introduction to high speed steel heat treatment of tool steels

1. ‫ارائه‬‫دهنده‬
‫بیات‬ ‫محمدرضا‬
‫متالورژ‬ ‫و‬ ‫مواد‬ ‫مهندسی‬ ‫دانشکده‬‫ی‬
‫استاد‬
‫دکترخیراندیش‬
‫بهار‬95

2. ‫مقدمه‬‫تندب‬ ‫فوالدهای‬‫ر‬‫کاربردها‬
‫حرارتی‬ ‫عملیات‬
‫تندب‬ ‫فوالدهای‬‫ر‬
2

3. 3‫حرارتی‬ ‫عملیات‬
‫ب‬ ‫دستیابی‬ ‫مرهون‬ ‫شک‬ ‫بدون‬ ، ‫داده‬ ‫رخ‬ ‫صنعت‬ ‫در‬ ‫تاکنون‬ ‫که‬ ‫سریعی‬ ‫و‬ ‫وسیع‬ ‫های‬ ‫پیشرفت‬‫موواد‬ ‫ه‬
‫باال‬ ‫باکیفیت‬
‫شوند‬ ‫می‬ ‫گرفته‬ ‫بکار‬ ‫آالت‬ ‫ماشین‬ ‫و‬ ‫تجهیزات‬ ‫ساخت‬ ‫در‬ ‫کیفیت‬ ‫با‬ ‫مواد‬ ‫این‬.
‫کنند‬ ‫می‬ ‫استفاده‬ ‫ابزار‬ ‫های‬ ‫فوالد‬ ‫از‬ ‫عمدتا‬ ‫دستگاهی‬ ‫چنین‬ ‫وتولید‬ ‫ساخت‬ ‫برای‬ ‫همچنین‬.
‫ابزار‬ ‫فوالد‬ ‫های‬ ‫کاربرد‬:
‫نیاز‬ ‫مورد‬ ‫کارایی‬ ‫اساس‬ ‫بر‬ ‫ابزار‬ ‫فوالد‬ ‫انتخاب‬
‫قبیل‬ ‫از‬:1-‫سایشی‬ ‫مقاومت‬2-‫چقرمگی‬3-‫گرم‬ ‫سختی‬4-‫وات‬‫و‬‫ی‬ ‫عم‬ ‫وه‬‫و‬‫ب‬ ‫ورتب‬‫و‬‫م‬ ‫ویات‬‫و‬‫مقتض‬
‫نهایی‬ ‫پرداخت‬ ‫و‬ ‫حرارتی‬
‫مقدمه‬‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬‫کاربردها‬
‫دهی‬ ‫شکل‬‫برشکاری‬
‫قالبگیری‬ ‫تراشکاری‬

4. ‫سیستم‬ ‫بندی‬ ‫طبقه‬ ‫اساس‬ ‫بر‬AISI‫شود‬ ‫می‬ ‫بندی‬ ‫تقسیم‬ ‫زیر‬ ‫های‬ ‫گروه‬ ‫به‬ ‫ابزار‬ ‫فوالدهای‬:
4
‫عملیات‬
‫حرارتی‬ ‫مقدمه‬‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬‫کاربردها‬

5. 5
‫عملیات‬
‫حرارتی‬ ‫مقدمه‬‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬‫کاربردها‬

6. 6
‫عملیات‬
‫حرارتی‬ ‫مقدمه‬‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬‫کاربردها‬
‫تندبر‬ ‫ابزار‬ ‫فوالدهای‬
2.‫ابزارتندب‬ ‫فوالدهای‬‫ر‬
‫دار‬ ‫مولیبدن‬M
1.‫تندب‬ ‫ابزار‬ ‫فوالدهای‬‫ر‬
‫دار‬ ‫تنگستن‬T‫به‬
‫زیاد‬ ‫تنگستن‬ ‫خاطر‬
‫نامگذاری‬ ‫ت‬ ‫ع‬:‫تنگ‬ ‫بیشتراز‬ ‫مولیبدن‬ ‫مقدار‬ ‫اینکه‬ ‫خاطر‬ ‫به‬ ‫نه‬‫ستن‬
‫ت‬ ‫گروه‬ ‫از‬ ‫بیشتر‬ ‫گروه‬ ‫این‬ ‫مولیبدن‬ ‫مقدار‬ ‫اینکه‬ ‫خاطر‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫ب‬‫دار‬ ‫نگستن‬

