این فولاد به‌عنوان یکی از محبوب‌ترین مواد برای ساخت انواع فنرها، شامل گروهی از فولادهای با کربن متوسط تا زیاد و فولادهای کم آلیاژ است که به دلیل استحکام تسلیم بسیار بالا معروف هستند. استحکام تسلیم به میزان مقاومتی که فولاد در برابر خم شدن یا کشیدگی تحت یک نیروی معین از خود نشان می‌دهد، اشاره دارد، به‌طوری که پس از برداشته شدن نیرو، فولاد بدون تغییر شکل دائمی به حالت اولیه خود بازمی‌گردد.
این ویژگی‌ها به محصولات ساخته شده از فولاد فنر اجازه می‌دهد تا تحت فشار، خمش و پیچش‌های مداوم بدون از دست دادن شکل اولیه خود باقی بمانند. این خواص استثنایی ناشی از ترکیب خاص فولاد فنر و فرآیندهای سخت‌سازی ویژه‌ای است که روی آن انجام می‌شود.
انواع فولاد فنر
فولادهای فنر به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند: آلیاژی، فولاد با کربن بالا و ضد زنگ. علاوه بر این، در بازار می‌توان انواع دیگری مانند فولادهای آلیاژی، فولادهای مقاوم در برابر خوردگی، فولادهای کربن، فولادهای آلیاژ تیتانیوم، فولادهای آلیاژ نیکل، آلیاژ فنر پایه مس، برنز فسفر، مس بریلیم و برنج فنر را یافت. در ادامه این مقاله از عدالت فنر، برخی از پرکاربردترین انواع این فولادها را بررسی خواهیم نمود.
- فولادهای فنر آلیاژی
این نوع فولادها از نظر مقاومت در برابر حرارت مصرف زیادی ندارند، اما توانایی تحمل دماهای بیشتری نسبت به نوع کربن بالا را دارا هستند. برای کارهایی که با بار شدید و ضربه‌های قوی روبرو خواهی بود و باید در برابر تنش‌های زیاد مقاومت وجود داشته باشد، استفاده از این فولادها توصیه می‌شود. - فولادهای فنر کربن بالا
این نوع فولادها متداول‌ترین نوع فولاد فنر هستند و قیمت کمتری نسبت به سایر انواع دارند. اگرچه برای کارهایی که نیاز با درجه حرارت بالا یا پایین، و یا بارگذاری شوک و ضربه، به طور مناسبی عمل نخواهند کرد، اما برای کارهایی که نیازی به تحمل حرارت و بار شدید نیست، انتخاب مناسبی بشمار میآیند. - فولادهای فنر ضد زنگ
این نوع برای مصارفی با دماهای بالای 280 درجه سانتی‌گراد، مناسب و دارای مقاومت در برابر خوردگی نیز هستند. با توجه به خاصیت ضد زنگ، این فولادها اغلب در دسته‌ی استنلس استیل قرار می‌گیرند. - آلیاژهای فنر پایه نیکل
این آلیاژها در برابر خوردگی و دامنه وسیعی از دما مقاومت میکنند. همچنین این آلیاژها غیر مغناطیسی و مقاومت الکتریکی نسبتاً بالایی دارند. - آلیاژهای فنر پایه مس
این آلیاژها برای استفاده در دماهای زیر صفر مناسبند و به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و هدایت‌پذیری مناسب در برابر اجزای الکتریکی، با قیمت بیشتری به فروش میرسند.
گریدهای فولاد فنر
استاندارد آهن‌آلات دنیای فولادهای فنر را بر اساس میزان کربن و به‌راحتی شکل‌پذیری آنها، طبقه‌بندی می‌کند. برخی از گریدهای مهم مطابق با استانداردهای AISI و DIN شامل موارد زیر عبارتند از:
- AISI 1050: دارای کمترین میزان کربن و به‌راحتی شکل‌پذیر است، که می‌توان با انجام عملیات حرارتی، سختی آن را بالا برد.
- AISI 1074 و 1075: دارای محتوای متوسط کربن و با انجام عملیات کروی کردن، شکل‌پذیری آنها افزایش می‌یابد.
- AISI 1095: بالاترین میزان کربن در بین فولادهای فنری که استفاده می‌شود، به این گرید تعلق میگیرد. این نوع فولاد دارای قابلیت عملیات حرارتی و بالاترین استحکام خستگی و قابلیت ارتجاعی است.
- CK67: این فولاد به‌عنوان نوار فولادی نورد سرد برای فنرها با دقت ابعادی بالا و شرایط سطحی خوب تا ضخامت 2.5 میلی‌متر استفاده می‌شود.
- CK75: فولاد CK75 نیز به‌عنوان نوار فولادی نورد سرد برای فنرها با دقت ابعادی بالا و شرایط سطحی مناسب تا ضخامت 2 میلی‌متر مورد استفاده قرار میگیرد.
این طبقه‌بندی‌ها بر اساس ویژگی‌های مختلف فنرها، از جمله میزان کربن، شکل‌پذیری، استحکام، و قابلیت ارتجاعی صورت میپذیرد، که هرکدام برای کاربردهای خاص خودشان مناسب هستند.
