فولاد 2344

فولاد 2344 چیست

فولاد 2344 یکی از فولادهای ابزار گرم‌کار است که با استاندارد DIN آلمان (1.2344) شناخته می‌شود و معادل آن در استاندارد آمریکایی AISI H13 است. این فولاد به دلیل خواص حرارتی و مکانیکی بسیار خوب، کاربرد گسترده‌ای در صنایع قالب‌سازی و فورج دارد.

مشخصات فنی فولاد 2344:

• ترکیب شیمیایی تقریبی:
• کروم (Cr): حدود 5%
• مولیبدن (Mo): حدود 1.3%
• وانادیم (V): حدود 1%
• کربن (C): حدود 0.4%
• ویژگی‌ها:
• مقاومت عالی در برابر حرارت و شوک حرارتی
• مقاومت بالا در برابر سایش در دماهای بالا
• قابلیت سخت‌کاری بسیار خوب
• پایداری ابعادی بالا در فرآیندهای حرارتی

کاربردها:

• قالب‌های دایکاست آلومینیوم، منیزیم و روی
• قالب‌های فورج گرم (آهنگری داغ)
• ابزارهای اکستروژن گرم برای فلزات غیرآهنی
• تیغه‌های برش داغ
• ابزارهای تزریق پلاستیک با بار حرارتی بالا

عملیات حرارتی:

• سخت‌کاری: حدود 1020-1050 درجه سانتی‌گراد
• بازپخت (tempering): در محدوده 500-600 درجه سانتی‌گراد
• سختی پس از عملیات حرارتی: حدود 50-52 راکول C

ترکیب شیمیایی فولاد 2344

ترکیب شیمیایی فولاد 2344 (معروف به DIN 1.2344 یا AISI H13) به صورت تقریبی به شرح زیر است:

عنصر	درصد وزنی تقریبی (%)
کربن (C)	0.38 – 0.42
سیلیسیم (Si)	0.80 – 1.20
منگنز (Mn)	0.30 – 0.50
کروم (Cr)	4.75 – 5.50
مولیبدن (Mo)	1.10 – 1.75
وانادیم (V)	0.80 – 1.20
فسفر (P)	≤ 0.030
گوگرد (S)	≤ 0.030

توضیح عملکرد عناصر:

• کربن (C): تأمین سختی پایه و قابلیت سخت‌کاری
• سیلیسیم (Si): افزایش مقاومت در برابر اکسیداسیون و پایداری حرارتی
• کروم (Cr): افزایش سختی، مقاومت به سایش و سختی سطحی
• مولیبدن (Mo): افزایش مقاومت به نرم شدن در دمای بالا و مقاومت به خزش
• وانادیم (V): ریز کردن دانه‌ها و افزایش مقاومت به سایش و پایداری ساختار
• منگنز (Mn): بهبود چقرمگی و قابلیت ماشین‌کاری

این فولاد به دلیل ترکیب متعادل عناصر آلیاژی، به‌خصوص در دمای بالا، استحکام و طول عمر بالایی دارد. برای اطلاعات بیشتر می‌توانم دیتاشیت PDF نیز برایت تهیه کنم.

خواص مکانیکی فولاد 2344

خواص مکانیکی فولاد 2344 (1.2344 / AISI H13) باعث شده این فولاد در دسته فولادهای ابزار گرم‌کار بسیار پرکاربرد قرار گیرد. این خواص به ویژه پس از عملیات حرارتی مانند سخت‌کاری و بازپخت، برجسته‌تر می‌شوند.

در ادامه خواص مکانیکی فولاد 2344 را در حالت‌های مختلف مشاهده می‌کنی:

خواص مکانیکی پس از عملیات حرارتی (سخت‌کاری و بازپخت):

ویژگی	مقدار تقریبی
سختی (Hardness)	48–52 راکول C (HRC)
مقاومت کششی نهایی (UTS)	1450–1600 مگاپاسکال (MPa)
مقاومت تسلیم (Yield Strength)	حدود 1200 مگاپاسکال (MPa)
ازدیاد طول (Elongation)	10–13%
چقرمگی شکست (Toughness)	بالا، حتی در دماهای بالا
مقاومت به سایش	بسیار خوب (مخصوصاً در دمای بالا)
مقاومت به شوک حرارتی	بسیار عالی

خواص در دمای بالا (Hot Strength):

• فولاد 2344 در دماهای تا حدود 600–650 درجه سانتی‌گراد استحکام خوبی دارد.
• پایداری حرارتی آن باعث می‌شود برای قالب‌گیری داغ، دایکاست و اکستروژن آلیاژهای آلومینیوم و منیزیم مناسب باشد.

