماس بگیرید. این آلیاژ در مقاطع متداول با امکان برش سفارشی آماده ارسال است. موجودی بهروز و قیمت رقابتی، خریدی مطمئن را برای شما فراهم میکند.
قطرهای موجود فولاد 1.7176
| قطر | طول شاخه | برش | وضعیت موجودی |
|---|---|---|---|
| 12 (mm) | 6 (m) | دارد | موجود در فروشگاه |
| 22 (mm) | 6 (m) | دارد | موجود در فروشگاه |
| 29 (mm) | 6 (m) | دارد | موجود در فروشگاه |
سوالات متداول (FAQ)
۱) فولاد 1.7176 (55Cr3) چیست و در چه کاربردهایی استفاده میشود؟
۲) ترکیب شیمیایی استاندارد 1.7176 چیه؟
۳) معادلهای بینالمللی 1.7176 کداماند؟
AISI/SAE 5155، JIS SUP9/SUP9A و در BS 527A60 از معادلهای رایج این گرید هستند.
۴) سختی و استحکام بعد از عملیات حرارتی چقدره؟
پس از کوئنچ، سختی هسته میتواند حدود ~54 HRC باشد؛ پس از تمپر (بسته به دما/مقطع) سختی کاری کاهش مییابد و چقرمگی افزایش پیدا میکند. محدوده تنش کششی نهایی 1300–1600 MPa و تنش تسلیم ≥1250 MPa گزارش شده است.
۵) دماهای متعارف عملیات حرارتی برای 55Cr3 چیست؟
- آنیل نرم: 640–680°C (سردشدن در کوره)
- نرمالایز: 850–880°C (هوا)
- سختکاری (آستنیته/کوئنچ): 830–860°C (روغن)
- تمپر: حدود 430–500°C (هوا)
- فورج گرم: حدود 1050 تا 850°C (بازهها بسته به مقطع/کاربرد بهینه میشوند.)
۶) جوشپذیری 1.7176 چطور است؟
بهدلیل کربن نسبتاً بالا و حضور Cr، جوشپذیری محدود است؛ در صورت اجبار، پیشگرمایش، مصرف الکترود/سیم کمهیدروژن و تنشزدایی پس از جوش توصیه میشود و برای قطعات فنری بحرانی معمولاً توصیه نمیشود. (راهنماهای 5160/5155 بهعنوان معادل فنی استفاده میشوند.)
۷) چگالی، هدایت حرارتی و ضریب انبساط این فولاد چقدره؟
گزارش مرجع برای 1.7176 (نسخه High-Shearability) هدایت حرارتی ≈ 48 W/m·K و ضریب انبساط خطی ≈ 13×10⁻⁶/K ارائه میکند (چگالی معمول فولادهای فنری ~7.8 g/cm³).
۸) حداکثر دمای کاریِ مکانیکی چقدر است؟
مبنای مرجع برای این خانواده، دمای مکانیکی تا حدود 420°C را گزارش میکند؛ اما برای پایداری فنری معمولاً از دمای پایینتر (بسته به طراحی) استفاده میشود.
۹) تفاوت 55Cr3 با 51CrV4 (1.8159) چیست؟ کِی کدامیک را انتخاب کنیم؟
51CrV4 بهخاطر وانادیوم مقاومت خستگی و پایداری در تمپرهای بالاتر را بهتر نگه میدارد (فنرهای سنگین/بار متناوب شدید)؛ 55Cr3 ترکیب سادهتر و اقتصادیتر برای فنرهای عمومیه.
۱۰) آیا دکربوریزاسیون در 55Cr3 مشکلساز است؟
در قیاس با فنرهای سیلیکو-منگنزی، 55Cr3 گرایش کمتری به دکربوریزاسیون دارد؛ حفظ اتمسفر کنترلشده در حرارتکاری الزامی است.
۱۱) سختی تحویلی در حالت آنیل چقدر است؟
پس از آنیل نرم، سختی معمولاً زیر ~248 HB (گاهی ≤280 HB بسته به حالت) گزارش میشود؛ مناسب برای ماشینکاری و فرمدهی قبل از کوئنچ.
۱۲) رسانه کوئنچ پیشنهادی چیست؟
روغن برای جلوگیری از ترک/اعوجاج توصیه میشود؛ بعضی سازندگان کاربرد هوا را در ضخامتهای کم ذکر کردهاند.
۱۳) آیا نیتراسیون یا شاتپینینگ به این گرید میخورد؟
برای افزایش مقاومت سایشی/خستگی سطحیِ فنرها، شاتپینینگ و در برخی طراحیها نیتراسیون بهصورت تکمیلی بهکار میرود؛ انتخاب روش به تنش کاری و طراحی بستگی دارد (روی طراحی قطعه و تست خستگی تصمیم بگیر). — منابع طراحی داخلی/سازنده قطعه
۱۴) نامهای معادل/دیگر این فولاد؟
55Cr3، 1.7176، AISI/SAE 5155، JIS SUP9/SUP9A، BS 527A60؛ برخی سازندگان نزدیک بودن به 5160 را نیز برای کاربرد فنری ذکر میکنند.
منابع مطالعه: 1-Saarstahl-3 _ Ovako Steel-2_ MakeItFrom
