فولاد vcn چیست؟

گروههای اصلی این نوع فولاد شامل: vcn100  ،vcn150 و vcn200 می‌باشند که هرکدام در صنعت کاربردهای گوناگونی دارند. ویژگی اصلی فولاد vcn مقاومت بالا دربرابر شکستن میباشد. فولاد vcn150، مقاومت کمتری نسبت به فولاد vcn200 دارد ولی کاربرد فولاد vcn150 در مقایسه با سایر انواع فولاد vcn گسترده تر است.

کاربردهای کلی فولاد vcn

• شافتها و کلا قطعات طول بلند در ماشین آلات و وسایل نقلیه که نیاز به استحکام بالا مقاومت کششی بالا انعطاف پذیری خوب مقاومت بالا در برابر شکست دارند از این نوع فولاد ساخته می‌شوند.

• همچنین میل لنگ‌ها، محورهای غیر هم مرکز، اجزاء و قطعات دندانه دار، شافت‌های مربوط به صنایع سیمان، شاسی اتومبیل، صفحه دیسک  نیز از فولاد vcn  ساخته میشوند.

فولاد vcn150

فولاد vcn150، که به آن فولاد 6580 نیز گفته می‌شود، عملیات حرارتی پذیر، کم آلیاژ و حاوی نیکل، کروم و مولیبدن است. این فولاد به‌دلیل چقرمگی و توانایی ایجاد مقاومت بالا هنگام عملیات حرارتی و حفظ مقاومت به خستگی، فولادی شناخته شده است. فولاد vcn150، بسیار محبوب و متنوع می‌باشد. این فولاد ها را می‌توان از طریق عملیات حرارتی به استحکام کششی مطلوب رساند. فولاد VCN150  یکی از پرکاربردترین فولادهای ابزار بازار ایران است.

 ترکیب شیمیایی فولاد vcn150

 فولاد vcn150 (برحسب درصد وزنی)شامل : سیلیکون: حداکثر 0.4 درصد.  منگنز:0.65 درصد. کروم: 1.5 درصد. مولیبدن: 0.23 درصد. نیکل: 1.5 درصد

خواص مکانیکی و فیزیکی

خواص فیزیکی و مکانیکی فولاد vcn150 در دمای محیط، به این صورت می باشد:

• مدول الاستیسیته: 210×103 x N/mm2

• چگالی فولاد vcn150  : 7.84 g/cm3

• اندازه‌های موجود: 20mm – 300mm

• سختی فولاد vcn150: 220-250 BHN

• هدایت حرارتی:37.7 W/m‌‌‌‌‌‌‌‌. ‌K

• ظرفیت گرمایی ویژه: 0.46 J/g.‌‌K‌‌

• دمای سخت شدن: 820-850˚C

• شرایط سردسازی (کوئنچ): روغن

مقاومت فولاد vcn150

• مقاومت بسیار خوب در برابر اشتعال

• مقاومت خوب در اب شیرین

• مقاومت بسیار خوب در حلا آلی

• مقاومت خوب در اکسیداسیون

• مقاومت متوسط در برابر آب دریا

• مقاومت ضعیف در برابر اسید قوی

• مقاومت ضعیف در برابرقلیاهای قوی

• حداقل دمای مورد نیاز: 43.2-73.2˚C

• حداکثر دمای مورد نیاز: 613-653˚C

شرایط عملیات حرارتی فولاد vcn150

عملیات حرارتی این فولاد شامل چند مرحله است که در ادامه به آن میپردازیم:

نرماله کردن 

یکی از روش‌های عملیات حرارتی، نرماله کردن می‌باشد. دمای نرماله کردن فولاد vcn150 بین 850-880oC تعیین شده است.

تنش زدایی

برای از بین بردن تنش‌های ماشینکاری، عملیات تنش زدایی از طریق حرارت دادن و گرم کردن فولاد vcn150 انجام می‌شود. برای این منظور، فولاد vcn150 را به مدت 1-2 ساعت در دمای 650˚C نگه داشته، و سپس در هوا خنک می‌کنند. این فرایند، به منظور کاهش انحرافات و تغییر شکل، در طول عملیات حرارتی انجام می‌شود.