خواص در حالت آنیل شده (Annealed):

ویژگی	مقدار تقریبی
سختی (Hardness)	حدود 190–220 برینل (HB)
ماشین‌کاری	نسبتاً خوب (بهتر از سایر فولادهای گرم‌کار)

عملیات حرارتی فولاد 2344

عملیات حرارتی فولاد 2344 (1.2344 / AISI H13) بسیار مهم است و به‌طور مستقیم بر روی خواص نهایی آن مانند سختی، مقاومت به سایش، چقرمگی و پایداری حرارتی تأثیر می‌گذارد. در ادامه، مراحل اصلی عملیات حرارتی این فولاد را می‌بینی:

مراحل عملیات حرارتی فولاد 2344

1. آنیل کاری (Annealing)

برای نرم شدن فولاد و آماده‌سازی جهت ماشین‌کاری

• دمای حرارت‌دهی: 820–850 درجه سانتی‌گراد
• سرد کردن: در کوره با سرعت کنترل‌شده (حدود 10–20 درجه در ساعت) تا 600 درجه، سپس سرد شدن در هوا
• سختی نهایی: حدود 190–220 برینل (HB)

2. تنش‌زدایی (Stress Relieving)

پس از ماشین‌کاری سنگین یا فورج

• دمای تنش‌زدایی: 600–650 درجه سانتی‌گراد
• زمان نگهداری: حدود 2 ساعت
• سرد کردن: در هوا
• هدف: جلوگیری از ترک در حین عملیات حرارتی اصلی

3. سخت‌کاری (Hardening / Austenitizing)

برای رسیدن به ساختار مارتنزیتی

• دمای حرارت‌دهی: 1020–1050 درجه سانتی‌گراد
• زمان نگهداری: حدود 15–30 دقیقه (بسته به ضخامت)
• سرد کردن: در روغن، یا ترجیحاً در هوای آرام (برای کاهش تنش و ترک)
• سختی پس از سرد شدن: تا حدود 55 راکول C

4. بازپخت (Tempering)

برای افزایش چقرمگی و کاهش تنش‌های داخلی

• دمای بازپخت: 500–600 درجه سانتی‌گراد (معمولاً دوبار بازپخت توصیه می‌شود)
• زمان هر بار: حداقل 2 ساعت
• تعداد دفعات: حداقل 2 تا 3 بار برای اطمینان از پایداری ابعادی
• سختی نهایی: 44–52 HRC (بسته به دمای بازپخت)

نکات مهم:

• عملیات بازپخت باید بلافاصله پس از سخت‌کاری انجام شود.
• برای دایکاست و کار در دمای بالا، سختی حدود 48–50 HRC مطلوب است.
• استفاده از محیط خنک‌کننده مناسب (مثل هوا یا روغن مخصوص) برای جلوگیری از ترک خوردگی ضروری است.

کاربردهای فولاد 2344

فولاد 2344 (DIN 1.2344 / AISI H13) به دلیل مقاومت بسیار خوب در برابر حرارت، سایش، شوک حرارتی و پایداری ابعادی، در بسیاری از صنایع به عنوان فولاد ابزار گرم‌کار پرکاربرد و استاندارد شناخته می‌شود.

در ادامه کاربردهای اصلی آن را دسته‌بندی کرده‌ام:

کاربردهای اصلی فولاد 2344

1. صنعت قالب‌سازی (Hot Work Dies)

• قالب‌های دایکاست آلومینیوم، روی و منیزیم
• قالب‌های فورج گرم (Hot Forging Dies)
• قالب‌های اکستروژن گرم فلزات غیرآهنی
• قالب‌های تزریق پلاستیک برای پلیمرهای با دمای بالا

2. ابزارهای برشی و صنعتی در دمای بالا

• تیغه‌های برش داغ (Hot Shear Blades)
• پانچ و ماتریس برای برش داغ فلزات
• ابزارهای پانچ‌زنی گرم

3. قطعات تحت تنش حرارتی بالا

• پره‌ها و اجزای داخلی قالب‌های ریخته‌گری تحت فشار
• مجرای راهگاه گرم (Hot Runner Nozzles)
• غلتک‌های کار در دمای بالا (مثل غلتک اکستروژن یا فرم‌دهی گرم)

4. صنایع خودروسازی و ریخته‌گری

• قالب‌های ساخت قطعات موتور آلومینیومی
• ابزارهای شکل‌دهی تحت فشار بالا و دمای بالا

