فولاد آلیاژی 7131
فولاد 1.7131 ( 16MnCr5 / 7131)
فولاد سمانته 1.7131
فولاد 1.7131، یک گرید سمانتهشونده کروم-منگنز با سختیپذیری متوسط، چقرمگی خوب و هزینه مناسب است که برای ساخت قطعاتی که نیاز به سطح سخت و مقاوم به سایش همراه با هسته چقرمه و جذبکننده ضربه دارند، طراحی شده است. این فولاد با ترکیب ساده، قابلیت سمانتاسیون عالی، ماشینکاری روان و جوشپذیری مناسب برخوردار است و پس از سمانتاسیون، سطح سخت (۵۸–۶۲ HRC) و هسته چقرمه (۲۵–۳۵ HRC) ارائه میدهد. در مقایسه با گریدهای نیکلدار، هزینه پایینتر و سختیپذیری کافی برای قطعات متوسط (تا ۱۰۰ mm) دارد و برای کاربردهایی که بار سنگین نیست اما دوام سطحی مهم است، گزینه ایدهآل است. در ایران این گرید یکی از پرمصرفترین فولادهای سمانتهشونده برای قطعات خودرو، ماشینآلات صنعتی و کشاورزی است و به دلیل موجودی خوب، قیمت مناسب و عملکرد قابل اعتماد، انتخاب اول بسیاری از کارگاههای قالبسازی و قطعهسازی متوسط 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 1.7131 با سختیپذیری خوب خود، امکان تولید قطعات با سطح مقاوم به سایش و هسته انعطافپذیر را فراهم میکند و در صنایعی که هزینه و کارایی مهم است، جایگزین مناسبی برای گریدهای گرانتر است.
Shaygan Iranian Steel Company proudly supplies 1.7131 (16MnCr5), a reliable case-hardening chromium-manganese steel with good hardenability, core toughness, and cost-effectiveness for medium-load gears and shafts. This alloy excels in carburizing, offering surface hardness up to 62 HRC while maintaining a tough core, making it perfect for transmission gears, pinions, drive shafts, and automotive components. Compared to nickel-bearing grades, it provides an economical alternative without compromising performance in moderate applications. Sourced from Iran’s top mills — Alloy Steel Iran, Esfarayen, Pasargad, Rohina — compliant with DIN EN 10084. Contact us for efficient, high-quality case-hardening steel solutions tailored to your needs.
صنایع و قطعات پرکاربرد
فولاد 1.7131 به دلیل سمانتاسیون خوب، چقرمگی هسته و قیمت مناسب، در صنایعی که قطعات تحت بار متوسط و سایش کار میکنند، کاربرد گستردهای دارد و به عنوان جایگزین اقتصادی گریدهای نیکلدار شناخته میشود. در خودروسازی برای چرخدنده گیربکس متوسط، پینیون، شفتهای انتقال و پینهای اتصال استفاده میشود. در ماشینآلات صنعتی برای چرخدندههای گیربکس، شفت پمپ، بوشینگ و اتصالات مکانیکی به کار میرود. در کشاورزی برای چرخدنده تراکتور، شفت ادوات و پینهای باربر انتخاب میشود. در ابزارسازی برای فیکسچر، قطعات ماشینکاری شده و قالبهای ساده کاربرد دارد. در معدن برای چرخدندههای کوچک و اتصالات تجهیزات متوسط استفاده میشود. در صنایع عمومی برای شفتهای متوسط و قطعات تحت سایش متوسط — مثل medium shafts in general machinery. این کاربردها بر اساس استانداردهای DIN EN 10084 و منابع صنعتی معتبر گسترش یافتهاند و نشاندهنده تنوع این فولاد در صنایع مختلف هستند. در مقایسه با گریدهای کربنی ساده، 1.7131 مقاومت به سایش و دوام بیشتری ارائه میدهد و برای کاربردهای متوسط مناسبتر است.
