فولاد نیتراته 1.8550 (34CrAlNi7) — آنالیز، خواص مکانیکی، عملیات حرارتی و کاربردها
1.8550 یک فولاد آلیاژی نیترهپذیر (Cr–Al–Ni) است که با ایجاد لایهٔ نیتریدی بسیار سخت و پایدار روی سطح، در عین حفظ چقرمگی مناسبِ مغز، برای شافتها و چرخدندههای تحت بار تماس عالی عمل میکند. حضور آلومینیوم و نیکل، تشکیل نیتریدهای پایدار، پایداری ابعادی و رفتار مطلوب در سرویسهای دمای متوسط را تقویت میکند. در ادامه، ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، سیکلهای حرارتی پیشنهادی و کاربردهای متداول این گرید را میبینید.
ترکیب و خواص شیمیایی 1.8550
وجود آلومینیوم و نیکل در کنار کروم، قابلیت نیترهشدن عمیقتر، سختی سطحی بسیار بالا و پایداری دمایی بهتر کیس را فراهم میکند. ترکیب اسمی در بازههای زیر قرار میگیرد:
| عنصر | درصد موجود |
|---|---|
| کربن (C) | 0.30 تا 0.38 % |
| کروم (Cr) | 1.30 تا 1.80 % |
| آلومینیوم (Al) | 0.90 تا 1.30 % |
| نیکل (Ni) | 0.90 تا 1.20 % |
| منگنز (Mn) | ≤ 0.60 % |
| سیلیسیم (Si) | ≤ 0.40 % |
| مولیبدن (Mo) | ≤ 0.10 % |
| فسفر (P) | ≤ 0.025 % |
| گوگرد (S) | ≤ 0.025 % |
Al و Ni با تشکیل نیتریدهای پایدار (γ′/ε) سختی سطحی و حفظ آن در دمای بالاتر را تقویت میکنند؛ در حالی که C و Cr مسئول استحکام و مقاومت سایشیِ زمینهٔ مارتنزیتی/تمپرشدهٔ مغز هستند.
خواص مکانیکی فولاد 1.8550 در شرایط مختلف عملیات حرارتی
برای مقایسهٔ سریع، ستونهای Q+T (کم/متوسط/بالا) به ترتیب با تمپر 200–300°C، 400–500°C و 550–600°C در نظر گرفته شدهاند. ستون «نیتراسیون سطحی» بیانگر سختی/رفتار لایهٔ کیس است (طراحی سازهای همیشه بر اساس 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 700 MPa | از 900 تا 1100 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 8 تا 12 J | از 10 تا 15 J | از 12 تا 18 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 | تا 300 °C (مبنای طراحیِ هسته) | |||||
| دمای کاری مقطعی | تا 350 °C | |||||
عملیات حرارتی فولاد 1.8550 (پیشنهادی)
برای رسیدن به هستهٔ چقرمه و کیسِ بسیار سخت، چرخهٔ معمول شامل آمادهسازی (نرمالایز/آنیل)، آستنیته و کوئنچ روغن، تمپر (ترجیحاً متوسط پیش از نیتره)، و سپس نیترهٔ گازی/پلاسما است. مقادیر دقیق به سایز، طرح و کوره وابستهاند.
| نوع عملیات | حالت | دمــا (°C) | زمان نگهداری | محیط سردسازی | ساختار نهایی | توضیحات تکمیلی | سختی سطح پس از نیتراسیون (HV/HRC) | عمق لایه نیتراسیون (mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| نرمالایزینگ | آمادهسازی | 860 تا 900 | 60 تا 120 دقیقه | هوای آرام | پرلیت ریزدانه + فریت | یکنواختسازی؛ بهبود ماشینکاری پیش از سختکاری. | — | — |
| آنیل نرم | کاهش سختی | 680 تا 720 | 120 تا 240 دقیقه | کوره | پرلیت یکنواخت | برای ماشینکاری بهتر و کاهش تنشهای داخلی. | — | — |
| سختکاری (آستنیته/کوئنچ) | آستنیتی | 830 تا 870 | 30 تا 60 دقیقه | روغن | مارتنزیت | پایهٔ استحکام هسته؛ اعوجاج کم با کوئنچ روغن. | — | — |
| تمپر | کم | 200 تا 300 | 60 تا 120 دقیقه | هوا | مارتنزیت تمپر شده (سختی بالاتر) | جهت بیشینهسازی استحکام/سختی هسته. | — | — |
| تمپر | متوسط (پیشنهادی پیش از نیتره) | 450 تا 550 | 60 تا 180 دقیقه | هوا | هسته پایدار با سختی متوسط | تعادل چقرمگی/سختی هسته برای نیتره. | — | — |
| نیتراسیون | گازی/پلاسما | 500 تا 530 | 10 تا 30 ساعت | محیط گازی/پلاسما | لایه ترکیبی ε/γ′ + ناحیه نفوذ | پس از تمپر؛ سطح 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 سطحی و تمیزی پیش از نیتره (رواداری زبری/اکسید).
- برای قطعات دقیق، رزرو تلرانس 0.01–0.02 mm جهت سنگزنی/پولیش نهایی پس از نیتره.
- جوشپذیری محدود است؛ در اجبار، پیشگرم/پسگرم و PWHT کنترلشده ضروری است.
ویژگیها، مزایا و معایب
ویژگیهای خاص
- قابلیت نیترهپذیری عالی بهواسطهٔ Al و Ni با سختی سطحی بسیار بالا (≈ 66–70 HRC).
- پایداری نسبی کیس در دماهای میانهٔ سرویس (تا ≈ 550°C بر سطح).
- هستهٔ +QT با تعادل استحکام/چقرمگی مناسب برای بارهای تماسی و خستگی.
مزایا
- سختی سطحی بسیار بالا و مقاومت سایشی ممتاز پس از نیتره.
- پایداری ابعادی و رفتار خوب در سرویسهای متناوب.
- قابلاستفاده برای چرخدنده/شافت دقیق با نیاز به صدای/سایش کم (پس از پولیش).
معایب و محدودیتها
- جوشپذیری محدود؛ ریسک افت خواص کیس در ناحیهٔ جوش.
- ماشینکاری پس از نیتره فقط بهصورت سنگزنی/پولیش سبک مجاز است.
- مقاومت خوردگی ذاتی پایین؛ در محیطهای خورنده نیاز به پوشش/روغنکاری.
کاربردها
- چرخدنده و پینیونهای انتقال قدرت با نیاز به کیس بسیار سخت و مغز چقرمه.
- شافتها و محورهای تحت بار تماسی/خمشی، بوشها و رولرهای مقاوم به سایش.
- قطعات ماشینسازی با نیاز به پایداری ابعادی در سرویس دمای میانه.
- یاتاقانهای لغزشی/بوشهای دقیق پس از سنگزنی و پولیش نهایی.
نمونه تصاویر فولاد موجود در فروشگاه
خرید فولاد 1.8550 با کیفیت تضمینی و آنالیز معتبر.
مناسب برای قطعات نیتراسیون، شفتها، چرخدندهها و صنایع سنگین. برای دریافت قیمت روز و مشاوره تخصصی با ما تماس بگیرید.
قطرهای موجود فولاد 1.8550
سوالات متداول (FAQ)
منابع مطالعه: 1- MakeItFrom — 2_ Matmatch — 3_ Pauly
