فولاد 1.6587

فولاد 1.6587 یا 18CrNiMo6 یک فولاد کم‌کربن آلیاژی از نوع قابل سمانتاسیون
(Case Hardening Steel) است که با ترکیب متوازن کروم، نیکل و مولیبدن طراحی شده تا هم‌زمان استحکام مغزی بالا، چقرمگی عالی و سطحی بسیار سخت و مقاوم در برابر سایش را فراهم کند. نیاز روزافزون صنعت به چگالی توان بالا در سامانه‌های انتقال قدرت—از گیربکس‌های چندمگاواتی توربین‌های بادی گرفته تا درایوترین‌های هوافضا و تجهیزات سنگین معدنی—سبب شده است که تکامل استانداردهای مواد به‌صورت مستمر و دقیق دنبال شود. در چنین کاربردهایی، دوام گیربکس به‌طور مستقیم از رفتار خستگی فولادها تحت بارگذاری چندمحوره و شدید تعیین می‌شود. در این میان، فولاد 18CrNiMo7-6 طبق استانداردهای
EN 10084:2008 و EN ISO 683-3 به‌عنوان نسخه‌ی جدیدتر و بهبودیافته‌ی 18CrNiMo6 (معادل اصلی 1.6587) توسعه یافته است و جایگزین نسل قبلی یعنی 17CrNiMo6 شده است. این تغییر صرفاً یک به‌روزرسانی نام‌گذاری نیست، بلکه نتیجه‌ی سخت‌گیرانه‌تر شدن بازه مجاز عناصر آلیاژی و کاهش پراکندگی قابلیت سخت‌شوندگی (H-band) است تا مقاطع بسیار بزرگ نیز پاسخ یکنواختی به عملیات حرارتی داشته باشند. این موضوع بویژه در سامانه‌هایی مانند گیربکس‌های 8MW توربین‌های بادی که باید 20 تا 25 سال در شرایط سخت اقلیمی و دماهای تا منفی 40 درجه سلسیوس دوام آورند، حیاتی است. بازه بالاتر نیکل (حدود 1.4–1.7%) و مولیبدن در 18CrNiMo7-6 دلیل اصلی برتری آن نسبت به فولادهای سطح‌سخت‌شونده‌ی کم‌آلیاژی‌تر مانند 20MnCr5 و 16MnCr5 است؛ زیرا در مقاطع بزرگ—که قطر چرخ‌دنده‌ها در صنعت انرژی بادی گاه به بیش از 1000 میلی‌متر می‌رسد—سرعت سرد شدن در مغز به‌شدت کاهش می‌یابد و فولادهای کم‌آلیاژ قادر به ایجاد مارتنزیت عمیق در مرکز قطعه نیستند. نتیجه، تشکیل مغزی پرلیتی یا بینیتی و در نهایت شکست تحت تنش‌های تماسی سنگین است. در مقابل، 18CrNiMo7-6 به دلیل نیکل و مولیبدن کافی، قابلیت ایجاد سخت‌شوندگی عمیق داشته و حتی در هسته نیز استحکام تسلیم بالا و شکل‌پذیری مناسبی نشان می‌دهد. در فرآیند سمانتاسیون، سطح فولاد تا حدود 0.8 درصد کربن غنی می‌شود و پس از کوئنچ و تمپر، یک ساختار دوگانه ایجاد می‌شود: سطح بسیار سخت با سختی تا حدود
62 HRC و مغزی چقرمه با استحکام کششی تقریبی 1050 تا 1350 مگاپاسکال، که این ترکیب برای دنده‌ها، شفت‌ها و اجزای تحت بارگذاری شدید ایده‌آل است. [1, 2].

با وجود این مزایا، عملکرد فولاد 18CrNiMo7-6 به شدت وابسته به پاکیزگی فولاد
(Steel Cleanliness)، هندسه و فراوانی آخال‌های غیر فلزی، و دقت فرایندهای حرارتی–ترموشیمیایی است. در سال‌های اخیر، وقوع پدیده‌هایی مانند White Etching Cracks (WEC) و پوسته‌ریزی زیرسطحی (Subsurface Spalling) در دنده‌های صنعتی—خصوصاً در توربین‌های بادی و سامانه‌های هوایی—تمرکز پژوهش‌ها را به سمت ناحیه Very High Cycle Fatigue (بیش از 10⁷ چرخه) سوق داده است؛ جایی که مفهوم کلاسیک «حد خستگی» عملاً بی‌معنی شده و شکست به فرایندی احتمالاتی و کنترل‌شونده توسط ریزنقایص تبدیل می‌شود. همین مسئله باعث شده بررسی پیوند بین رفتار خستگی، کیفیت عملیات حرارتی، مهندسی آخال‌ها، کاربیدهای مرزی، یکنواختی کربن سطح و سلامت لایه سمانته‌شده اهمیت دوچندان پیدا کند. در کنار این ملاحظات، تطابق با استانداردهای بین‌المللی همچنان برقرار است؛ فولاد 18CrNiMo6 در استاندارد DIN همان 1.6587 محسوب می‌شود و در استانداردهای جدیدتر 18CrNiMo7-6 نسخه ارتقایافته آن است، در حالی که BS 820A16 معادل بریتانیایی و SAE 4820 نیز نزدیک‌ترین گرید در استاندارد آمریکا به شمار می‌آید.