ترکیب شیمیایی 1.7131
کربن C | منگنز MN | فسفر P | گوگرد S | سیلیکون SI | کروم CR |
0.19(%) حداکثر | 0.13(%) حداکثر | 0.025(%) حداکثر | 0.035(%) حداکثر | 0.40(%) حداکثر | 1.10(%) حداکثر |
0.14(%) حداقل | 0.10(%) حداقل | 0.00(%) حداقل | 0.00(%) حداقل | 0.00(%) حداقل | 0.80(%) حداقل |
نقش عناصر کلیدی
منگنز بالا (۱.۱۵٪ متوسط) چقرمگی و سختیپذیری را افزایش میدهد و هسته را در برابر ضربه مقاوم میسازد.کروم ۰.۹۵٪ (متوسط) تشکیل کاربید و مقاومت به سایش سطحی در سمانتاسیون را بهبود میبخشد و عمق نفوذ کربن را کنترل میکند.کربن پایین (۰.۱۶٪ متوسط) سمانتاسیون را آسان و یکنواخت میکند و از شکنندگی سطح جلوگیری میکند.سیلیسیوم و فسفر/گوگرد در مقادیر کنترلشده، ماشینکاری را آسان میکنند.این ترکیب ساده بدون نیکل یا مولیبدن، هزینه را پایین نگه میدارد اما همچنان عملکرد عالی برای قطعات متوسط ارائه میدهد.در مقایسه با گریدهای نیکلدار، چقرمگی هسته کمتر است اما برای بارهای متوسط کاملاً کافی.به همین دلیل، 1.7131 برای کاربردهای متوسط که بودجه محدود است اما نیاز به سمانتاسیون دارند، انتخاب هوشمندانهای است.
سختی سمانته 7131 پس از عملیات حرارتی
نرمالایزینگ Normalizing | آنیلینگ Annealing | سمانتاسیون + سختکاری Cementation + Hardening | تمپرینگ پایین Tempering | تنشزدایی Stress Relieving |
156-207 HB سختی برینل : | 140-190 HB سختی برینل : | - HB سختی برینل : | - HB سختی برینل : | 156-207 HB سختی برینل : |
8-15 HRC سختی راکول : | 5–12 HRC سختی راکول : | ۵۸–۶۲ (سطح) / ۲۵–۳۵ (هسته) سختی راکول : | 58-62 HRC سختی راکول : | 8-15 HRC سختی راکول : |
880-920°C دما : | 650-700°C دما : | ۹۰۰–۹۳۰°C + ۷۸۰–۸۲۰°C دما : | 150-200°C دما : | 550-650°C دما : |
سختی فولاد 1.7131 در حالت نرمالایز ۱۵۶ تا ۲۰۷ HB است که برای ماشینکاری و فرمدهی اولیه مناسب است و خطر ترک در عملیات بعدی را کاهش میدهد.در حالت آنیلشده سختی ۱۴۰ تا ۱۹۰ 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 ۲۵ تا ۳۵ 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، 1.7131 را برای چرخدندههای متوسط که نیاز به دوام طولانی دارند، انتخاب عالی میکند.در مقایسه با گریدهای کربنی ساده، سختیپذیری و تعادل بهتر است و برای کاربردهای متوسط مناسبتر.
