فولاد سمانتاسیون و بررسی انواع آن

به فولادهایی که سختی سطح آن افزایش یافته و سختی عمق آن همانند فولاد نیتراته بدون تغییر مانده است، فولاد سمانته می گویند.

این نوع از فولاد، فولادهای ساده کم کربنی هستند که میزان کربن موجود در سطح آن به روش کربن دهی می توان به حدی افزایش داد که پس از سرد شدن ساختار سطح آن ها، سریع از دمای آستنیته به زمینه ی مارتنزیتی پر کربن با سختی بالا تبدیل شود.

به طور کلی اصطلاح سمانتاسیون (سمانته) به معنی سخت کاری سطحی می باشد که نوعی عملیات حرارتی انجام می شود که در آن سطح نمونه سخت و مغز آن بدون تغییر باقی می ماند.

فولاد سمانتاسیون ترکیب شیمیاییMnCR5 16 که کربن دهی آن در دمای 980-880 درجه سانتی گراد است و سطح آن در دمای 820-780 سخت می شود و در دمای 200-150 درجه سانتی گراد تمپر می شود و سایز آن ماکزیمم به HRC 47 می رسد.

به علت سختی سطح این فولادها، در صنایع جزو فولادهای پرکاربرد به شمار می روند. یکی از زیرمجموعه های عملیات حرارتی مقاطع فولادی، اجرای عملیات سمانتاسیون می باشد.

در صنعت به مقاطع فولادی نیاز است که دارای سطحی سخت، چقرمگی بالا، استحکام کششی بالا و مقاومت بالایی در برابر ضربه هایی که در حین کار به آن ها وارد می شود، داشته باشند.

انواع فولاد سمانتاسیون:
تقسیم بندی فولادهای سمانتاسیون به دو نوع زیر می باشد.

فولاد سمانتاسیون بر پایه نیکل:
این فولاد به علت دارا بودن مقدار زیادی از عناصری چون نیکل و کروم، مقاومت بسیار بالایی در برابر فشار و اصطکاک دارد.

کاربرد این نوع از فولاد استفاده در صنایع ساخت ملامین، میل فرمان، پلاستیک، میل فرمان، چرخ دنده و غیره می باشد.

فولاد سمانتاسیون غیر نیکل دار:
از این نوع فولاد برای ساخت مقاطعی که بایستی دارای سطحی بسیار سخت و مغزی نرم باشند استفاده می شود.

به عنوان مثال برای ساخت انواع چرخ دنده، میل فرمان، ساخت پوسته های فک آسیاب، میل جک های هیدرولیکی مورد استفاده قرار می گیرد.

فرآیند عملیات حرارتی:
روش های مختلفی برای انجام عملیات حرارتی به منظور سخت کردن وجود دارد. که این روش ها به سه گروه زیر تقسیم بندی می شود.

روش اول:
در این روش با انجام یکسری عملیات از جمله عملیات حرارتی، شیمیایی یا نفوذی، باعث تغییر در ترکیب شیمیایی سطح فولاد یا باعث نفوذ یک عنصر بین نشین یا جانشین به داخل مقطع می شود.

روش دوم:
در این روش با انجام عملیات حرارتی موضعی، تغییری در ترکیب شیمیایی سطح مقطع فولادی می شود.

روش سوم:
در این روش برای عملیات سخت کردن سطحی، عملیاتی از جمله سخت کردن پرتو الکترونی، لیزری و پلاسمایی، انجام می شود.

پوشش دهی سطحی فولاد های سمانتاسیون:
به طور کلی پوشش دهی سطحی بسیار گسترده می باشد که برای افزایش مواردی از جمله مقاومت سایشی، افزایش سختی، مقاومت به خوردگی، مقاومت سختی، مورد استفاده قرار می گیرد.

این خصوصیات در این روش تنها در سطح فولاد ایجاد می شود و مغز فولاد تغییری نمی کند و با خواص قبلی خود باقی می ماند.

در فولادهای سمانتاسیون درصد کربن پایین است و درصد عناصر آلیاژی مثل سلیسیم، کروم، نیکل، منگنز و مولبیدن در آن بالا است.

برای افزایش سختی سطح در این نوع از فولادها، مقطع فولادی تحت عملیات حرارتی کربن دهی قرار گرفته و پر کربن می شوند و تا 2 میلی متر کربن زیر سطح نفوذ خواهد کرد.

فولاد سمانته 7131:
این فولاد، یک فولاد کربن دهی شده با استاندارد اروپایی می باشد که دارای قابلیت ماشین کاری و سخت شوندگی بسیار خوب است.

استفاده از این نوع فولاد برای قسمت های بزرگ مناسب است زیرا این فولاد سختی زیادی در پوسته دارد همچنین در برابر سایش مقاومت بالایی از خود نشان می دهد.

معمولا فولاد سمانتاسیون 7131 یا فولادهای سطحی سخت شونده، بعد از خنک شدن و کربن دهی مورد استفاده قرار می گیرند.

از این فولاد برای تولید خطوط لودر، عایق آب بندی، چرخ دنده و غیره استفاده می شوند.