فولاد نیتراته 1.8507 (34CrAlMo5-10) — آنالیز مهندسی، خواص مکانیکی، عملیات حرارتی و کاربردها
فولاد 1.8507 یک نیتراتهٔ آلیاژی بر پایهٔ Cr–Al–Mo است که برای ایجاد کیسِ بسیار سخت (پس از نیتره) و حفظ چقرمگی مناسبِ هسته در قطعات انتقال قدرت بهکار میرود. نام EN آن 34CrAlMo5-10 است و در EN 10085 بهعنوان فولاد نیتراته طبقهبندی میشود.
در ادامه، ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، سیکلهای حرارتی پیشنهادی و کاربردهای متداول این گرید را میبینید.ترکیب و خواص شیمیایی 1.8507
حضور آلومینیوم (برای تشکیل نیتریدهای پایدار γ′/ε) و مولیبدن (پایداری حرارتی و استحکام برگشتی) در کنار کروم، زمینهٔ خوبی برای نیترهپذیری و مقاومت سایشی فراهم میکند. ترکیب اسمیِ مرجع بهصورت زیر است:
| عنصر | درصد موجود |
|---|---|
| کربن (C) | 0.30 تا 0.37 % |
| کروم (Cr) | 1.00 تا 1.30 % |
| آلومینیوم (Al) | 0.80 تا 1.20 % |
| مولیبدن (Mo) | 0.15 تا 0.25 % |
| منگنز (Mn) | 0.40 تا 0.70 % |
| سیلیسیم (Si) | ≤ 0.40 % |
| فسفر (P) | ≤ 0.025 % |
| گوگرد (S) | ≤ 0.035 % |
این بازهها مطابق منابع مرجع EN/دیتابیسهای مواد است و بسته به تأمینکننده و استاندارد تحویل، تلرانسهای جزئی ممکن است تفاوت داشته باشد.
خواص مکانیکی فولاد 1.8507 در شرایط مختلف عملیات حرارتی
ستونهای Q+T بهترتیب نمایندهٔ تمپر 200–300°C، 400–500°C و 550–600°C هستند. ستون «نیتراسیون سطحی» رفتار کیس پس از نیتره را نشان میدهد (طراحی سازهای همیشه بر مبنای خواص هسته انجام میشود).
| ویژگی \ وضعیت | آنیل نرم | نرمالایز | Q+T دمای پایین (200–300°C) | Q+T دمای متوسط (400–500°C) | Q+T دمای بالا (550–600°C) | نیتراسیون سطحی |
|---|---|---|---|---|---|---|
| استحکام کششی | از 600 تا 800 MPa | از 850 تا 1050 MPa | از 1100 تا 1300 MPa | از 950 تا 1150 MPa | از 750 تا 950 MPa | بیشتر از 1200 MPa (سطح) |
| استحکام تسلیم | از 350 تا 450 MPa | از 600 تا 750 MPa | از 900 تا 1050 MPa | از 750 تا 900 MPa | از 600 تا 750 MPa | بیشتر از 1000 MPa (سطح) |
| سختی هسته | از 170 تا 210 HB | از 220 تا 260 HB | از 34 تا 38 HRC | از 30 تا 34 HRC | از 26 تا 30 HRC | — |
| سختی سطح پس از نیتراسیون | — | از 66 تا 70 HRC (حدود 900 تا 1100 HV) | ||||
| مقاومت به ضربه | از 15 تا 20 J | از 18 تا 25 J | از 10 تا 14 J | از 12 تا 18 J | از 14 تا 20 J | از 10 تا 14 J (سطح نیتره) |
| چقرمگی | 6 از 10 | 7 از 10 | 4 از 10 | 5 از 10 | 6 از 10 | 5 از 10 |
| ماشینکاریپذیری | 6 از 10 | 5 از 10 | 4 از 10 | 4 از 10 | 5 از 10 | 3 از 10 |
| جوشپذیری | 2 از 10 | 2 از 10 | 2 از 10 | 2 از 10 | 2 از 10 | 2 از 10 |
| مقاومت به سایش | 4 از 10 | 5 از 10 | 7 از 10 | 6 از 10 | 5 از 10 | 9 از 10 (سطح نیتره) |
| مقاومت به خوردگی | 2 از 10 | 2 از 10 | 2 از 10 | 2 از 10 | 2 از 10 | 3 از 10 (سطح نیتره) |
| دمای کاری پیوسته (هسته) | تا 300 °C | |||||
| دمای کاری مقطعی (هسته) | تا 350 °C | |||||
عملیات حرارتی 1.8507 (پیشنهادی)
چرخهٔ مرجع برای رسیدن به هستهٔ چقرمه و کیسِ سخت: آمادهسازی (نرمالایز/آنیل) → آستنیته و کوئنچ روغن → تمپر (ترجیحاً متوسط پیش از نیتره) → نیترهٔ گازی/پلاسما. مقادیر دقیق به ضخامت، طرح و نوع کوره وابستهاند.
