الكروم-الموليبدينوم (ويسمى أيضًا موليبدينوم الكروم أو مولي الكروم أو Cr-Mo) والكروم-الفاناديوم (ويسمى أيضًا الكروم الفاناديوم أو Cr-V) هما اسمان لعائلتين من سبائك الصلب المستخدمة في تصنيع الأدوات اليدوية. أيهما أفضل؟ عندما يتم تصنيعها ومعالجتها بالحرارة بشكل صحيح، تكون متطابقة كيميائيًا تقريبًا ويكون أداؤها متشابهًا.

ما هو الفولاذ؟

يتكون الفولاذ، من حيث الوزن، في معظمه من الحديد (غالباً ما يكون 901 تيرابايت أو أكثر) مع كميات صغيرة من الكربون (عادةً ما تكون 0.11 تيرابايت إلى 21 تيرابايت) وأحياناً عناصر السبائك مختلطة. وبدون المعالجة الحرارية وبدون عناصر السبائك، يكون الفولاذ لينًا جدًا للاستخدام في أفضل الأدوات اليدوية. من خلال خلط عناصر السبائك وتعريض الخليط لحرارة عالية لتغيير صلابته، يمكننا تعديل الخواص الميكانيكية مثل الصلابة والقوة والمتانة والليونة.

ومع ذلك، حتى في أفضل الظروف، تنطوي بعض هذه الخصائص على مقايضات. على سبيل المثال، يكون الفولاذ شديد الصلابة قويًا، ولكنه هش أيضًا. فبدلاً من أن يتشوه بمرونة ثم يرتد مرة أخرى عند إزالة الضغط، يميل الفولاذ الصلب الصلب إلى الانكسار تحت الضغط العالي.

تتضمن بعض خصائص الفولاذ الشائعة ما يلي:

• الصلابة: مقاومة المادة للتآكل والخدش.
• المتانة: قدرة المادة على التعرض للإجهاد دون أن تتشوه بشكل دائم.
• الليونة: قدرة المادة على التشوه الدائم تحت الضغط قبل أن تنكسر.
• المتانة: مزيج من القوة والليونة في المادة التي تسمح لها بامتصاص الطاقة دون أن تنكسر.

المعالجة الحرارية

وتعني المعالجة الحرارية رفع درجة حرارة الفولاذ وتبريده بخطوات دقيقة ومضبوطة لتغيير بنيته الداخلية. على المستوى المجهري، يتكون الفولاذ من حبيبات صغيرة، وهي مجموعات من ذرات المعدن مرتبة في بلورات.

يمكن للمعالجة الحرارية تغيير أحجام الحبيبات والترتيب الهندسي للذرات في الفولاذ. تتفاعل الأحجام والترتيبات المختلفة للحبيبات بشكل مختلف مع الإجهاد. على سبيل المثال، تنزلق الحبيبات الأكبر حجمًا وراء بعضها البعض بسهولة أكبر، وهذا يجعل الفولاذ أكثر ليونة مما لو كان يحتوي على حبيبات صغيرة لمقاومة الحركة بشكل أفضل.

يمكن للمعالجة الحرارية أيضًا تغيير ترتيب الذرات. وقد أطلق العلماء أسماء لترتيبات هندسية مختلفة، مثل "الأوستينيت" و"الفريت" و"المارتينسيت". تتميز سبيكة الفولاذ نفسها بخصائص مختلفة اعتمادًا على كيفية ترتيب الذرات.

عناصر السبائك

يسمى الصلب المصنوع من الحديد والكربون فقط "الصلب الكربوني". ولا يعتبر من سبائك الصلب. الصلب منخفض الكربون، الذي يحتوي على كمية قليلة جدًا من الكربون، ضعيف ولا يستجيب جيدًا للمعالجة الحرارية. يبدأ الصلب عالي الكربون أيضاً ضعيفاً ولكن يمكن تحويله إلى صلب قوي وهش من خلال المعالجة الحرارية.

يمكن إضافة عناصر السبائك إلى الحديد والكربون لإنتاج فولاذ بمجموعات مرغوبة من الخواص الميكانيكية لتطبيقات محددة. وتشمل عناصر السبائك الشائعة البورون والكروم والمنجنيز والموليبدينوم والنيكل والفاناديوم.

فيما يلي بعض الخصائص التي تتأثر بهذه العناصر:

• البورون: يجعل الفولاذ أسهل في التصلب.
• الكروم: يجعل الفولاذ أقوى وأصلب وأسهل في التصلب؛ ويزيد من مقاومة التآكل. في التركيزات العالية، ينتج "الفولاذ المقاوم للصدأ"، الذي يقاوم التآكل بشدة.
• المنجنيز: يحسن معالجة الصلب عن طريق الحد من الأكسدة.
• الموليبدينوم: يجعل الفولاذ أقوى وأصلب وأسهل في الصلابة. يزيد من الصلابة عند القوة العالية.
• النيكل: يزيد من الصلابة عند القوة العالية. كما أنه يزيد من مقاومة التآكل.
• الفاناديوم: يزيد من الصلابة عند القوة العالية؛ ويقلل من أحجام الحبيبات.

ما هو الفولاذ الذي يجب أن تُصنع منه الأدوات اليدوية؟

على الرغم من أن الفولاذ عالي الكربون قد يكون مناسبًا للأدوات اليدوية التي يكون متطلبها الرئيسي هو السطح الصلب مثل بعض الشفرات، إلا أن معظم الأدوات اليدوية تستفيد من مزيج من الصلابة والمتانة ومقاومة التآكل. تُعد السبائك مثل الكروم والموليبدينوم والكروم والفاناديوم أكثر فعالية من الفولاذ عالي الكربون في تحقيق هذه الخصائص مجتمعة.