7. ‫سرخ‬ ‫سختی‬(Red Hardness:)
‫سر‬ ‫حد‬ ‫تا‬ ‫شدن‬ ‫گرم‬ ‫در‬ ‫حتی‬ ‫شدن‬ ‫نرم‬ ‫برابر‬ ‫در‬ ‫تندبر‬ ‫ابزار‬ ‫فوالدهای‬ ‫مقاومت‬‫خی‬
‫هستند‬ ‫باالیی‬ ‫سرخ‬ ‫سختی‬ ‫دارای‬ ‫فوالدها‬ ‫این‬
7
‫عملیات‬
‫حرارتی‬ ‫مقدمه‬‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬‫کاربردها‬
‫دم‬ ‫تا‬ ‫حتی‬ ‫سختی‬ ‫حفظ‬‫ای‬
600‫گراد‬ ‫سانتی‬ ‫درجه‬
‫با‬ ‫کاری‬ ‫ماشین‬ ‫و‬ ‫برش‬
‫زیاد‬ ‫سرعت‬

8. ‫تندبر‬ ‫ابزار‬ ‫فوالد‬ ‫برخواص‬ ‫آلیاژی‬ ‫عناصر‬ ‫تاثیر‬:
8
‫عملیات‬
‫حرارتی‬ ‫مقدمه‬‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬‫کاربردها‬

9. 4
‫تندبر‬ ‫ابزار‬ ‫فوالدهای‬ ‫حرارتی‬ ‫یات‬ ‫عم‬:
‫خواص‬‫ابزار‬ ‫فوالدهای‬ ‫ف‬ ‫مخت‬ ‫های‬ ‫گروه‬‫وابسته‬ ‫شدت‬ ‫به‬‫یات‬ ‫عم‬‫یات‬ ‫عم‬ ، ‫حرارتی‬‫ای‬ ‫حرارتی‬‫ن‬
‫شامل‬ ‫شک‬ ‫بدون‬ ‫فوالدها‬3‫ه‬ ‫مرح‬
9
‫عملیات‬
‫حرارتی‬ ‫مقدمه‬‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬‫کاربردها‬
1.‫آستنیت‬ ‫تشکیل‬ ‫برای‬ ‫دادن‬ ‫حرارت‬
2.‫مارتنزیت‬ ‫تشکیل‬ ‫جهت‬ ‫کردن‬ ‫سرد‬
3.‫آ‬ ‫های‬ ‫کاربید‬ ‫وتشکیل‬ ‫مانده‬ ‫باقی‬ ‫آستنیت‬ ‫حذف‬ ‫برای‬ ‫کردن‬ ‫تمپر‬‫لیاژی‬

10. 1.‫کردن‬ ‫آستنیته‬
‫مهمترین‬‫فوالد‬ ‫وچقرمگی‬ ‫سختی‬ ‫تعیین‬ ‫در‬ ‫کار‬
‫هدف‬:‫س‬ ‫در‬ ‫بهینه‬ ‫تاثیر‬ ‫ایجاد‬ ‫برای‬ ‫زمینه‬ ‫شیمیایی‬ ‫وترکیب‬ ‫کاربیدها‬ ‫حجمی‬ ‫کسر‬ ‫تنظیم‬‫کاری‬ ‫خت‬
‫بازگشت‬ ‫و‬
‫حدود‬ ، ‫ذوب‬ ‫نقطه‬ ‫به‬ ‫نزدیک‬ ، ‫باال‬ ‫بسیار‬ ‫آستنیته‬ ‫دمای‬1200‫گراد‬ ‫سانتی‬ ‫درجه‬
‫زمان‬:2‫الی‬5‫دقیقه‬
‫حرارت‬ ‫شوک‬ ‫از‬ ‫وگیری‬ ‫ج‬ ‫دلیل‬ ‫به‬ ‫گرم‬ ‫پیش‬ ‫ه‬ ‫مرح‬ ‫دو‬ ، ‫باال‬ ‫بسیار‬ ‫آستنیته‬ ‫دمای‬ ‫بدلیل‬‫ی‬.
‫شده‬ ‫انجام‬ ‫نمک‬ ‫حمام‬ ‫در‬ ‫کردن‬ ‫گرم‬ ‫پیش‬ ‫وهمچنین‬ ‫ها‬ ‫فوالد‬ ‫این‬ ‫کردن‬ ‫آستنیته‬
10‫عملیات‬
‫حرارتی‬ ‫مقدمه‬‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬‫کاربردها‬

11. 2.‫کردن‬ ‫کوئنچ‬
‫کرد‬ ‫کوینچ‬ ‫نمک‬ ‫و‬ ‫روغن‬ ، ‫هوا‬ ‫در‬ ‫میتوان‬ ‫را‬ ‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬.
‫عملیات‬
‫حرارتی‬ ‫مقدمه‬‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬‫کاربردها‬ 11