| نوع عملیات | حالت | دمـا (°C) | زمان نگهداری | محیط سردسازی | ساختار نهایی | توضیحات تکمیلی | سختی سطح پس از نیتره (HV/HRC) | عمق لایه نیتره (mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| نرمالایزینگ | آمادهسازی | 860 تا 900 | 60 تا 120 دقیقه | هوای آرام | پرلیت ریزدانه + فریت | یکنواختسازی و بهبود ماشینکاری قبل از سختکاری. | — | — |
| آنیل نرم | کاهش سختی | 680 تا 720 | 120 تا 240 دقیقه | کوره | پرلیت یکنواخت | کاهش تنشهای داخلی و برادهبرداری بهتر. | — | — |
| سختکاری (آستنیته/کوئنچ) | آستنیتی | 830 تا 870 | 30 تا 60 دقیقه | روغن | مارتنزیت | پایهٔ استحکام هسته با اعوجاج کنترلشده. | — | — |
| تمپر | کم | 200 تا 300 | 60 تا 120 دقیقه | هوا | مارتنزیت تمپرشده با سختی بالاتر | برای بیشینهسازی استحکام هسته. | — | — |
| تمپر | متوسط (پیشنهادی پیش از نیتره) | 450 تا 550 | 60 تا 180 دقیقه | هوا | هستهٔ پایدار با تعادل سختی/چقرمگی | سیکل ترجیحی برای نیترهٔ پایدار. | — | — |
| نیتراسیون | گازی/پلاسما | 500 تا 530 | 10 تا 30 ساعت | محیط گازی/پلاسما | لایهٔ ترکیبی ε/γ′ + ناحیهٔ نفوذ | پس از تمپر؛ کیس بسیار سخت و پایدار. | ≈ 900–1100 HV (≈ 66–70 HRC) | ≈ 0.30 – 0.70 |
| تنشزدایی | پس از ماشینکاری | 550 تا 600 | 60 تا 120 دقیقه | هوای آرام | ساختار پایدار | در صورت نیاز، قبل از نیتره انجام شود. | — | — |
- کنترل دکربوریزاسیون و تمیزی سطح قبل از نیتره برای عمق/سختی یکنواخت حیاتی است.
- برای قطعات دقیق، 0.01–0.02 mm تلرانس برای سنگزنی/پولیش پس از نیتره در نظر بگیرید.
- جوشپذیری محدود است؛ در اجبار، پیشگرم/پسگرم و PWHT کنترلشده ضروری است.
ویژگیها، مزایا و معایب فولاد 1.8507
ویژگیهای خاص
- کیسِ بسیار سخت پس از نیتره (≈ 66–70 HRC) با پایداری نسبی در دمای میانهٔ سرویس.
- هستهٔ +QT با تعادل استحکام/چقرمگی مناسب برای بارهای تماسی و خستگی.
- پایداری ابعادی خوب پس از فرآیندهای ترموشیمیایی مناسب.
مزایا
- مقاومت سایشی و تماسی بسیار خوب پس از نیتره.
- مناسب برای قطعات دقیق (چرخدنده/شافت/بوش) با صدای/سایش کم پس از پولیش.
- رفتار قابلقبول در سرویسهای دمای میانه.
معایب و محدودیتها
- جوشپذیری محدود؛ ریسک افت خواص در ناحیهٔ جوش.
- پس از نیتره فقط سنگزنی/پولیش سبک مجاز است.
- مقاومت خوردگی ذاتی پایین؛ نیاز به روانکاری/پوشش در محیطهای خورنده.
کاربردهای فولاد 1.8507
- چرخدنده و پینیونهای انتقال قدرت با نیاز به کیس سخت و مغز چقرمه.
- شافتها و محورهای تحت بار تماس/خمشی، بوشها و رولرهای مقاوم به سایش.
- قطعات ماشینسازی با نیاز به پایداری ابعادی در سرویس دمای میانه.
- یاتاقانهای لغزشی/آستینهای دقیق پس از سنگزنی و پولیش.
خرید فولاد 1.8507 با کیفیت تضمینی و آنالیز معتبر.
قطرهای موجود فولاد 1.8507
سوالات متداول (FAQ)
منابع مطالعه: 1- SteelNumber — 2_ MakeItFrom — 3_ Virgamet
