فولاد آلیاژی 5920

فولاد 1.5920 (18CrNi8 )

فولاد گرمکار 1.5920

فولاد 1.5920، که با نام استاندارد 18CrNi8 شناخته می‌شود، یک گرید سمانته‌شونده کروم-نیکل با سختی‌پذیری حجمی عالی، چقرمگی هسته بالا و مقاومت به خستگی خوب است که برای ساخت قطعات حجمی مانند چرخ‌دنده‌های بزرگ، شفت‌های سنگین، پین‌های اتصال باربر و قطعاتی که نیاز به سطح سخت (۵۸–۶۲ HRC) و هسته چقرمه (۳۰–۴۰ HRC) دارند، طراحی شده است. این فولاد با ترکیب نیکل و کروم بالا، پس از سمانتاسیون عمق نفوذ کربن خوبی (تا ۱.۵ mm) ارائه می‌دهد و برای قطعات بزرگ (تا ۲۰۰ mm) سختی یکنواخت ایجاد می‌کند، اما هزینه بالاتر و نیاز به عملیات حرارتی دقیق دارد. در مقایسه با گریدهای ساده‌تر مانند 1.7131، سختی‌پذیری حجمی بهتر و چقرمگی هسته بالاتر دارد اما قیمت بیشتری دارد و برای پروژه‌های اقتصادی ممکن است بیش از حد باشد. در ایران این گرید یکی از پرمصرف‌ترین فولادهای سمانته‌شونده برای قطعات سنگین خودرو، ماشین‌آلات صنعتی و هوافضا است و به دلیل سختی‌پذیری عمیق در مقاطع بزرگ، انتخاب اول قالب‌سازان و قطعه‌سازان حرفه‌ای است. شرکت فولاد ایرانیان شایگان این گرید را با بالاترین کیفیت از کارخانه‌های معتبر داخلی (فولاد آلیاژی ایران، اسفراین، پاسارگاد و روهینا) تأمین می‌کند تا مشتریان با خیال راحت از عملکرد و دوام قطعات خود اطمینان داشته باشند. این فولاد نه تنها در شرایط عادی، بلکه در محیط‌های با بارهای دینامیک و خستگی مکرر نیز عملکرد پایداری دارد و عمر مفید قطعات را تا چند برابر افزایش می‌دهد. فولاد 1.5920 با سختی‌پذیری خوب خود، امکان تولید قطعات بزرگ با سطح مقاوم به سایش و هسته انعطاف‌پذیر را فراهم می‌کند و در صنایعی که اندازه قطعه و دوام مهم است، انتخاب هوشمندانه‌ای است. با این حال، عدم وجود مولیبدن مقاومت به خزش را محدود می‌کند و برای دماهای بالای ۳۰۰ درجه ممکن است نیاز به گریدهای بهتر داشته باشد. به طور کلی، این گرید برای قطعاتی که نیاز به تعادل بین چقرمگی، سختی‌پذیری و هزینه دارند، مناسب است و در بازار ایران به عنوان یک فولاد قابل اعتماد شناخته می‌شود. این فولاد برای کاربردهایی که بار سنگین است اما بودجه محدود، گزینه خوبی است اما در مقایسه با 1.6587، مقاومت به خزش کمتر دارد.

Shaygan Iranian Steel Company proudly supplies 1.5920 (18CrNi8), a high-performance case-hardening chromium-nickel steel with excellent volumetric hardenability, core toughness, and fatigue resistance for large components. Ideal for large gears, heavy shafts, pinions, and aerospace parts. Sourced from Iran’s top mills — Alloy Steel Iran, Esfarayen, Pasargad, Rohina — compliant with DIN EN 10084. Contact us for premium case-hardening steel solutions.

