مدیریت سایت ابزارهای (high-speed-steel) به اختصار HSS نامیده می شوند. این ابزارها به دلیل توانایی خود در ماشینکاری و برش مواد درسرعت های بالا توانسته اند خود را نسبت به سایر ابزارهای قدیمی متمایز کنند. HSS فولاد با سرعت بالا با آلیاژهای پیچیده آهن است که شامل کربن، کروم، وانادیوم، مولیبدن یا تنگستن و در برخی موارد مقدار قابل توجهی از کبالت است. نماهای فولادی با سرعت بالا نیز دارای مقاومت بالا برای نرم شدن در دمای بالا تا 500 درجه سانتیگراد هستند، این باعث می شود که آنها برای استفاده در سرعت های بالا مناسب باشند
فولادهای پرسرعت می توانند بدون از دست دادن سختی خود در حرارت های بالا عملکرد خوبی ارائه می دهند که این خواص را ازترکیبات آلیاژی و کربن بدست می آورند.
تاثیرات آلیاژهای به کار رفته در تولید HSS به شرح ذیل است:
- تنگستن: افزایش خوی و مقاومت در برابر سایش
- وانادیوم: مقاومت ابزار finishing را بهبود می بخشد
- مولیبدن: مقاومت را بهبود می بخشد
- کبالت: افزایش مقاومت در برابر درجه حرارت بالا
از مزیت های دیگر فولاد های پر سرعت HSS روکش نیترید تیتانیوم است که این ماده به دلیل مقاوت در برابر سایش و همچنین مقاومت بالا در برابر خوردگی باعث شده است که سرعت و عمر طولانی تر را برای ابزارهای HSS فراهم آورد.
فولاد های HSS به دلیل استحکام و حساسیت نسبتا کم در برابر نرم شدن در دمای بالا نسبت به سایر ابزارها عملکرد بهتری را ارائه میدهند.
این فولاد در مقایسه با کاربیدها از نظر طول عمر و هزینه و مقاومت عملکرد بهتری ارائه میدهند. اما یکی از محدودیت های HSSها دامنه سرعت کمتر به نسبت کاربید ها است.
کاربرد HSS
کاربرد اصلی فولادهای پر سرعت در ساخت انواع ابزار برش است. تیغه های اره، مته ها، قلاویزها، ابزار کنده کاری و … از جمله ابزاری هستند که با فولاد HSS ساخته می شوند.
فولادهای HSS توانسته اند جایگاهی در ساخت ابزار دستی نیز به دست آورند. در مواردی که چقرمگی نسبتا خوب در سختی بالا به همراه مقاومت به سایش نیاز باشد. مانند ابزارهای برش دستی که لبه ای تیز دارند از فولادهای HSS استفاده می شود. وسایلی مانند چاقوی آشپزخانه، چاقوی جیبی، اسکنه و ….
انواع فولاد HSS
فولادهای سرعت بالا آلیاژهایی هستند که ویژگی های خود را از عناصر آلیاژی که به فولاد کربنی اضافه می شوند به دست می آورند. این آلیاژها عموما تنگستن و مولیبدنم یا ترکیبی از هر دو می باشند. همچنین از برخی عناصر دیگر نیز در ساخت فولادهای HSS استفاده می شود. عناصری ماند کبالت، وانادیوم و کروم. که این امر باعث میشود در سیستم نامگذاری تفاوتهایی بین آنها باشد.
فولادهای سرعت بالا حاوی کبالت
اضافه کردن کبالت مقاومت حرارتی را افزایش میدهد و سختی راکولی بالاتر از 70 را ایجاد می کند.
M35
شبیه به M2 است اما 5 درصد کبالت نیز دارد. M35 با نام فولاد کبالت HSSE یا HSS-E نیز شناخته می شود. برش این فولاد در مقایسه با M2 سریعتر است و عمر بیشتری دارد.
M42
M42 از سری فولادهای پر سرعت مولیبدنوم دار است که در ساختار آن 8 درصد کبالت نیز وجود دارد. از این گرید به طور گسترده در صنایع ساخت فلز استفاده می شود به این جهت که سختی گرم بالاتری در مقایسه با انواع متداول HSS دارد.
فولادهای سرعت بالا حاوی مولیبدنوم
استفاده از ترکیب کروم، تنگستن و مولیبدنوم در فولاد باعث می شود تا انواع مختلفی از فولاد HSS با راکول با سختی 63-65 به دست آید.
M1
این گرید سختی گرم کمتری در مقایسه با M2 دارد اما حساسیتش به شوک هم کمتر است.
M2
M2 گرید استاندارد و پر کاربردترین گرید صنعتی HSS است. میزان کاربید در M2 کم و به طور یکنواخت توزیع شده است و باعث مقاومت سایشی بالا در آن می شود. هر چند حساسیت به کربن زدایی مقداری بالاست. پس از عملیات حرارتی سختی این گرید مانند T1 است اما استحکام خمشی آن می تواند به 4700 MPa برسد. همچنین میزان چقرمگی و پلاستیستیه حرارتی آن تا 50 درصد بهتر از T1 است. از این گرید برای ساخت محدوده ی وسیعی از ابزارها استفاده می شود مانند مته های سوراخکاری، قلاویز و .. . در استاندارد ISO 4957 معادل گرید M2 با شماره 1.3343 مشخص می شود.
M7
M7 برای ساخت ابزار سنیگن تر که انعطاف پذیری و عمر بیشتر حائز اهیمت است به کار برده می شود.
M50
M50 سختی گرم سایر گریدهای HSS را ندارد اما برای مواردی که شکستن مته به دلیل حرکت دریل زیاد است گزینه مناسبی است. از این گرید در بلبرینگ های دمای بالا نیز استفاده می شود. این گرید از فولاد عناصری مانند تنگستن، کروم، وانادیم، کبالت و مولیبدنم را در خود دارد.