ویژگی‌هایی که باعث این کاربردها شده‌اند:

• مقاومت عالی در برابر سایش در دمای بالا
• چقرمگی بالا حتی در شرایط کاری سخت
• پایداری ابعادی پس از سیکل‌های مکرر حرارتی
• قابلیت پولیش خوب برای ساخت قالب‌های دقیق
• قابلیت ماشین‌کاری مناسب در حالت آنیل‌شده

مزایای استفاده از فولاد 2344

فولاد 2344 (1.2344 / AISI H13) به دلیل ترکیب آلیاژی متعادل و خواص حرارتی و مکانیکی ویژه، یکی از پرکاربردترین فولادهای ابزار گرم‌کار است. در ادامه، مزایای اصلی استفاده از فولاد 2344 را می‌بینی:

مزایای فولاد 2344

1. مقاومت حرارتی بسیار بالا

• تحمل دماهای تا حدود 600 درجه سانتی‌گراد بدون افت خواص مکانیکی
• مناسب برای فرآیندهای دایکاست، فورج گرم، اکستروژن گرم و تزریق پلاستیک داغ

2. پایداری ابعادی در دمای بالا

• تغییر شکل بسیار کم در سیکل‌های حرارتی متوالی
• عملکرد دقیق در قالب‌هایی که نیاز به ابعاد ثابت دارند

3. چقرمگی (Toughness) بالا

• مقاومت بالا در برابر شوک حرارتی و ضربه مکانیکی
• جلوگیری از ترک‌خوردگی و شکست زودهنگام قالب‌ها و ابزارها

4. مقاومت به سایش در دمای بالا

• عمر طولانی ابزارها و قالب‌ها در کاربردهای شدید حرارتی
• کاهش هزینه‌های تعویض و تعمیر

5. قابلیت عملیات حرارتی خوب

• امکان رسیدن به سختی 48–52 HRC با حفظ چقرمگی
• بازپخت چندمرحله‌ای برای بهینه‌سازی خواص

6. ماشین‌کاری و پرداخت‌پذیری مناسب

• در حالت آنیل‌شده (HB 200) ماشین‌کاری نسبتاً راحت
• امکان پولیش عالی برای قالب‌های تزریق یا ابزارهای دقیق

7. هم‌خوانی با پوشش‌دهی سطحی (مانند نیتروژن‌دهی یا PVD)

• افزایش عمر قالب و کاهش اصطکاک در کاربردهای خاص

اگر به دنبال مقایسه این فولاد با سایر گریدهای ابزار گرم‌کار مثل 1.2367 یا 1.2714 هستی، می‌توانم جدول مقایسه‌ای هم برایت تهیه کنم.

معایب احتمالی فولاد 2344

هرچند فولاد 2344 (1.2344 / AISI H13) یکی از بهترین گزینه‌ها برای ابزارهای گرم‌کار محسوب می‌شود، اما مانند هر ماده صنعتی، دارای معایب یا محدودیت‌هایی نیز هست که در انتخاب و کاربرد باید به آن‌ها توجه کرد.

در ادامه، مهم‌ترین معایب یا نکات منفی فولاد 2344 آورده شده است:

معایب احتمالی فولاد 2344

1. قیمت نسبتاً بالا

• به دلیل آلیاژ بودن و داشتن عناصر گران‌قیمت (مانند وانادیم و مولیبدن)، قیمت این فولاد بالاتر از فولادهای ساده‌تر است.
• برای پروژه‌هایی با بودجه محدود یا کاربردهای غیرحساس ممکن است اقتصادی نباشد.

2. محدودیت در کاربرد در دماهای خیلی بالا

• اگرچه تا حدود 600–650 درجه سانتی‌گراد به‌خوبی کار می‌کند، اما در دماهای بالاتر، خواص مکانیکی به‌تدریج کاهش می‌یابد.
• برای کاربردهایی مانند ریخته‌گری فولاد مذاب یا کار در محیط‌های با دمای بالاتر، فولادهایی مانند 1.2367 یا فولادهای با کروم و نیکل بالاتر مناسب‌ترند.

3. نیاز به عملیات حرارتی دقیق

• برای رسیدن به خواص مطلوب (سختی، چقرمگی و پایداری حرارتی) عملیات حرارتی آن باید با کنترل دقیق دما و زمان انجام شود.
• کوچک‌ترین اشتباه در سخت‌کاری یا بازپخت می‌تواند منجر به ترک‌خوردگی یا افت خواص شود.

