فولاد SPK NL (2379 / D2) چیست؟
فولاد SPK NL (2379 / D2) چیست؟
بررسی خواص، کاربرد،قیمت
فولاد SPK NL که با شماره متریال اروپایی 1.2379 و نام معادل آمریکایی AISI D2 شناخته می‌شود، یکی از پرکاربردترین فولادهای ابزار سردکار پرکربن-پرکروم در صنعت است. این فولاد در بازار ایران با نام‌های SPK NL، D2 و K110 (نام تجاری بوهلر) نیز شناخته می‌شود و به دلیل مقاومت سایشی استثنایی، سخت‌پذیری عمیق و پایداری ابعادی بالا، انتخابی رایج برای قالب‌های برش، پانچ، ابزارهای شکل‌دهی سرد و قالب‌های تزریق پلاستیک است.
نام‌گذاری فولاد SPK NL (1.2379) در استانداردهای مختلف
| استاندارد | نام |
| EN / DIN (Werkstoff Nr.) | 1.2379 |
| DIN (نام شیمیایی) | X153CrMoV12 |
| EN ISO 4957 | X153CrMoV12 |
| AISI / SAE / ASTM | D2 |
| JIS | SKD11 |
| GB | Cr12Mo1V1 |
| BS | BD2 |
| AFNOR | Z160CDV12 |
| Bohler | K110 |
نکته اصلاحی: در برخی منابع فارسی‌زبان، معادل استاندارد ISO و UNI این گرید به‌اشتباه «X160CrMoV12» ذکر شده است. بر اساس بررسی منابع معتبر اروپایی [۲]، نام استاندارد ISO 4957 همان X153CrMoV12 (یکسان با EN) است، و عدد «160» به احتمال زیاد ناشی از خلط با نام‌گذاری AFNOR (Z160CDV12) بوده است؛ معادل استاندارد UNI برای این گرید در منابع معتبر به‌طور شفاف ثبت نشده و از این جدول حذف شده است.
ترکیب شیمیایی فولاد SPK NL
| عنصر | درصد حضور (EN ISO 4957) |
| C | 1.45–1.60 % |
| Si | 0.10–0.60 % |
| Mn | 0.20–0.60 % |
| Cr | 11.00–13.00 % |
| Mo | 0.70–1.00 % |
| V | 0.70–1.00 % |
| P | حداکثر 0.030 % |
| S | حداکثر 0.030 % |
نکته: استاندارد آمریکایی ASTM A681 برخی عناصر (به‌ویژه کربن، وانادیوم و مولیبدن) را با بازه‌ای اندکی گسترده‌تر تعریف می‌کند، و ترکیب دقیق می‌تواند بین تولیدکنندگان مختلف (مانند بوهلر یا تیسن‌کروپ) تفاوت‌های جزئی داشته باشد؛ بنابراین در خرید صنعتی، تطبیق با گواهی آنالیز ذوب همان محموله توصیه می‌شود. [۱][۴]
نقش عناصر آلیاژی
- کربن (C): نقش اصلی را در افزایش سختی نهایی از طریق تشکیل کاربیدهای سخت ایفا می‌کند.
- کروم (Cr): علاوه بر بهبود سخت‌پذیری، با کربن ترکیب شده و کاربیدهای کرومی تشکیل می‌دهد که مقاومت به سایش را به‌شدت افزایش می‌دهند؛ همین کروم بالا به فولاد مقاومت متوسط در برابر خوردگی نیز می‌بخشد (بخش مربوطه در ادامه).
- مولیبدن (Mo): سخت‌پذیری را بهبود می‌دهد و در برابر نرم‌شدن ناشی از تمپر مقاوم می‌سازد.
- وانادیوم (V): با تشکیل کاربیدهای بسیار سخت، دانه‌بندی ساختار را ریز نگه می‌دارد و به حفظ مقاومت سایشی در طول عمر ابزار کمک می‌کند.
- منگنز (Mn): در فرآیند ذوب، عمدتاً به‌عنوان عامل احیاکننده/گوگردگیر عمل می‌کند (نه اکسیدکننده) و به کاهش تردی ناشی از گوگرد کمک می‌کند.