همانطور که پیش‌تر گفته شد، فولاد 18CrNiMo6 (که ترکیب شیمیایی آن در ‏جدول 1 آورده شده است) در استاندارد قدیم DIN معادل 1.6587 است و در استانداردهای جدیدتر 18CrNiMo7-6 معادل بهبود یافته آن در نظر گرفته می‌شود. در استاندارد بریتانیایی نیز BS 820A16 به عنوان معادل آن معرفی شده است. فولاد AISI/SAE 4820 نیز با ترکیب شیمیایی متفاوت، معادل آن در استانداردهای آمریکایی است [3].

• ترکیب شیمیایی فولاد 6587 [3].

فولاد 1.6587 / 18CrNiMo6  به‌دلیل ترکیب مهندسی‌شده‌ی کروم، نیکل و مولیبدن از سخت‌پذیری، چقرمگی و پایداری حرارتی بالایی برخوردار است. کربن پایین موجب حفظ نرمی و چقرمگی مغز می‌شود، کروم و مولیبدن عمق سختی‌پذیری و مقاومت سایشی را افزایش می‌دهند، و نیکل چقرمگی و مقاومت ضربه‌ای را در دماهای پایین تقویت می‌کند. این هم‌افزایی سه‌عنصری باعث می‌شود فولاد 18CrNiMo6 با استحکام بالا، مغزی چقرمه و سطح بسیار سخت، یکی از بهترین انتخاب‌ها برای دنده‌ها و قطعات سنگین تحت بارهای زیاد باشد. در کنار این ویژگی‌های آلیاژی، در کاربردهای مدرن که عمر خستگی در مقیاس گیگاسیکل مطرح است، صرف ترکیب شیمیایی کافی نیست و پاکیزگی فولاد و مهندسی آخال‌ها اهمیت تعیین‌کننده پیدا می‌کند؛ زیرا آخال‌های غیر فلزی مانند آلومینا، اسپینل‌ها و آخال‌های پیچیده کلسیمی، محل اصلی شروع ترک در خستگی بسیار سنگین هستند. اندازه و موقعیت این آخال‌ها نقش حیاتی دارد؛ آخال‌های کوچک معمولاً بی‌خطرند اما آخال‌های بزرگ‌تر در ناحیه زیرسطحی ۳/۴ شعاع قطعه عامل اصلی شکست‌های «چشم‌ماهی» هستند. علاوه‌براین، کنترل شکل آخال‌های سولفیدی و جلوگیری از ایجاد رگه‌های MnS برای دستیابی به خواص ایزوتروپیک ضروری است، و در گریدهای IQ با کاهش گوگرد یا اصلاح شکل سولفیدها این مشکل رفع می‌شود.

از سوی دیگر، میکروآلیا‌ژسازی هدفمند با Nb نقش مهمی در پایداری دانه‌های آستنیت در دماهای بالای کربن‌دهی دارد؛ زیرا رسوبات Nb(C,N) با ایجاد اثر Zener از رشد دانه غیرعادی جلوگیری کرده و یکنواختی ساختار و پایداری خواص را تضمین می‌کنند. مولیبدن نیز علاوه بر افزایش سختی‌پذیری، با مهار تردی تمپر و جلوگیری از تجمع ناخالصی‌ها در مرزدانه‌ها مخصوصاً در قطعات بزرگ مؤثر است. در مجموع، عملکرد واقعی فولاد 18CrNiMo6 نتیجه هم‌افزایی بین طراحی آلیاژی، کنترل دقیق آخال‌ها، مهندسی ریزساختار و فرآیندهای حرارتی است؛ ترکیبی که این فولاد را برای دنده‌های سنگین، شفت‌های باربر و قطعات تحت بارگذاری چندمحوره به گزینه‌ای ممتاز در صنایع توان بالا تبدیل می‌کند [4, 5].