12. 2.‫کوئنچ‬‫کردن‬:
‫پای‬ ‫های‬ ‫سرعت‬ ‫،در‬ ‫وبینیت‬ ‫فریت‬ ‫فازهای‬ ‫تشکیل‬ ‫امکان‬ ، ‫استحاله‬ ‫دماغه‬ ‫بودن‬ ‫دور‬ ‫دلیل‬ ‫به‬‫ین‬
‫ندارد‬ ‫وجود‬ ‫سردکردن‬.
‫هوا‬ ‫در‬ ‫کوئنچ‬ ‫با‬ ‫حتی‬ ‫مارتنزیت‬ ‫تشکیل‬ ‫امکان‬
‫عملیات‬
‫حرارتی‬ ‫مقدمه‬‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬‫کاربردها‬ 12

13. 2.‫کوئنچ‬‫کردن‬
‫کوئن‬ ‫را‬ ‫تندبر‬ ‫ابزار‬ ‫فوالد‬ ‫جنس‬ ‫از‬ ‫صنعتی‬ ‫قطعات‬ ، ‫هوا‬ ‫در‬ ‫شدن‬ ‫خنک‬ ‫اثر‬ ‫در‬ ‫سطح‬ ‫شدن‬ ‫اکسید‬ ‫دلیل‬ ‫به‬‫هوا‬ ‫چ‬
‫کنند‬ ‫نمی‬.
‫مانند‬ ‫محافظ‬ ‫های‬ ‫محی‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫صنعتی‬ ‫قطعات‬:
‫این‬ ‫از‬ ‫ترکیبی‬ ‫یا‬ ‫و‬ ‫روغن‬ ‫حمام‬ ، ‫نمک‬ ‫حمام‬
‫کنند‬ ‫می‬ ‫کوئنچ‬ ‫محی‬ ‫دو‬.
‫که‬ ‫است‬ ‫این‬ ‫دهنده‬ ‫نشان‬ ‫مقابل‬ ‫شکل‬
‫بوده‬ ‫باالتر‬ ‫معین‬ ‫حد‬ ‫از‬ ‫نمک‬ ‫حمام‬ ‫دمای‬
‫عملیات‬
‫حرارتی‬ ‫مقدمه‬‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬‫کاربردها‬ 13

14. 3.‫کردن‬ ‫بازپخت‬
‫ابزار‬ ‫فوالدهای‬ ‫حرارتی‬ ‫یات‬ ‫عم‬ ‫ه‬ ‫مرح‬ ‫آخرین‬
‫تاثیر‬ ‫مهمترین‬:‫فوالد‬ ‫چقرمگی‬ ‫بهبود‬
‫تمپرشده‬ ‫مارتنزیت‬ ‫سختی‬:A
‫ثانویه‬ ‫های‬ ‫کاربید‬ ‫سختی‬:B
‫مارتنزیت‬ ‫به‬ ‫آستنیت‬ ‫استحاله‬ ‫از‬ ‫ناشی‬ ‫سختی‬:C
‫برآیند‬:D
‫ک‬ ‫شده‬ ‫نمودار‬ ‫در‬ ‫پیک‬ ‫یک‬ ‫آمدن‬ ‫وجود‬ ‫به‬ ‫باعث‬ ‫یکدیگر‬ ‫درکنار‬ ‫ف‬ ‫مخت‬ ‫عوامل‬ ‫تاثیر‬‫به‬ ‫ه‬
‫گویند‬ ‫می‬ ‫ثانویه‬ ‫سختی‬ ‫پیک‬ ‫این‬.
‫عملیات‬
‫حرارتی‬ ‫مقدمه‬‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬‫کاربردها‬ 14

15. 3.‫کردن‬ ‫بازپخت‬:
‫مانده‬ ‫باقی‬ ‫آستنیت‬ ‫و‬ ‫مارتنزیت‬ ‫شامل‬ ‫کوئنچ‬ ‫از‬ ‫آمده‬ ‫بدست‬ ‫ساختار‬
‫کوئنچ‬ ‫ی‬ ‫ه‬ ‫مرح‬ ‫از‬ ‫باقیمانده‬ ‫آستنیت‬ ‫تبدیل‬ ‫و‬ ‫تنش‬ ‫کاهش‬ ‫جهت‬ ‫به‬ ‫کردن‬ ‫تمپر‬‫به‬
‫مارتنزیت‬‫تازه‬
‫موجب‬ ‫میتواند‬ ‫ای‬ ‫ه‬ ‫مرح‬ ‫دو‬ ‫بازپخت‬
‫مارتنزیت‬ ‫بازپخت‬‫شده‬ ‫تشکیل‬‫ازآستنیت‬
‫باقیمانده‬
‫آستنیت‬ ‫مقداری‬ ‫هم‬ ‫سوم‬ ‫تمپر‬ ‫از‬ ‫بعد‬ ‫حتی‬
‫باقی‬‫ماند‬ ‫خواهد‬.
‫عملیات‬
‫حرارتی‬ ‫مقدمه‬‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬‫کاربردها‬ 15