- سیلیسیم (Si): در کنار سایر عناصر، به بهبود پایداری ساختاری طی عملیات حرارتی کمک می‌کند.
فولاد سردکار SPK NL در برابر فولادهای گرمکار (مانند 1.2344)
SPK NL (1.2379) در دسته فولادهای ابزار سردکار قرار دارد که عمدتاً برای ابزارهایی طراحی شده‌اند که دمای کاری‌شان نزدیک دمای محیط یا حداکثر تا حدود ۲۰۰ تا ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد است (مانند قالب‌های پرس، برش و تزریق پلاستیک که دمای مذاب مستقیماً به بدنه قالب منتقل نمی‌شود). در مقابل، فولادهای گرمکار مانند 1.2344 (H13) برای دماهای کاری بسیار بالاتر (تا ۵۵۰ درجه سانتی‌گراد و بیشتر) طراحی شده‌اند.
| ویژگی | فولاد سردکار (مانند SPK NL) | فولاد گرمکار (مانند 1.2344) |
| هدف اصلی | مقاومت به سایش و سختی بسیار بالا | پایداری در دمای بالا و چقرمگی |
| دمای کاری مناسب | پایین (تا حدود ۲۵۰ درجه) | بالا (۵۵۰ درجه و بیشتر) |
| مقاومت به ضربه/چقرمگی | متوسط تا کم | بالاتر |
| کاربرد اصلی | قالب‌های پرس، برش، تزریق پلاستیک | قالب‌های فورج، ریخته‌گری تحت فشار |
نکته مهم: در صورت استفاده از SPK NL در فرآیندهایی با نوسان دمایی مداوم و شدید (مانند فورجینگ یا ریخته‌گری)، به دلیل عدم تطابق ضریب انبساط حرارتی و تفاوت ساختاری با فولادهای گرمکار، احتمال بروز ترک‌خوردگی حرارتی (Heat Checking) وجود دارد. این فولاد برای چنین کاربردهایی طراحی نشده و انتخاب فولادهای گرمکار برای آن‌ها توصیه می‌شود.
خواص مکانیکی بر اساس حالت عملیات حرارتی
حالت آنیل‌شده (مناسب برای ماشین‌کاری)
- سختی: حدود ۲۴۰ تا ۲۶۵ HB
- مقاومت کششی: حدود ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ مگاپاسکال
حالت سخت‌شده و تمپرشده (Hardened & Tempered)
- سختی کاری استاندارد: ۵۷ تا ۶۲ HRC [۱][۲]
- مقاومت کششی: می‌تواند به بیش از ۲۰۰۰ مگاپاسکال برسد [۶]
- ازدیاد طول: معمولاً بین ۲ تا ۷ درصد، بسته به سختی نهایی
- مقاومت به ضربه (Charpy): به دلیل ساختار کاربیدی فراوان، نسبت به فولادهای سردکار دیگر (مانند A2 یا O1) پایین‌تر است؛ این فولاد نباید در معرض ضربات شدید و ناگهانی قرار گیرد.
توضیح فنی سختی تا ۶۴ HRC: در تمپرهای بسیار پایین (حدود ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد)، از نظر تئوری می‌توان به سختی‌های تا ۶۴ HRC هم دست یافت، اما این کار با افزایش ریسک ترک خوردن قطعه حین سنگ‌زنی همراه است [۲]؛ به همین دلیل، ۵۷ تا ۶۲ HRC به‌عنوان بازه کاری استاندارد و متعادل‌تر توصیه می‌شود.
