فولاد خشکه هوایی یا تندبر با نام HSS نیز شناخته می شوند. واژه ی HSS مخفف معادل انگلیسی High-Speed Steels می باشد.
این فولاد دارای عناصر آلیاژی نظیر تنگستن و وانادیوم هستند که وجود این عناصر باعث شده که فولاد تندبر در مقایسه با فولادهای کربنی مقاومت خوبی در برابر سایش داشته باشند.
فولاد خشکه هوایی (HSS) در مقایسه با ابزارهای قدیمی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. چرا که فولادهای HSS بدون از دست دادن فرم یا سختی خود می توانند دوام خوبی در دمای بالاتر داشته باشند.
معمولا از فولادهای خشکه هوایی (تندبر) برای ساخت تیغه اره های برقی و مته استفاده می شود.
فولادهای HSS در دو نوع زیر تقسیم بندی می شوند.
فولادهای حاوی تنگستن:
در صورتی که در فولادهای تندبر از 18 درصد آلیاژ تنگستن استفاده شود به آن فولادهای تنگستن پایه می گویند.
فولادهای حاوی مولیبدن:
در صورتی که در فولادهای تندبر از 18 درصد آلیاژ مولیبدن استفاده شود به آن فولادهای مولیبدن پایه می گویند.
فولادهای تندبر (خشکه هوایی) فولادهای آلیاژی هستند که از عناصر آلیاژی تنگستن و مولیبدن، ویژگی های خود را دریافت می کنند.
فولادهای HSS تنگستن پایه در مقایسه با فولادهای HSS مولیبدن پایه کاربرد بیشتری دارند.
همچنین فولادهای تندبر مولیبدن پایه به علت مقاومت کمی که دارند، از نظر قیمت ارزان تر هستند.
وجود عناصر آلیاژی نظیر مولیبدن، کروم، تنگستن، وانادیوم در فولادهای خشکه هوایی باعث شده که به فولادی با کارآیی بالا تبدیل شوند.
به همین علت این فولادها قادرند که سختی خود را در دمای بیش از 500 درجه سانتی گراد حفظ کنند و مقاومت خوبی در برابر سایش داشته باشند.
برای بهبود خاصیت سختی در فولاد تندبر می توان به آن عنصر کبالت اضافه کرد. فولادهای HSS با دارا بودن سختی به طور میانگین 60 تا 70 راکول در دسته ی سخت ترین فولادهای آلیاژی جای گرفته است.
کاربرد فولادهای خشکه هوایی (تندبر):
از فولادهای تندبر برای ساخت انواع ابزارهای برشی نظیر ابزار دنده تراشی، تیغه تراش، دریل، فرز برش، مته، تیغه های اره و غیره استفاده می شود.
همچنین روزانه استفاده از فولادهای تندبر برای قالب سازی و مهرزنی رو به افزایش می باشد.
از این فولاد برای ساخت ابزارهای دستی نیز استفاده می شود علی الخصوص برای مواردی که سختی و مقاومت سایشی بالا اهمیت داشته باشد تا برای استفاده از ابزارها برای برنامه های کاربردی که کم سرعت و دارای لبه های تیز هستند. مثل ساخت چاقوهای جیبی و آشپزخانه، مته های حفاری و غیره.
محبوب ترین نوع فولاد برای استفاده در خراطی، فولاد ابزارهای HSS می باشد. زیرا سرعت حرکت در لبه ها برای فولاد ابزار دستی بسیار بالا است.
به طور کلی فولاد تندبر در هنگام برش از سختی بسیار زیاد و مقاومت خوبی در برابر سایش برخوردار است. علاوه بر موارد ذکر شده در بالا این فولاد کاربردهای گسترده ای دارد که به طور کلی شامل موارد زیر است.
عملیات حرارتی فولاد تندبر:
یکسری عملیات حرارتی بر روی فولادهای خشکه هوایی (تندبر) صورت می گیرد که این عملیات حرارتی شامل موارد زیر است.
دمای آنیلینگ فولاد HSS:
حرارت دهی در فولادهای خشکه هوایی در دمای 800 تا 860 درجه سانتی گراد انجام می شود سپس در کوره به آرامی خنک می شود.
انجام این عملیات سبب ایجاد بیشترین میزان سختی بر روی فولاد تندبر می شود.
تنش تسلیم:
برای کاهش اعوجاج در طول عملیات حرارتی بایستی فولاد را به مدت یک ساعت در دمای 600 تا 650 درجه سانتی گراد حرارت داد و در هوای آزاد خنک کرد.
فرجینگ:
دمای آهنگری (فرجینگ) فولاد خشکه هوایی در دمای 900 تا 1100 درجه سانتی گراد می باشد.