يعني موليبدينوم الكروم والموليبدينوم على وجه التحديد عائلة من سبائك الفولاذ التي، عند استخدامها في الأدوات اليدوية، تحتوي على كمية معتدلة من الكربون (غالباً ما تتراوح بين 0.41 تيرابايت إلى 0.51 تيرابايت إلى 0.51 تيرابايت إلى 3 تيرابايت)، وحوالي 11 تيرابايت إلى 3 تيرابايت من الكروم، وحوالي 0.151 تيرابايت إلى 0.201 تيرابايت إلى 0.201 تيرابايت من الموليبدينوم، ومجموعة من عناصر السبائك الأخرى. عادةً ما يتبع الاسم الذي تطلقه جمعية مهندسي السيارات (SAE) النمط 4XXX. على سبيل المثال، 4140 هو فولاذ شائع من الكروم والموليبدينوم مع 0.40% من الكربون، وهو ما يشير إليه الرقم 40 في 4140.

يعني الكروم والفاناديوم على وجه التحديد عائلة من سبائك الفولاذ التي، عند استخدامها في الأدوات اليدوية، تحتوي على كمية معتدلة من الكربون (غالبًا ما تتراوح بين 0.41 تيرابايت إلى 0.51 تيرابايت إلى 0.51 تيرابايت إلى 3 تيرابايت)، وحوالي 11 تيرابايت إلى 3 تيرابايت إلى الكروم، وحوالي 0.151 تيرابايت إلى 0.201 تيرابايت إلى 3 تيرابايت إلى الفاناديوم، ومجموعة من عناصر السبائك الأخرى. عادةً ما يتبع اسم SAE النمط 6XXX. على سبيل المثال، 6150 هو فولاذ شائع من الكروم والفاناديوم مع 0.50% من الكربون، وهو ما يشير إليه الرقم 50 في 6150.

يتميز الكروم والموليبدينوم والكروم والفاناديوم والفاناديوم المنتج بعناية متساوية والمصلد بمستويات متشابهة بخصائص ميكانيكية متشابهة للغاية. في الواقع، إنهما متطابقان كيميائيًا تقريبًا، والفرق الرئيسي بينهما أقل بكثير من 0.51 تيرابايت 3 تيرابايت بالوزن في شكل موليبدينوم أو فاناديوم. ولذلك، لا يمكننا القول إن الكروم-الموليبدينوم أو الكروم-الفاناديوم أفضل. يعد أي من Cr-Mo أو Cr-V خيارًا ممتازًا لجميع الاستخدامات العادية لمفاتيح الربط والمقابس اليدوية والمقابس الصدمية والسقاطة وغيرها من الأدوات المماثلة. الفرق المعدني بين Cr-Mo و Cr-V غير مهم في هذه الاستخدامات. وبدلاً من ذلك، فإن اتساق المادة، وهندسة الأداة، والصلابة التي يتم تسخينها إليها، وتصميم وتنفيذ عملية التصنيع تتحكم في الاختلافات في جودة الأدوات اليدوية.

في بعض الأحيان تكلف أدوات Cr-Mo أكثر من أدوات Cr-V ويريد مستخدمو الأدوات معرفة السبب. لا يرجع الفرق في التكلفة عادةً إلى أن أحد الفولاذين أفضل من الآخر. وبسبب تشابه قدرات الأداء الجوهرية لكل من Cr-Mo و Cr-V، يبدو أن التكلفة الأعلى لأدوات Cr-Mo هي ممارسة تسويقية يصعب تبريرها من خلال العلم. تصبح التصورات ذاتية التحقق حيث يتوقع مستخدمو الأدوات في بعض الأحيان رؤية سبائك معينة على أدوات معينة. وتتراكم سلاسل التوريد حول هذه التصورات مما قد يجعل إحدى سبائك الصلب أكثر فعالية من حيث التكلفة من سبيكة أخرى لمنتج معين.

ما الذي تستخدمه UF؟

في UF، نستخدم في UF، من بين أشياء أخرى، سبائك من عائلتي الكروم والموليبدينوم والكروم والفاناديوم لصنع أدواتنا. وبمجرد إنشاء سلاسل التوريد في صناعة ما، يمكن أن يكون من الأكثر كفاءة عدم تنويع أنواع الفولاذ داخل سلاسل التوريد تلك. على سبيل المثال، في سلاسل توريدنا في الولايات المتحدة، يتوفر 4140 موليبدينوم الكروم-الموليبدينوم في شكل صفائح مدرفلة التي نحتاجها لصنع مفاتيح ربط الزوايا لدينا، ويتوفر 8650 موليبدينوم النيكل-الموليبدينوم بالكروم والنيكل بسهولة أكبر لصنع مفكات البراغي لدينا. ولأسباب مماثلة، تستخدم بعض المقابس اليدوية والمقابس الصدمية المصنوعة في تايوان سبيكة 4140 Cr-Mo، بينما تستخدم سبائك أخرى سبيكة 50BV30 Cr-V. في جميع هذه الحالات، تفي السبائك بجميع مواصفات الأداء، ويعود الاختيار إلى ديناميكيات سلسلة التوريد والتكلفة.

يمكن أن تؤثر طريقة التصنيع أيضًا على اختيار المواد. على سبيل المثال، يحتوي الاختلاف في الكروم-الفاناديوم والفاناديوم المسمى 50BV30 على البورون ويعمل بشكل أفضل لبعض الأدوات المطروقة على البارد. تسمح إضافة البورون بأن يكون الفولاذ طريًا للتشكيل على البارد، وبعد التشكيل، يمكن أن يصبح شديد الصلابة من خلال المعالجة الحرارية.

إذا كانت لديك أسئلة حول مواد UFmaterials، يُرجى الاتصال بنا.