صنایع و قطعات پرکاربرد با فولاد 1.5920

فولاد 1.5920 به دلیل سختی‌پذیری حجمی عالی و چقرمگی هسته بالا، در صنایعی که قطعات بزرگ تحت بار سنگین و سایش کار می‌کنند، کاربرد گسترده‌ای دارد و برای قطعات حجمی بهتر از گریدهای ساده‌تر عمل می‌کند. در خودروسازی سنگین برای چرخ‌دنده گیربکس کامیون، شفت‌های انتقال قدرت، پین‌های اتصال باربر استفاده می‌شود. در ماشین‌آلات صنعتی برای چرخ‌دنده‌های حجمی، شفت پمپ سنگین، بوشینگ‌های پرفشار به کار می‌رود. در هوافضا برای پین موتور جت، اتصالات دقیق، شفت‌های کوچک باربر انتخاب می‌شود. در انرژی برای شفت توربین کوچک، اتصالات ژنراتور، قطعات تحت فشار کاربرد دارد. در معدن برای چرخ‌دنده‌های سنگ‌شکن، اتصالات تجهیزات سنگین استفاده می‌شود. در صنایع دفاع برای مکانیزم‌های حجمی، پین‌های زرهی مناسب است. با این حال، هزینه بالاتر ممکن است برای صنایع کوچک‌تر چالش‌برانگیز باشد. این گستردگی کاربرد، 1.5920 را به یکی از پرفروش‌ترین فولادهای سمانته‌شونده در بازار ایران تبدیل کرده است. در مقایسه با 1.7131، سختی‌پذیری حجمی بهتر و برای قطعات بزرگ‌تر مناسب‌تر است اما قیمت بیشتری دارد. در مقایسه با 1.6587، چقرمگی هسته مشابه اما بدون مولیبدن، مقاومت به خزش کمتر دارد.

ترکیب شیمیایی فولاد 1.5920

کربن ۰.۱۵–۰.۲۱٪، سیلیسیوم حداکثر ۰.۴۰٪، منگنز ۰.۴۰–۰.۷۰٪، کروم ۱.۸۰–۲.۱۰٪، نیکل ۱.۸۰–۲.۱۰٪، فسفر حداکثر ۰.۰۲۵٪، گوگرد حداکثر ۰.۰۳۵٪. این ترکیب با نیکل و کروم بالا، سختی‌پذیری حجمی عالی ارائه می‌دهد و برای قطعات بزرگ مناسب است اما عدم وجود مولیبدن مقاومت به خزش را محدود می‌کند. کربن پایین سمانتاسیون را آسان می‌کند و از شکنندگی سطح جلوگیری می‌کند. نیکل و کروم چقرمگی هسته و مقاومت به سایش را افزایش می‌دهند. این ترکیب، 1.5920 را برای قطعات حجمی ایده‌آل می‌کند اما هزینه بالاتر دارد. در مقایسه با 1.7131، نیکل و کروم بیشتر، چقرمگی هسته بهتر ارائه می‌دهد. در مقایسه با 1.6587، بدون مولیبدن، مقاومت به خزش کمتر دارد اما چقرمگی مشابه. به طور کلی، این ترکیب تعادل خوبی بین سختی‌پذیری و چقرمگی ارائه می‌دهد اما برای دماهای بالا ممکن است نیاز به گریدهای بهتر داشته باشد. این فولاد برای کاربردهایی که اندازه قطعه مهم است، انتخاب خوبی است اما برای بودجه محدود، 1.7131 اقتصادی‌تر است. در بازار ایران، این ترکیب برای قطعات سنگین محبوب است اما نیاز به کنترل دقیق ناخالصی‌ها دارد.

نقش عناصر کلیدی فولاد 1.5920

نیکل ۱.۸–۲.۱٪ چقرمگی هسته و مقاومت به ضربه را حتی در مقاطع بزرگ تضمین می‌کند و هسته را در برابر بارهای دینامیک مقاوم می‌سازد، اما هزینه را افزایش می‌دهد. کروم 1.8–2.1٪ تشکیل کاربید و مقاومت به سایش سطحی در سمانتاسیون را بهبود می‌بخشد و عمق نفوذ کربن را کنترل می‌کند، اما در محیط‌های خورنده ممکن است کافی نباشد. کربن پایین (۰.۱۵–۰.۲۱٪) سمانتاسیون را آسان و یکنواخت می‌کند و از شکنندگی سطح جلوگیری می‌کند، اما استحکام پایه کمتر است. منگنز چقرمگی کلی را بهبود می‌بخشد و سختی‌پذیری را افزایش می‌دهد. سیلیسیوم و فسفر/گوگرد در مقادیر کنترل‌شده، ماشین‌کاری را آسان می‌کنند اما اگر بیش از حد باشند، شکنندگی ایجاد می‌کنند. این ترکیب ساده بدون مولیبدن، هزینه را پایین نگه می‌دارد اما مقاومت به خزش را محدود می‌کند. در مقایسه با 1.7131، نیکل و کروم بیشتر، چقرمگی هسته و سختی‌پذیری حجمی بهتر ارائه می‌دهد. در مقایسه با 1.6587، بدون مولیبدن، مقاومت به خزش کمتر دارد اما چقرمگی هسته مشابه است. به همین دلیل، 1.5920 برای کاربردهایی که چقرمگی هسته مهم است، انتخاب هوشمندانه‌ای است اما برای دماهای بالا، گریدهای با مولیبدن بهتر هستند. این نقش عناصر، فولاد را برای قطعات حجمی مناسب می‌کند اما برای بارهای خزشی، ممکن است نیاز به جایگزین داشته باشد.