سخت شدن

فولاد vcn150، در محدوده دمایی 830-860˚C سخت می‌شود و پس از آن در روغن سردسازی می‌شود. دمای کوئنچ براساس آزمون جامینی (تست میزان سختی پذیری فولاد) 850˚C است.

تمپر کردن

یکی دیگر از روش‌های عملیات حرارتی که می‌توان روی فولاد vcn150 انجام داد؛ تمپرینگ می‌باشد. دمای تمپر کردن فولاد vcn150، حدود 540-660˚C است.

آهنگری یا فورج

یکی از روش‌های شکل دهی فولاد، آهنگری یا فورجینگ می‌باشد. آهنگری فولاد vcn150، در محدوده دمای 900-1100˚C انجام می‌شود.

قابلیت ماشینکاری

ماشینکاری فولاد vcn150، در حالت‌های آنیل، نرماله و تمپر کردن به بهترین حالت ممکن انجام می‌شود. بنابراین، این فولاد را می‌توان با کلیه روش‌های متداول، ماشینکاری کرد.

مقاومت در برابر خوردگی

فولاد vcn150، یک فولاد کم‌آلیاژ است و در برابر خوردگی مقاوم نمی‌باشد. لازم به ذکر است که برای جلوگیری از خوردگی این فولاد، باید از پوشش محافظ استفاده شود.

جوشکاری فولاد vcn150

فولادهای vcn150، می‌توانند از طریق روش‌های همجوشی یا مقاومتی، جوش داده شوند. در هنگام جوشکاری این آلیاژ با روش‌های متداول ، باید عملیات پیش گرم و پس گرم در جوشکاری رعایت شود.

کار سرد

آلیاژ VCNMO150، از انعطاف پذیری خوبی برخوردار می‌باشد. این آلیاژ در حالت آنیل شده، با استفاده از ابزارها و روش‌های مرسوم، کارسرد می‌شود.

فولاد VCN200

فولاد VCN200 با دارا بودن ۲ درصد نیکل و ۲ درصد کروم، برای ساخت شافت های بلندی استفاده می شود که متحمل نیروی فشاری و قدرت انتقال نیروی بالا هستند. فولاد VCN200 معمولا در مواردی به کار می رود که نیاز به آبکاری وجود نداشته باشد. به طور کلی از فولادهای قابل عملیات حرارتی برای ساخت قطعات و وسایلی استفاده می‌شود که تحت بارگذاری‌ های شدید کششی، خمشی و پیچشی قرار می‌گیرند. VCN200 با شماره استاندارد ۱٫۶۵۸۰ با میزان تقریبی عناصر آلیاژی مشترک (کربن، سیلیسیم، منگنز و نیکل) و کاهش ۰٫۵ درصدی نیکل و کروم، اغلب در مواردی به کار می رود که قطعه مورد مصرف، نیاز به افزایش سختی و آبکاری داشته باشد. در قطعاتی که نیاز به استحکام، مقاومت کششی، انعطاف پذیری و مقاومت بالا در برابر شکست دارند از فولاد آلیاژی VCN استفاده میشود.

قطعات طول بلند در ماشین آلات و وسایل نقلیه که نیاز به استحکام بالا مقاومت کششی بالا انعطاف پذیری خوب مقاومت بالا در برابر شکست دارند از این نوع فولاد ساخته می‌شوند. میل لنگ‌ها، محورهای غیر هم مرکز، اجزاء و قطعات دندانه دار، شافت‌های مربوط به صنایع سیمان، شاسی اتومبیل، صفحه دیسک و صنایع دفاع نیز با استفاده از این نوع فولاد ها ساخته میشوند.

در مجموع از فولادهای قابل عملیات حرارتی مانند  فولاد  vcnبرای ساخت قطعات و وسایلی استفاده می‌شود که تحت بارگذاری‌ های شدید کششی، خمشی و پیچشی قرار می‌گیرند.و بسته به نو ع کاربرد انتخاب میشوند.