کاربرد فولاد فنر
این فولاد، که جزء فولادهای دم‌دستی قرار میگیرد، در مصارف مختلف روزمره کاربردهای گسترده‌ای دارد. در ادامه به برخی از این موارد اشاره خواهیم نمود:
- فنرها:
از ماشین‌آلات روزمره تا قطعات خودرو، این فولاد برای ساخت فنرهای مارپیچ، فنرهای فشاری، فنرهای پیچشی و فنرهای تخت استفاده می‌شود. - تجهیزات پزشکی:
فولاد فنر در ساخت ابزارهای پزشکی مانند ابزار جراحی و وسایل ارتودنسی به کار می‌رود. - ماشین‌آلات:
این ماده از ساخت ماشین‌آلات تا تجهیزات صنعتی مانند ماشین‌های چمن‌زنی و هواپیما، به عنوان جزء اساسی مورد استفاده قرار میگیرد. - ابزار دستی:
فولاد فنر با استحکام بالا برای تولید ابزارهای قوی و مقاوم مانند انبردست، آچار و قیچی بسیار مناسب و کاربردی است.
خواص فولاد فنر
این فولاد به دلیل خصوصیات منحصر به فردی که دارد، به طور ویژه برای ساخت فنرها و قطعات دیگر بسیار مورد توجه است. این خصوصیات عبارتند از:
- استحکام و مقاومت: این نوع فولاد قادر است حجم زیادی از بار را تحمل نموده و در مقابل تنش‌های چرخشی نیز تحمل بسیار خوبی دارد، که این ویژگی آن را از فولادهای آلیاژی دیگر متمایز می‌کند.
- خاصیت ارتجاعی: فولاد فنر می‌تواند بدون از دست دادن شکل اولیه‌اش، فرم‌دهی شود و قابلیت ارتجاعی مناسبی دارد که به آن امکان می‌دهد عملیات حرارتی را تحمل کند.
- سختکاری: سختکاری یکی از روش‌های مهم برای افزایش سختی این فولاد که شامل عملیات حرارتی، چکش‌کاری، نورد و کشش و باعث افزایش استحکام کششی و بهبود ویژگی‌های مکانیکی مواد میگردد.
استفاده از فولاد فنر سختکاری شده، به طور معمول برای تولید محصولاتی مانند تیغه‌های اره، چاقو و فنرهای تخت انجام می‌شود. این فرایندها همچنین به تمپر کردن فولاد برای جلوگیری از شکستن و کاهش تنش‌های داخلی کمک میکنند، که در نهایت حاصل آن تولید ورق‌ها، نوارها و میله‌های فولادی فنری خواهد بود.
کاربرد فولاد گرمکار
فولادهای گرمکار برای قالب‌ها و ابزارهای گرمکار در صنایعی مانند دایکست، اکستروژن، تزریق پلاستیک، فورج، ابزارهای پرس با سرعت بالا، قالب‌های خم و سکه‌زنی، و تولید پیچ، مهره و پرچ استفاده می‌شوند.
میان فولادهای گرمکار، فولادهایی مانند 1.2343، 1.2344 و 1.2367 به عنوان پرکاربردترین ابزارهای گرمکار در صنعت بشمار میآیند. فولاد 1.2343 برای کاربردهایی که نیاز به چقرمگی و مقاومت بالا در برابر ضربه، فولاد 1.2344 برای کاربردهایی که نیاز به استحکام بالاتر در دمای بالا و با حساسیت کمتر به چقرمگی و فولاد 1.2367 نیز با ویژگی‌های مشابه به فولاد H13 یا 1.2344، در شرایطی که نیاز به استحکام بیشتر یا عمر قالب بالاتر وجود دارد، مورد استفاده قرار میگیرد.
جمع بندی
این نوع فولاد با استحکام تسلیم بالا و انعطاف‌پذیری مناسب، قابلیت تحمل بارهای زیاد را دارا بوده و پس از اعمال نیروهای خمشی یا کششی، به شکل اولیه‌اش بازمی‌گردد. فولاد فنر از نظر ترکیب شیمیایی به سه دسته اصلی از جمله فولادهای فنر آلیاژی، فولادهای فنر با کربن بالا، و فولادهای فنر ضد زنگ تقسیم شده و هر کدام از این دسته‌ها خصوصیات خاصی دارند که آنها را برای کاربردهای مختلفی از تولید فنرهای صنعتی تا ابزارهای پزشکی و ماشین‌آلات مورد استفاده قرار می‌دهند.
به طورکلی در صنایع مختلف، این فولاد به دلیل استحکام، انعطاف‌پذیری و مقاومت بالا، برای ایجاد فنرهای مارپیچ، فشاری، پیچشی، و تخت استفاده می‌شود. برای دریافت قیمت فولاد فنر با کارشناسان ما در عدالت فنر تماس بگیرید.
سوالات متداول
- انواع گریدهای فولاد فنر را نام ببرید؟
انواع گریدهای این فولاد شامل فولادهای فنر آلیاژی، فولادهای فنر با کربن بالا، و فولادهای فنر ضد زنگ می‌شوند. هر کدام از این انواع بر اساس خواص خود برای کاربردهای خاص مناسب هستند. - چرا فولاد فنر برای ساخت فنرها مناسب است؟
این ماده به دلیل استحکام بالا، مقاومت در برابر خستگی، و انعطاف‌پذیری مناسب، برای ساخت فنرهای مارپیچ، فنرهای فشاری، فنرهای پیچشی و سایر قطعاتی که نیاز به انعطاف دارند، بسیار مناسب است. - فولادهای فنر با کربن بالا چه خصوصیاتی دارند؟
این فولادها دارای محتوای کربن بالایی بوده که باعث افزایش استحکام آنها در تنش‌های بالا و در دماهای متوسط مینماید. - سختکاری فولاد فنر چگونه است؟
سختکاری فولاد از طریق عملیات حرارتی انجام می‌شود که شامل گرم‌کردن و تمپر کردن فولاد برای افزایش سختی و کاهش تنش‌های داخلی است.
دیدگاه خود را بنویسید