سختی فولاد 1.5920 پس از عملیات حرارتی

سختی فولاد 1.5920 در حالت نرمالایز ۱۹۰ تا ۲۲۹ HB است که برای ماشین‌کاری و فرم‌دهی مناسب است و خطر ترک در عملیات بعدی را کاهش می‌دهد. در حالت آنیل‌شده سختی ۱۵۶ تا ۲۰۷ HB برای تراشکاری سنگین و حفاری ایده‌آل است و امکان ساخت قطعات پیچیده را فراهم می‌کند. پس از سمانتاسیون و سخت‌کاری، سطح ۵۸ تا ۶۲ HRC و هسته ۳۰ تا ۴۰ HRC می‌رسد — سطح سخت برای مقاومت به سایش و هسته چقرمه برای جذب ضربه. تمپرینگ پایین سختی سطح را حفظ می‌کند و تنش‌زدایی پایداری ابعادی را تضمین می‌کند و از تغییر شکل در استفاده طولانی جلوگیری می‌کند. این محدوده سختی، 1.5920 را برای چرخ‌دنده‌های حجمی که نیاز به دوام طولانی دارند، انتخاب عالی می‌کند. در مقایسه با 1.7131، سختی‌پذیری حجمی بهتر است و برای قطعات بزرگ‌تر مناسب‌تر. در مقایسه با 1.6587، سختی مشابه اما بدون مولیبدن، ممکن است مقاومت به خزش کمتر داشته باشد. این فولاد برای کاربردهای حجمی مناسب است اما برای سختی بالاتر، نیاز به عملیات دقیق دارد. به زبان ساده: سختی سطح مثل الماس، هسته مثل فنر — ترکیب عالی برای دوام طولانی. با این حال، سختی هسته متوسط ممکن است در بارهای بسیار شدید چالش‌برانگیز باشد.

نهایت دمای قابل تحمل و دمای ذوب فولاد 1.5920

فولاد 1.5920 برای دمای کاری مداوم تا ۲۰۰–۳۰۰ درجه طراحی شده و خواص مکانیکی و چقرمگی خود را حفظ می‌کند — مناسب برای قطعات خودرو و ماشین‌آلات متوسط. در دماهای کوتاه‌مدت تا ۴۰۰ درجه قابل تحمل است، اما بالاتر از آن، سختی سطح کاهش می‌یابد و ممکن است خستگی افزایش یابد. دمای ذوب ۱۴۵۰ تا ۱۵۰۰ درجه برای فرآیندهای ریخته‌گری مناسب است و امکان تولید قطعات بزرگ را فراهم می‌کند. این محدوده دمایی، 1.5920 را برای کاربردهای تحت حرارت متوسط ایده‌آل می‌سازد و در محیط‌های گرم‌تر، گریدهای مقاوم به حرارت توصیه می‌شود. در عمل، این فولاد در قطعات نزدیک موتور یا سیستم‌های گرم، عملکرد پایداری دارد و عمر قطعه را طولانی می‌کند. با این حال، در دماهای بالا، ممکن است اکسیداسیون افزایش یابد و نیاز به پوشش داشته باشد. در مقایسه با 1.7131، دمای قابل تحمل مشابه اما چقرمگی بهتر دارد. در مقایسه با 1.6587، دمای قابل تحمل مشابه اما مقاومت به خزش کمتر است. این ویژگی، 1.5920 را برای صنایعی که حرارت متوسط است، انتخاب مطمئن می‌کند اما برای حرارت بالا، گریدهای مولیبدن‌دار بهتر هستند. به زبان ساده: این فولاد در گرمای متوسط کار می‌کند اما برای حرارت شدید، جایگزین‌های بهتر وجود دارد.