توضیح واحدهای سختی و تفاوت آنها
عملیات حرارتی فولاد آلیاژی 1.7131 شامل نرمالایزینگ، آنیلینگ، سمانتاسیون، سختکاری، تمپرینگ و تنشزدایی است. این عملیاتها برای دستیابی به تعادل بین سختی سطحی و چقرمگی هستهای ضروری هستند.معنای واحدهای اندازهگیری برینل و راکول و تفاوت آنهاسختی برینل (HB): با فشار دادن یک گوی فولادی (معمولاً ۱۰ میلیمتری) به قطعه تحت نیروی مشخص (مثلاً ۳۰۰۰ کیلوگرم) اندازهگیری میشود. قطر فرورفتگی محاسبه شده و سختی به صورت عدد HB گزارش میشود. مناسب برای مواد نرم تا متوسط و قطعات بزرگ.سختی راکول (HRC): با استفاده از مخروط الماسی یا گوی فولادی و دو مرحله بارگذاری (پیشبار و بار اصلی) انجام میشود. عدد HRC مستقیماً از عمق فرورفتگی به دست میآید. دقیقتر برای مواد سختشده و مناسب برای کنترل کیفیت سریع.تفاوت اصلی: برینل برای مواد نرمتر و سطوح بزرگ، راکول برای مواد سخت و تستهای سریع و دقیقتر. HRC حساستر به تغییرات سختی سطحی است.
نهایت دمای قابل تحمل فولاد 1.7131 (16MnCr5)
دمای کاری مداوم Continuous working temperature | دمای کوتاهمدت (پیک) Short-term (peak) temperature | دمای ذوب Melting Point |
300-350°C | 400-450°C | 1450-1500°C |
بدون افت خواص مکانیکی قابل توجه | برای شرایط اضطراری | برای ریختهگری و ذوب مجدد |
نهایت دمای قابل تحمل فولاد 1.7131 برای کار مداوم ۳۰۰ تا ۳۵۰ درجه است که خواص مکانیکی مانند سختی، چقرمگی و استحکام را حفظ میکند و برای قطعات خودرو و ماشینآلات متوسط مناسب است.در دماهای کوتاهمدت تا ۴۵۰ درجه قابل تحمل است، اما بالاتر از آن، سختی کاهش مییابد و ممکن است خستگی افزایش یابد، بنابراین برای محیطهای خیلی گرم توصیه نمیشود.دمای ذوب ۱۴۵۰ تا ۱۵۰۰ درجه برای فرآیندهای ریختهگری مناسب است و اجازه تولید قطعات بزرگ را میدهد.دمای بحرانی ۷۲۰ تا ۷۵۰ درجه نقطه شروع آستنیته شدن است و برای عملیات حرارتی مانند سمانتاسیون حیاتی است.این محدوده دمایی، 1.7131 را برای کاربردهای تحت حرارت متوسط ایدهآل میسازد و در محیطهای گرمتر، گریدهای مقاوم به حرارت مانند 1.7225 یا 1.6580 توصیه میشود.به زبان ساده: این فولاد در گرمای موتور یا ماشینآلات کار میکند، اما برای کوره یا دمای بالا، جایگزینهای بهتر وجود دارد — همیشه دمای کاری را چک کنید تا عمر قطعه حداکثر شود.
چقرمگی فولاد 1.7131
نرمالایزینگ Normalizing | آنیلینگ Annealing | سمانتاسیون + سختکاری Cementation + Hardening | تمپرینگ پایین Low tempering | تنشزدایی De-escalation |
(J) 50-70 مقدار چقرمگی : | (J) 60-80 مقدار چقرمگی : | (J)۱۵–۲۵ (سطح) / ۴۰–۶۰ (هسته) مقدار چقرمگی : | (J) 45-65 هسته مقدار چقرمگی : | (J) 50-70 مقدار چقرمگی : |
870-900°C دما : | 650-700°C دما : | ۹۰۰–۹۳۰°C + ۷۸۰–۸۲۰°C دما : | 150-200°C دما : | 550-600°C دما : |
چقرمگی فولاد 1.7131، به معنای توانایی جذب ضربه بدون شکست ناگهانی، با واحد ژول در تست شارپی اندازهگیری میشود و بسته به عملیات حرارتی از ۱۵ تا ۸۰ ژول متغیر است.در حالت آنیلشده، چقرمگی ۶۰ تا ۸۰ ژول است که برای فرمدهی عمیق و ماشینکاری سنگین عالی است و اجازه میدهد قطعات را بدون خطر شکست تولید کنید.پس از سمانتاسیون و سختکاری، سطح ۱۵ تا ۲۵ ژول (سخت اما شکنندهتر) و هسته ۴۰ تا ۶۰ ژول تعادل ایدهآل بین مقاومت به سایش و جذب ضربه ایجاد میکند.تمپرینگ پایین چقرمگی هسته را به ۴۵ تا ۶۵ ژول افزایش میدهد و تنشزدایی ۵۰ تا ۷۰ ژول پایداری ابعادی و مقاومت به ضربه را در استفاده طولانی تضمین میکند.این ویژگی، 1.7131 را برای قطعات تحت بار دینامیک مانند چرخدنده و شفت مناسب میسازد، جایی که شکست ناگهانی میتواند فاجعهبار باشد.در مقایسه با گریدهای پرنیکل، چقرمگی هسته کمتر است اما برای کاربردهای متوسط کاملاً کافی و اقتصادی.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.