16. ‫نگاه‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫ابزار‬ ‫فوالدهای‬ ‫حرارتی‬ ‫یات‬ ‫عم‬
16
‫عملیات‬
‫حرارتی‬ ‫مقدمه‬‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬‫کاربردها‬

17. ‫تندبر‬ ‫ابزار‬ ‫فوالدهای‬ ‫کاربردهای‬:
1.‫ای‬ ‫نقطه‬ ‫تک‬ ‫برش‬ ‫های‬ ‫ابزار‬:
‫برش‬ ‫ابزارهای‬ ‫ترین‬ ‫ساده‬
‫برشی‬ ‫لبه‬ ‫یا‬ ‫برشی‬ ‫سطح‬ ‫یک‬ ‫دارای‬ ‫ها‬ ‫ابزار‬ ‫این‬
‫هستند‬ ‫کار‬ ‫قطعه‬ ‫با‬ ‫تماس‬ ‫زمان‬ ‫در‬.
‫و‬ ‫کننده‬ ‫قطعه‬ ‫ابزارهای‬ ، ‫تراش‬ ‫دستگاه‬ ‫ابزارهای‬
‫شده‬ ‫جاگذاری‬ ‫ابزارهای‬
‫منظور‬ ‫به‬ ‫در‬ ‫هایی‬ ‫ابزار‬ ‫چنین‬:، ‫تراشکاری‬
‫روند‬ ‫می‬ ‫کار‬ ‫به‬ ‫دهی‬ ‫شکل‬ ‫یا‬ ‫کاری‬ ‫رنده‬ ، ‫کاری‬ ‫رزوه‬.
‫عملیات‬
‫حرارتی‬ ‫مقدمه‬‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬‫کاربردها‬ 17

18. ‫تندبر‬ ‫ابزار‬ ‫فوالدهای‬ ‫کاربردهای‬:
2.‫ای‬ ‫نقطه‬ ‫چند‬ ‫برش‬ ‫های‬ ‫ابزار‬:
‫گرد‬ ‫های‬ ‫اره‬ ، ‫زنی‬ ‫رزوه‬ ‫های‬ ‫،قالب‬ ‫ها‬ ‫قالویز‬ ، ‫برقوها‬ ، ‫انگشتی‬ ‫فرزهای‬ ‫شامل‬ ‫ابزارها‬ ‫این‬
‫باشند‬ ‫می‬ ‫فرز‬ ‫های‬ ‫تیغه‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫وسنبه‬ ‫ها‬ ‫،مته‬.
‫عملیات‬
‫حرارتی‬ ‫مقدمه‬‫تندبر‬ ‫فوالدهای‬‫کاربردها‬ 18

19. [1] ASM, “Heat Treater ’ s Guide Practices and Procedures for ferrous Alloys,”
Mech. Handl., 1995.
[2] T. Arai and G. M. Baker, “ASM Metals Handbook Volume 04; Heat Treating,”
vol. 4. p. 2173, 1991.
[3] V. P. Astakhov, “Drills: Science and Technology of Advanced Materials.” p. 845,
2014.
[4] V. Richard, B.; Gundlach, D.; Doane, “ASM Metals HandBook Volume 16 -
Machining Processes.pdf.” 1990.
[5] G. Roberts, G. Krauss, and R. Kennedy, “Tool Steels: 5th Edition,” Carbon.
1998.
[6] R. A. Mesquita, C. A. Barbosa, C. S. Gonçalves, and A. L. Slaviero, “Effect of
hardening conditions on mechanical properties of high speed steels,” International Heat
Treatment and Surface Engineering, vol. 5, no. 1. pp. 36–40, 2014.
[7] W. E. Bryson, “Heat Treatment, Selection, and Application of Tool Steels 2E
by,” 2005.
[8] C. R. Gagg, “Failure of components and products by ‘engineered-in’defects:
case studies,” Eng. Fail. Anal., vol. 12, no. 6, pp. 1000–1026, 2005.
[9] G. F. Vander Voort, Atlas of time-temperature diagrams for irons and steels.
ASM international, 1991.
19‫مراجع‬ ‫و‬ ‫منابع‬:

20. ‫ش‬ ‫توجه‬ ‫از‬ ‫تشکر‬ ‫با‬‫ما‬
20‫وقدردانی‬ ‫تشکر‬