تست کشش (Tensile Test) فولاد 1.5920 

تست کشش فولاد 1.5920 نشان‌دهنده استحکام و شکل‌پذیری خوب آن است که برای قطعات سمانته حجمی حیاتی است. در حالت آنیل‌شده، استحکام کششی ۵۵۰ تا ۷۰۰ MPa با ازدیاد طول ۲۵ تا ۳۰٪ برای فرم‌دهی عالی است. پس از سمانتاسیون و سخت‌کاری، هسته استحکام کششی ۷۰۰ تا ۹۰۰ MPa با کاهش سطح مقطع ۵۰ تا ۶۰٪ دارد که دوام در بارهای دینامیک را تضمین می‌کند. این خواص، 1.5920 را برای قطعات حجمی تحت کشش مانند شفت و پین مناسب می‌سازد. در مقایسه با 1.7131، استحکام مشابه اما شکل‌پذیری بهتر دارد. در مقایسه با 1.6587، استحکام مشابه اما ازدیاد طول بالاتر دارد. این ویژگی، 1.5920 را برای صنایعی که کشش و انعطاف مهم است، انتخاب مطمئن می‌کند اما برای کشش بسیار بالا، گریدهای پرآلیاژی بهتر هستند. به زبان ساده: این فولاد بار را تحمل می‌کند، کش می‌آید و نمی‌شکند — ترکیب عالی برای دوام طولانی. با این حال، در حالت سخت‌کاری‌شده، ازدیاد طول کمتر است و ممکن است شکننده‌تر شود. این تست، اهمیت عملیات حرارتی را نشان می‌دهد و برای طراحی قطعات ضروری است.

چقرمگی فولاد 1.5920

چقرمگی فولاد 1.5920 در حالت نرمالایز ۴۰ تا ۶۰ ژول است که برای قطعات تحت ضربه متوسط کافی است و ایمنی را تضمین می‌کند. در حالت آنیل‌شده چقرمگی ۵۰ تا ۷۰ ژول برای ماشین‌کاری سنگین و فرم‌دهی بدون ترک ارائه می‌دهد. پس از سمانتاسیون و سخت‌کاری، سطح ۱۵ تا ۲۵ ژول (سخت اما شکننده‌تر) و هسته ۴۰ تا ۵۵ ژول تعادل عالی بین سایش و ضربه ایجاد می‌کند. تمپرینگ پایین چقرمگی هسته را به ۴۵ تا ۶۵ ژول افزایش می‌دهد و تنش‌زدایی ۵۰ تا ۷۰ ژول پایداری ابعادی را تضمین می‌کند و از تغییر شکل در استفاده طولانی جلوگیری می‌کند. این چقرمگی هسته، چرخ‌دنده‌ها و شفت‌ها را از شکست ناگهانی در بارهای دینامیک محافظت می‌کند. نیکل بالا این چقرمگی را حتی در مقاطع بزرگ حفظ می‌کند و برای کاربردهای حجمی ایده‌آل است. در مقایسه با 1.7131، چقرمگی هسته بالاتر است و برای بارهای سنگین مناسب‌تر. در مقایسه با 1.6587، چقرمگی مشابه اما بدون مولیبدن، ممکن است در دماهای بالا چقرمگی کمتر حفظ شود. این ویژگی، 1.5920 را برای صنایعی که ایمنی در برابر ضربه مهم است، انتخاب مطمئن می‌کند اما برای ضربه‌های بسیار شدید، گریدهای پرنیکل بهتر هستند. به زبان ساده: چقرمگی این فولاد مثل فنر است — ضربه را جذب می‌کند و نمی‌شکند، بلکه فقط کمی تغییر شکل می‌دهد و می‌توانید تعمیر کنید.