مقاومت کششی فولاد 1.7131 (16MnCr5)
آنیلشده annealed | نرمالایزینگ Normalizing | پس از سمانتاسیون و سختکاری (هسته) After cementation and hardening (core) | پس از تمپرینگ پایین (هسته) After bottom tempering (core) | پس از تنشزدایی After de-escalation |
350-450 (MPa) استحکام تسلیم : | 400-500 (MPa) استحکام تسلیم : | 500-650 (MPa) استحکام تسلیم : | 550-700 (MPa) استحکام تسلیم : | 400-500 (MPa) استحکام تسلیم : |
550-700 (MPa) استحکام کششی : | 600-750 (MPa) استحکام کششی : | (MPa) 700-900 استحکام کششی : | (MPa) 800-1000 استحکام کششی : | (MPa) 600-750 استحکام کششی : |
25-35 (%) ازدیاد طول : | 20-25 (%) ازدیاد طول : | 15-20 (%) ازدیاد طول : | 12-18 (%) ازدیاد طول : | 20-25 (%) ازدیاد طول : |
60-70(%) کاهش سطح مقطع : | 55-65 (%) کاهش سطح مقطع : | 50-60 (%) کاهش سطح مقطع : | 45-55 (%) کاهش سطح مقطع : | 55-65 (%) کاهش سطح مقطع : |
مقاومت کششی فولاد 1.7131، به معنای توانایی تحمل بار کششی بدون شکست، با واحد MPa اندازهگیری میشود و بسته به عملیات حرارتی از ۵۵۰ تا ۱۰۰۰ MPa متغیر 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.تمپرینگ پایین استحکام را به ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ MPa افزایش میدهد و تنشزدایی پایداری را حفظ میکند.این خواص، 1.7131 را برای قطعات تحت کشش مانند شفت و پین مناسب میسازد.در مقایسه با گریدهای پرکربن، کششی کمتر اما شکلپذیری بالاتر دارد و برای کاربردهای متوسط ایدهآل است.به زبان ساده: این فولاد بار را تحمل میکند، کش میآید و نمیشکند — ترکیب عالی برای دوام طولانی.
آبکاری (کوئنچ) فولاد 1.7131 (16MnCr5)
عملیات آبکاری | دما (°C) | محیط کوئنچ | سختی نهایی سطح (HRC) | توضیح کاربردی |
|---|---|---|---|---|
کوئنچ مستقیم پس از سمانتاسیون | ۷۸۰–۸۲۰ | روغن | ۵۸–۶۲ | بهترین نتیجه — ترک کم، سختی بالا |
کوئنچ در پلیمر | ۷۸۰–۸۲۰ | پلیمر | ۵۷–۶۱ | تغییر شکل کمتر — برای قطعات دقیق |
کوئنچ در گاز (خلأ) | ۷۸۰–۸۲۰ | گاز فشار بالا | ۵۸–۶۲ | بدون اکسیداسیون — برای قطعات حساس |
تمپرینگ پس از آبکاری | ۱۵۰–۲۰۰ | هوا | ۵۸–۶۲ | بدون اکسیداسیون — برای قطعات حساس |
فولاد 1.7131 برای آبکاری (کوئنچ) طراحی شده و بهویژه پس از سمانتاسیون برای افزایش سختی سطحی استفاده میشود. آبکاری در روغن مرغوب، سختی را به ۵۸ تا ۶۲ HRC در سطح میرساند، در حالی که هسته چقرمه باقی میماند.کوئنچ در پلیمر تغییر شکل را به حداقل میرساند و برای قطعات دقیق مانند چرخدنده مناسب است.کوئنچ در گاز فشار بالا (خلأ) اکسیداسیون را حذف میکند و سطح تمیز ارائه میدهد.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.به زبان ساده: آبکاری سطح را سخت میکند، تمپرینگ آن را مقاوم میکند — ترکیب عالی برای قطعات سمانته.