سخت‌شوندگی ثانویه: نکته‌ای که در انتخاب دمای تمپر باید در نظر گرفت
جدول زیر تغییرات سختی فولاد SPK NL را بر حسب دمای تمپر نشان می‌دهد:
| دمای تمپر (°C) | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 525 | 550 | 600 |
| سختی (HRC) | 64 | 61.5 | 58.5 | 59 | 59 | 60 | 57 | 50 |
همان‌طور که در جدول دیده می‌شود، سختی از ۱۰۰ تا ۳۰۰ درجه به‌طور معمول کاهش می‌یابد، اما بین ۳۰۰ تا ۵۲۵ درجه به‌جای کاهش، ثابت می‌ماند و حتی اندکی افزایش پیدا می‌کند. این پدیده «سخت‌شوندگی ثانویه» (Secondary Hardening) نام دارد و ناشی از رسوب کاربیدهای ثانویه ریزدانه هنگام تجزیه آستنیت باقیمانده در این محدوده دمایی است — ویژگی مشخصه فولادهای پرکروم مانند SPK NL/D2. توجه به این نکته هنگام انتخاب دمای تمپر برای دستیابی به بهترین ترکیب سختی و پایداری ابعادی اهمیت دارد.
آیا فولاد SPK NL قابلیت نیتراسیون دارد؟
بله. بر اساس چند منبع معتبر بین‌المللی [۱][۲][۵]، این گرید بدون افت سختی پایه (که پس از سخت‌کاری زیر ۶۰ HRC نمی‌رود) کاملاً قابل نیتراسیون است — ویژگی که امکان بهبود بیشتر مقاومت سطحی در برابر سایش را فراهم می‌کند.
مقاومت به خوردگی و ماشین‌کاری
به دلیل محتوای کروم بالا (۱۱ تا ۱۳ درصد)، فولاد SPK NL نسبت به بسیاری از فولادهای ابزار دیگر، مقاومت به خوردگی قابل‌قبولی از خود نشان می‌دهد و در برخی منابع بین‌المللی «نیمه‌ضدزنگ» (Semi-stainless) توصیف شده است؛ سطح صیقلی، این مقاومت را بیشتر می‌کند [۳]. با این حال، از نظر ماشین‌کاری، این فولاد به دلیل کاربیدهای فراوان در ساختارش، ماشین‌کاری متوسط دارد (نه عالی)؛ در حالت آنیل‌شده قابل ماشین‌کاری است، اما سایش ابزار برشی نسبت به فولادهای کم‌آلیاژتر مانند MO40 بیشتر خواهد بود [۲].
هشدار جوش‌پذیری
جوشکاری فولاد SPK NL به دلیل کربن بالا و ریسک ترک‌خوردگی، به‌طور کلی توصیه نمی‌شود. در صورتی که جوشکاری اجتناب‌ناپذیر باشد، استفاده از الکترودهای کم‌هیدروژن و پیش‌گرم قطعه تا ۲۵۰ تا ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد ضروری است [۶].
مهم‌ترین کاربردهای فولاد SPK NL
- قالب‌های برش و پانچ (Blanking Dies)
- قالب‌های شکل‌دهی سرد
- قالب‌های تزریق پلاستیک، به‌ویژه برای مواد دارای پرکننده (Filler) ساینده
- ابزارهای برش و تراش با نیاز به حفظ لبه تیز طولانی‌مدت
- قالب‌های نورد رزوه و ابزار دقیق
عملیات حرارتی فولاد SPK NL
- پیش‌گرم: حدود ۷۵۰ تا ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد
- آنیل نرم‌کننده: حدود ۸۴۰ تا ۸۷۰ درجه سانتی‌گراد، سردکردن کوره‌ای
- تنش‌زدایی (در صورت نیاز پس از ماشین‌کاری خشن): حدود ۶۰۰ تا ۶۵۰ درجه سانتی‌گراد
- سخت‌کاری: حدود ۱۰۰۰ تا ۱۰۴۰ درجه سانتی‌گراد. روش هوا یا خلأ برای حداقل اعوجاج ترجیح داده می‌شود؛ کوئنچ در روغن یا حمام نمک پلکانی (۵۰۰ تا ۵۵۰ درجه) نیز بسته به شکل قطعه قابل استفاده است
- تمپرینگ: حدود ۱۵۰ تا ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد (هوا)، متناسب با سختی هدف — طبق جدول سخت‌شوندگی ثانویه بالا
قیمت و خرید فولاد SPK NL
قیمت فولاد SPK NL (1.2379) با توجه به نوسانات بازار و ابعاد و مشخصات مورد نیاز متغیر است؛ به همین دلیل امکان اعلام یک قیمت واحد برای تمامی سایزها وجود ندارد. برای دریافت قیمت روز و بررسی موجودی، با کارشناسان سایا تماس بگیرید.