الاستیسیته (Elasticity) فولاد 1.5920 

الاستیسیته فولاد 1.5920 با مدول الاستیسیته 210 GPa اندازه‌گیری می‌شود که مقاومت به تغییر شکل الاستیک را نشان می‌دهد و برای قطعات تحت بار کششی مناسب است. مدول برشی 80 GPa مقاومت به برش الاستیک را ارائه می‌دهد و برای شفت‌ها و چرخ‌دنده‌ها ضروری است. ضریب پواسون 0.3 نسبت تغییر شکل جانبی به طولی را نشان می‌دهد و برای طراحی قطعات حجمی مهم است. این خواص، 1.5920 را برای کاربردهای تحت تنش الاستیک ایده‌آل می‌کند اما در دماهای بالا ممکن است کاهش یابد. در مقایسه با 1.7131، الاستیسیته مشابه اما چقرمگی هسته بهتر دارد. در مقایسه با 1.6587، الاستیسیته مشابه اما سختی‌پذیری حجمی بهتر دارد. این ویژگی، 1.5920 را برای صنایعی که انعطاف الاستیک مهم است، انتخاب مطمئن می‌کند اما برای تنش‌های بسیار بالا، گریدهای پرآلیاژی بهتر هستند. به زبان ساده: این فولاد مثل فنر الاستیک است — تغییر شکل می‌دهد اما به شکل اولیه برمی‌گردد. با این حال، در دماهای بالا، الاستیسیته کاهش می‌یابد و ممکن است تغییر شکل دائمی ایجاد شود. این الاستیسیته، 1.5920 را برای قطعات حجمی مناسب می‌کند اما برای کاربردهای کریوژنیک، ممکن است شکننده باشد. به طور کلی، مدول الاستیسیته 210 GPa استاندارد برای فولادهای آلیاژی است و برای طراحی مهندسی ضروری است.

مقاومت به خزش فولاد 1.5920 (18CrNi8)

مقاومت به خزش فولاد 1.5920، به معنای مقاومت به تغییر شکل دائمی تحت بار و حرارت طولانی، در دمای ۲۰۰ درجه بیش از ۱۰,۰۰۰ ساعت برای ۱٪ تغییر شکل است و برای کاربردهای متوسط مناسب است. در دمای ۳۰۰ درجه، نرخ خزش بیش از ۵,۰۰۰ ساعت است و برای شفت‌های گرم کار می‌کند اما در دماهای بالاتر ممکن است کاهش یابد. در دمای ۴۰۰ درجه، نرخ خزش بیش از ۱,۰۰۰ ساعت است و برای شرایط کوتاه‌مدت قابل قبول است اما برای حرارت طولانی، گریدهای با مولیبدن بهتر هستند. این ویژگی، 1.5920 را برای قطعات تحت بار طولانی متوسط ایده‌آل می‌کند اما برای خزش شدید، ممکن است نیاز به تقویت داشته باشد. در مقایسه با 1.7131، مقاومت به خزش مشابه اما چقرمگی هسته بهتر دارد. در مقایسه با 1.6587، مقاومت به خزش کمتر است زیرا بدون مولیبدن است. این مقاومت، 1.5920 را برای صنایعی که حرارت متوسط است، انتخاب مطمئن می‌کند اما برای حرارت بالا، گریدهای مولیبدن‌دار بهتر هستند. به زبان ساده: این فولاد در بار و حرارت طولانی تغییر شکل نمی‌دهد اما برای حرارت شدید، جایگزین‌های بهتر وجود دارد. با این حال، در دماهای بالا، ممکن است خزش افزایش یابد و نیاز به پوشش داشته باشد. این ویژگی، 1.5920 را برای کاربردهای حجمی متوسط مناسب می‌کند اما برای خزش بالا، ممکن است افت خواص داشته باشد.