جوش کاری فولاد 1.7131 (16MnCr5)
جوشپذیری فولاد 1.7131 متوسط است و با رعایت پیشگرم، پسگرم و انتخاب فیلر مناسب، کاملاً ایمن و قابل انجام میشود.پیشگرم ۱۵۰ تا ۴۰۰ درجه (بسته به حالت) برای جلوگیری از ترک سرد در منطقه جوش ضروری است و پسگرم ۵۵۰ تا ۷۵۰ درجه تنشهای باقیمانده را کاهش میدهد و چقرمگی منطقه جوش را حفظ میکند.روشهای پیشنهادی TIG یا SMAW با فیلر CrMn (مانند ER70S-6 یا الکترودهای مشابه) بهترین نتیجه را میدهند و جوش همگن ایجاد میکنند.در حالت آنیلشده یا نرمالایز، جوشکاری آسانتر است و تعمیر قطعات بدون مشکل انجام میشود — هزینه تعمیر معمولاً کمتر از ۱۰٪ هزینه ساخت قطعه جدید است.در حالت سمانتهشده، جوشکاری سطح سخت دشوارتر است و خطر ترک بالا میرود؛ در این موارد، تعمیر با اضافه کردن اینسرت، بولت یا جوشکاری فقط هسته توصیه میشود و پس از جوش، سمانتاسیون مجدد یا پوشش لازم است.در ایران، کارگاههای حرفهای با پیشگرم دقیق و فیلر مناسب، تعمیر قطعات 1.7131 را بدون افت کیفیت انجام میدهند و این ویژگی، این گرید را برای قطعات گرانقیمت و حجمی اقتصادی میکند.به زبان ساده: اگر پیشگرم و پسگرم را درست انجام دهید، قطعه شما دوباره مثل روز اول کار میکند — بدون اینکه نیاز به ساخت جدید باشد.این قابلیت تعمیر، 1.7131 را به گزینهای محبوب برای قطعات سنگین و گران تبدیل کرده است.
قالب فولادی و اندازه مقاطع (16MnCr5) 1.7131
شرکت فولاد ایرانیان شایگان با افتخار فولاد آلیاژی سمانته 1.7131 را از کارخانجات معتبر فولاد آلیاژی ایران، روهینا، اسفراین و پاسارگاد تأمین میکند. این فولاد،، با استانداردهای DIN EN 10083-3 و ISO 9001 تولید میشود. فولاد آلیاژی ایران با ظرفیت بالای تولید و تجهیزات پیشرفته، کیفیت برتر را تضمین میکند. روهینا با فناوری مدرن، اسفراین با دانش فنی اتریش و آلمان، و پاسارگاد با زنجیره کامل فولادسازی، محصولاتی با اصالت و دوام عرضه میکنند. این کارخانجات گواهینامههای بینالمللی داشته و بر کیفیت نظارت دقیق دارند. فولاد های ما در اشکال میلگرد، تسمه و ورق، است. همکاری با این تولیدکنندگان، تضمینکننده استحکام، چقرمگی و استانداردهای جهانی است.