شرکت عملیات حرارتی سایا به واسطه همکاری با تأمین‌کنندگان معتبر داخلی و خارجی، آماده ارائه ابعاد و اندازه‌های مختلف این فولاد در اشکال تسمه و میلگرد است.
[/vc_column_text]
سوالات متداول
فولاد SPK NL چیست و چرا به آن D2 یا 1.2379 هم می‌گویند؟
SPK NL نام رایج بازار برای فولاد ابزار سردکار پرکربن-پرکروم با شماره متریال اروپایی 1.2379 است؛ D2 معادل استاندارد آمریکایی همین گرید است.
آیا فولاد SPK NL برای قالب‌های فورج مناسب است؟
خیر. این فولاد برای کاربردهای سردکار طراحی شده و در معرض نوسان دمایی مداوم (مانند فورجینگ) ممکن است دچار ترک‌خوردگی حرارتی شود. برای چنین کاربردهایی فولادهای گرمکار مانند 1.2344 مناسب‌ترند.
آیا فولاد SPK NL قابل جوشکاری است؟
توصیه نمی‌شود؛ در صورت ضرورت، نیازمند پیش‌گرم و الکترود کم‌هیدروژن است. لازم به ذکر است به دلیل حساسیت بالا، جوشکاری معمولاً به عنوان آخرین راهکار در نظر گرفته می‌شود و بازسازی سطح با روش‌های دیگر اولویت دارد.
حداکثر سختی قابل دستیابی برای SPK NL چقدر است؟
بازه کاری استاندارد ۵۷ تا ۶۲ HRC است؛ در تمپرهای بسیار پایین تا ۶۴ HRC هم قابل دستیابی است، اما با ریسک بیشتر ترک سنگ‌زنی. بیشترین مقاومت به سایش در تمپرهای بالاتر به دست می‌آید، اما چقرمگی (Toughness) کاهش می‌یابد.
فولاد SPK NL برای چه کاربردهایی مناسب است؟
عمدتاً قالب‌های برش و پانچ، شکل‌دهی سرد، تزریق پلاستیک با مواد ساینده، و ابزارهای برش با نیاز به حفظ لبه تیز طولانی‌مدت.
جمع‌بندی
فولاد SPK NL (1.2379 / D2) یکی از پرکاربردترین فولادهای ابزار سردکار پرکربن-پرکروم است که تعادلی قوی میان سختی، مقاومت سایشی و پایداری ابعادی ارائه می‌دهد. توجه به تریدآف چقرمگی، محدودیت جوش‌پذیری، و انتخاب دقیق دمای تمپر (با در نظر گرفتن پدیده سخت‌شوندگی ثانویه) برای بهره‌برداری بهینه از این فولاد ضروری است.
برای انتخاب و تأمین فولاد SPK NL متناسب با کاربرد صنعتی خود، می‌توانید با کارشناسان گروه صنعتی سایا مشورت کنید.
منابع
[1] Abrams Industries — PREMIUM 1.2379 / D2 Steel Datasheet — https://eu.abrams-industries.com/?p=367
[2] Meusburger — 1.2379 Steel for Through Hardening — https://www.meusburger.com/ES/ES/materiales/12379-steel-for-through-hardening
[3] West Yorkshire Steel — D2 Tool Steel: Over 100 Years at the Cutting Edge — https://www.westyorkssteel.com/blog/d2-over-100-years-at-the-cutting-edge-of-tool-steel/
[4] SIJ Ravne (Sihard) — 2379 Steel Technical Data Sheet — https://cms.sij.si/storage/172/SIHARD-2379_Metal-TDS.pdf
[5] Steeldata.info — 1.2379 Steel Data — https://steeldata.info/tempering/demo/data/2209.html
[6] SakySteel — 1.2379 Tool Steel Chemical Component Analysis / D2 Steel Grade Overview — https://sakysteel.com/news/1-2379-tool-steel-chemical-component-analysis-d2-steel-grade-overview