4. مقاومت متوسط در برابر خوردگی

• فولاد 2344 مقاومت خوردگی کمی دارد (مانند اکثر فولادهای ابزار)، و در محیط‌های مرطوب یا اسیدی به زنگ‌زدگی حساس است.
• نیاز به روغن‌کاری یا پوشش‌دهی سطحی در انبار یا شرایط خاص دارد.

5. چگالی بالا

• چگالی این فولاد حدود 7.8 گرم بر سانتی‌متر مکعب است که برای برخی کاربردهای سبک‌وزن ممکن است زیاد باشد.
• در پروژه‌هایی که وزن اهمیت دارد (مثلاً قطعات متحرک)، محدودیت ایجاد می‌کند.

اگر بخواهی، می‌توانم مقایسه‌ای میان فولاد 2344 و سایر فولادهای ابزار گرم‌کار مانند 1.2714 یا 1.2365 از نظر مزایا و معایب تهیه کنم تا راحت‌تر تصمیم بگیری.

چگونه بهترین نوع فولاد 2344 را انتخاب کنیم؟

در زمان خرید فولاد 2344 (1.2344 / AISI H13)، توجه به برخی نکات فنی بسیار حیاتی است تا مطمئن شوی فولادی که دریافت می‌کنی، کیفیت، خواص و عملکرد مورد انتظار را در شرایط کاری واقعی ارائه دهد. در زیر، مهم‌ترین نکات فنی هنگام خرید فولاد 2344 را برایت آورده‌ام:

✅ نکات فنی مهم هنگام خرید فولاد 2344

1. بررسی گواهی آنالیز شیمیایی (Mill Certificate)

• باید آنالیز عناصر اصلی مانند Cr، Mo، V، C، Si، Mn با استاندارد DIN 1.2344 مطابقت داشته باشد.
• بررسی کن که درصد وانادیم (V) کافی باشد (0.8–1.2٪) چون نقش کلیدی در مقاومت به سایش دارد.

2. درخواست تست‌های مکانیکی (Mechanical Properties)

• اگر فولاد پیش‌سخت شده یا عملیات شده باشد، سختی آن باید بین 44–52 HRC باشد.
• بررسی مقاومت کششی و چقرمگی در صورت استفاده برای قالب یا ابزار پرتنش
• پیشنهاد: درخواست تست UT (التراسونیک) برای کشف ترک‌های داخلی

3. نوع تهیه و شکل عرضه فولاد

فاکتور	توضیح
حالت فولاد	آنیل‌شده، پیش‌سخت‌کاری‌شده، ESR، یا نیتریده‌شده
شکل	شمش، میلگرد، تختال، بلاک، یا قطعه ماشین‌کاری‌شده
اندازه	دقت ابعاد برای کاهش پرت ماشین‌کاری
سطح	بدون زنگ‌زدگی، ترک، پوسته یا اکسید سطحی

4. نوع تولید (کیفیت متالورژیکی)

• اگر کاربرد حساس است، بهتر است از فولاد با فرایند ESR یا VAR استفاده شود (خلوص بالا و ساختار ریزدانه)
• برندهای معتبر مثل Böhler، Uddeholm، Daido را در نظر بگیر

5. قابلیت ماشین‌کاری و پولیش‌پذیری

• اگر قطعه نیاز به پرداخت بالا دارد (مثلاً قالب تزریق)، باید از فولادی با ساختار ریز و بدون ناخالصی استفاده شود
• تست سطح برای پرداخت‌پذیری (Free from micro-cracks)

6. سازگاری با عملیات حرارتی

• اگر قصد سخت‌کاری، نیتروژن‌دهی یا آبکاری PVD را داری، مطمئن شو فولاد خام کیفیت کافی برای این عملیات را دارد
• بررسی کیفیت در برابر تغییر شکل در طول عملیات حرارتی

7. منبع تأمین معتبر

• فروشنده معتبر با سابقه، گارانتی کیفیت و خدمات پس از فروش
• از خریدهای بدون گواهی، یا از منابع نامطمئن خودداری کن

8. شرایط نگهداری و انبارداری

• مطمئن شو که فولاد در شرایط خشک و بدون رطوبت نگهداری شده باشد
• فولاد زنگ‌زده یا پوسته‌دار نشان‌دهنده نگهداری نامناسب است

9. نکته مهم برای خرید داخلی

اگر از تولیدکنندگان داخلی خرید می‌کنی، موارد زیر را بخواه:

• شماره ذوب و شماره ذوب‌خانه
• برگه تاییدیه کنترل کیفیت کارخانه
• در صورت امکان: نمونه برای تست سختی یا براده‌برداری