راهکارهای پوشش دهی فولاد 1.5920

راهکارهای پوشش دهی برای فولاد 1.5920 برای افزایش عمر در محیط‌های سایشی و خورنده ضروری هستند و می‌توانند دوام را ۲ تا ۵ برابر افزایش دهند. نیتریداسیون پلاسما لایه نیتریدی ایجاد می‌کند و سایش را کاهش می‌دهد اما ممکن است برای حرارت بالا کافی نباشد. PVD CrN یا AlCrN مقاومت به خوردگی را افزایش می‌دهد و برای محیط‌های شیمیایی مناسب است اما هزینه بالاتر دارد. فسفاته منگنز اقتصادی است و روانکاری ارائه می‌دهد اما مقاومت کمتری به سایش شدید دارد. این راهکارها، 1.5920 را برای کاربردهای سایشی ایده‌آل می‌کند اما انتخاب اشتباه ممکن است هزینه بیهوده ایجاد کند. در مقایسه با 1.7131، پوشش‌دهی مشابه اما برای قطعات بزرگ‌تر مناسب‌تر است. در مقایسه با 1.6587، پوشش‌دهی مشابه اما بدون مولیبدن، ممکن است نیاز به پوشش بیشتر داشته باشد. این راهکارها، 1.5920 را برای صنایعی که سایش مهم است، انتخاب مطمئن می‌کند اما برای سایش شدید، گریدهای پرآلیاژی بهتر هستند. به زبان ساده: پوشش‌ها قطعه را مثل زره محافظت می‌کنند اما انتخاب اشتباه ممکن است هزینه بیهوده باشد. با این حال، پوشش‌ها ممکن است جدا شوند و نیاز به نگهداری داشته باشند. این راهکارها، 1.5920 را برای کاربردهای حجمی مناسب می‌کند اما برای محیط‌های شدید، ممکن است کافی نباشد.

آبکاری فولاد 1.5920 (18CrNi8)

بکاری (کوئنچ) فولاد 1.5920، مرحله کلیدی برای افزایش سختی سطحی پس از سمانتاسیون است و سختی سطح را به ۵۸ تا ۶۲ HRC می‌رساند. کوئنچ در روغن رایج‌ترین روش است و ترک کمتری ایجاد می‌کند، در حالی که پلیمر تغییر شکل را به حداقل می‌رساند و برای قطعات دقیق مناسب است. کوئنچ در گاز فشار بالا (خلأ) اکسیداسیون را حذف می‌کند و سطح تمیز ارائه می‌دهد، اما هزینه بالاتر دارد. تمپرینگ پس از آبکاری ضروری است تا تنش‌ها کاهش یابد و شکنندگی سطح حذف شود. این روش، سطح را مثل الماس سخت و هسته را انعطاف‌پذیر نگه می‌دارد — تعادل کامل برای قطعات سمانته. در ایران، آبکاری روغن رایج است و کارخانه‌های بزرگ آن را با کنترل دقیق انجام می‌دهند تا ترک کمتری ایجاد شود. با این حال، آبکاری نیاز به تجهیزات دقیق دارد و در قطعات بزرگ ممکن است تغییر شکل ایجاد شود. در مقایسه با 1.7131، آبکاری مشابه اما سختی‌پذیری حجمی بهتر دارد. در مقایسه با 1.6587، آبکاری مشابه اما بدون مولیبدن، ممکن است در حرارت بالا سختی کمتر حفظ شود. این ویژگی، 1.5920 را برای صنایعی که سختی سطح مهم است، انتخاب مطمئن می‌کند اما برای حرارت بالا، گریدهای مولیبدن‌دار بهتر هستند. به زبان ساده: آبکاری سطح را سخت می‌کند، تمپرینگ آن را مقاوم می‌کند — ترکیب عالی برای قطعات سمانته. با این حال، در مقاطع بزرگ، ممکن است سختی یکنواخت نباشد و نیاز به کنترل داشته باشد. این آبکاری، 1.5920 را برای کاربردهای حجمی مناسب می‌کند اما برای سختی حداکثری، ممکن است نیاز به پوشش داشته باشد.

منبع اطلاعات

تمامی اطلاعات ارائه‌شده درباره فولاد آلیاژی 1.5920 (18CrNi8)، شامل ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، چقرمگی، و شرایط عملیات حرارتی، برگرفته از کتاب معتبر کلید فولاد (Stahlschlüssel 2023) و استاندارد آلمانی DIN EN 10084 است. این منابع، مرجع اصلی برای مشخصات فنی فولادهای آلیاژی بوده و تضمین‌کننده دقت و اعتبار داده‌ها برای کاربردهای صنعتی هستند.