تفاوت فولاد ابزار سردکار و گرمکار با سه فاکتور مهم و کلیدی دمای کاری، عناصر آلیاژی و کاربرد این دو فولاد قابل تفکیک است. در ادامه به هریک از این فاکتورها به تفصیل پرداخته شده است. قابل ذکر پیش از آن‌که فولاد ابزار خود را انتخاب کنید، لازم است بدانید چه گزینه‌هایی برای کاربرد مورد نظر شما وجود دارد تا بتوانید انتخاب صحیحی انجام دهید.
تفاوت فولاد ابزار گرمکار و سردکار
به طور کلی فولادهای سردکار و گرمکار از نوع فولادهای ابزاری بوده و فولاد ابزار بر اساس ترکیب شیمیایی و کاربردهای مختلف به شش دسته تقسیم‌بندی می‌شود:
- فولاد گرم کار: ویژه فرآیندهایی که با سایش، حرارت و فشار همراه هستند.
- فولاد ابزار سردکار: ویژه کاربردهایی که به حرارت نیاز ندارند.
- سخت-شونده با آب: این دسته از فولادها، سخت‌شوندگی پایینی داشته و در ابزارهای چوب‌کاری و کارد و چنگال کاربرد دارند.
- فولاد تندبر: ویژه ابزارهای برش تندبر مانند دریل‌ها و کاترها
- فولاد ضد شوک: برای ابزارهایی که لازم است توانایی تحما شوک داشته باشند مانند چکش
- فولاد با کاربرد خاص
شما می‌توانید بسته به نیاز و کاربرد مورد نظر خود، از هریک از فولادهای مذکور استفاده کنید. برای این که بدانید کدام فولاد، برای کار شما مناسب است، در ادامه، تفاوت فولاد سردکار و گرمکار توضیح داده شده است.
ویژگی‌های فولاد سردکار
فولاد ابزار سردکار در ابزارهایی به کار می‌رود که در کار سرد کاربرد دارند؛ در شرایطی که دمای سطحی ابزار به بیش از ۲۶۰ نمی‌رسد. در عین حال، فولادهای سردکار از چقرمگی، مقاومت به سایش و مقاومت به نرم‌شوندگی حرارتی استاندارد برخوردار هستند.
همچنین فولاد ابزار سردکار به فولادهای مخصوص قالب اشاره دارد که برای شکل‌دهی یا تغییر شکل فلزات در محیط سرد به کار می‌روند. فولاد سردکار، مقاومت به سایش و استحکام بالایی داشته و بسته به گرید، می‌تواند چقرمگی و قابلیت نرم‌شوندگی مناسبی تحت حرارت داشته باشد. خرابی قالب فولاد سردکار عموما به علت سایش، شکست، فروپاشی و تغییر شکل از حالت اولیه رخ می‌دهد.
خصوصیات فولاد گرم کار
فولاد ابزار گرمکار به فولاد ابزار آلیاژی اشاره دارد که با قرارگرفتن در معرض درجه حرارت بالا به مدت طولانی، استحکام و سختی خود را حفظ می‌کند؛ مانند قالب فورج، قالب اکستروژن و قالب ریخته گری گرمُ؛ از آنجا که قالب گرمکار به طور مستقیم با ماده گرم در تماس است، لازم است از ویژگی‌هایی همچون استحکام بالا، سختی و پایداری حرارتی برخوردار باشد به خصوص مقاومت حرارتی، خستگی حرارتی، چقرمگی نسبی و مقاومت به سایش باید بالا باشد تا اطمینان حاصل شود که طول عمر قالب زیاد است.
این موارد از جمله اصلی‌ترین تفاوت فولاد سردکار و گرم کار است. به علاوه، فولاد گرمکار و سردکار در موارد زیر نیز با هم تفاوت دارند:
تفاوت دمای کاری فولاد سردکار و گرم کار
فولاد ابزار سردکار در دمای اتاق (زیر ℃۱۰۰) عمل می‌کند در حالی که فولاد ابزار گرمکار با فلز داغ یا حتی فلز مایع در تماس است. بنابراین دمای سطحی قالب بسیار بالا حدود ℃۷۰۰-۳۵۰ است.
تفاوت فولاد سردکار و گرم کار در عناصر آلیاژی و کربن
فولاد ابزار سردکار عموما حاوی کربن بیشتری است (۱.۴۵%- ۲.۳۰%) به این دلیل که قابلیت سخت شوندگی و مقاومت به سایش در این فولاد بالا است. فولاد کربن متوسط نیز گاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا مقاومت در برابر ضربه و چقرمگی قالب را بالا می‌برد. عناصر آلیاژی همچون کروم (۱۳%-۱۱%)، مولیبدن، تنگستن و وانادیوم نیز به فولادهای قالب سردکار افزوده می‌شود تا قابلیت سخت شوندگی و سختی قرمز افزایش پیدا کند.
فولاد ابزار گرمکار، کربن متوسط است. سختی قرمز، رسانایی حرارتی و مقاومت به سایش در فولاد گرمکار باید بالا باشد. عناصر آلیاژی همچون کروم، منگنز، نیکل، مولیبدن و وانادیوم می‌توانند قابلیت سخت شوندگی، مقاومت به اکسیداسیون، مقاومت به سایش و سختی قرمز را افزایش دهند. سختی قرمز که در انگلیسی با نام Red Hardness یا Hot Hardness شناخته می‌شود اشاره به آن درجه از سختی فولاد دارد که حتی در دماهای بالا نیز حفظ می‌شود و این یکی از مشخصه‌های فولاد ابزار به شمار می‌رود.
به طور کلی با افزایش دمای فولاد، سختی کاهش می‌یابد. اما در برخی فولادها از جمله فولاد تندبر، حتی با رسیدن دمای فولاد به دمای سرخ شدن، سختی حفظ می‌شود به طوری که می‌توان از فولاد مورد نظر برای برش فلز نیز استفاده کرد. سختی قرمز با آلیاژسازی فولادهای پرکربن با تنگستن، مولیبدن، وانادیوم، کروم و همچنین سخت‌کاری در دمای بالا حاصل می‌شود. در نتیجه، سختی قرمز، حداکثر دمایی است که فولاد در آن سختی معینی را حفظ می‌کند. به طور مثال، فولاد تندبر سختی راکول C حداکثر ۶۰ را حتی در دماهای ℃ ۶۲۰-۶۵۰ حفظ می‌کند.