فولاد 1.6587 / 18CrNiMo6 معمولاً در حالت آنیل نرم (+A) با سختی حدود 170–200 HB (حداکثر 229 HBW) عرضه می‌شود تا ماشین‌کاری‌هایی مانند تراش و فرزکاری به‌راحتی انجام شود، هرچند در شرایط ویژه‌ی +FP (فریت–پرلیت تمپرشده) سختی کمتر و ماشین‌کاری بهتری دارد. پس از سمانتاسیون، کوئنچ و تمپر، این فولاد ساختاری دوگانه پیدا می‌کند: سطح بسیار سخت (58–63 HRC) و مغزی چقرمه با سختی 35–45 HRC که استحکام کششی آن به 1080–1320 N/mm² و تنش تسلیم به حدود 785 N/mm² می‌رسد. این مغزی مستحکم در مقایسه با فولادهای معمولی مانع از تغییر شکل یا ترک زیرسطحی در شرایط بارگذاری سنگین می‌شود و دوام و مقاومت عالی در قطعاتی مانند دنده‌ها و شفت‌های تحت تنش بالا ایجاد می‌کند.

خواص نهایی فولاد 1.6587 ذاتی نیستند و تنها از طریق یک چرخه‌ی دقیق و چندمرحله‌ای عملیات حرارتی ایجاد می‌شوند؛ چرخه‌ای که شامل نرماله‌کردن در 860–925 درجه سلسیوس برای اصلاح اندازه دانه، آنیل نرم در 650–700 درجه سلسیوس برای رسیدن به سختی مناسب ماشین‌کاری، و سپس مراحل سنگین‌تر مانند سمانتاسیون، سختکاری هسته و سختکاری لایه می‌باشد. در مرحله سمانتاسیون، دماهای 880–980 درجه سلسیوس باعث نفوذ کربن شده و پس از کوئنچ، لایه‌ای سخت و مارتنزیتی با عمق قابل کنترل شکل می‌گیرد. اما این دماهای بسیار بالا می‌توانند باعث رشد دانه‌های آستنیت شوند؛ بنابراین چرخه‌ی استاندارد شامل دو مرحله کوئنچ مجزا است: نخست «سختکاری هسته» در 830–870 درجه سلسیوس برای ریزدانه‌سازی مجدد هسته کم‌کربن، و سپس «سختکاری لایه» در 780–820 درجه سلسیوس برای سخت‌کردن لایه‌ی پرکربن بدون آسیب‌زدن به هسته اصلاح‌شده. پژوهش‌های جدید نشان داده‌اند که اجرای سیکل‌های چندگانه کوئنچ–تمپر (CQT) می‌تواند اندازه دانه آستنیت را از حدود 14.8 میکرون به 5 میکرون کاهش داده و چقرمگی ضربه را تا حدود 172 J/cm² افزایش دهد. این ساختار چندمرحله‌ای حرارتی هم‌چنین برای مقابله با پدیده‌هایی مانند «باندینگ» در فورج‌کاری ضروری است؛ باندهایی که در اثر جدایش دندریتی و تغییر دمای تحول (A_r3) ایجاد شده و موجب ناهمگنی و کاهش مقاومت شکست در جهت عرضی می‌شوند. کاهش این باندینگ معمولاً از طریق نرماله‌کردن سریع و یا همگن‌سازی در دماهای بالاتر از 1200 درجه سلسیوس انجام می‌شود. در لایه سمانته نیز مقدار آستنیت باقیمانده (RA) نقش کلیدی دارد؛ مقادیر متوسط آن باعث بهبود رفتار خستگی تماسی می‌شود، در حالی‌که RA بالا باعث کاهش سختی و ناپایداری ابعادی در دماهای کاری بالاتر از 150 درجه سلسیوس خواهد شد. به‌همین دلیل، عملیات کریوژنیک در محدوده -80 تا -196 درجه سلسیوس به‌کار می‌رود تا RA را به مارتنزیت تبدیل کند، ولی چون این مارتنزیت ترد است، مرحله تمپر نهایی برای جلوگیری از شکنندگی ضروری است. برای کاربردهای فوق‌بحرانی، عملیات حرارتی چرخه‌ای (CQT) به‌عنوان یک تکنیک پیشرفته برای ریزکردن شدید دانه‌های آستنیت به‌کار گرفته می‌شود؛ فرآیندی که طی چندین چرخه حرارت‌دهی سریع و کوئنچ کوتاه، هسته‌زایی مکرر دانه‌های جدید را فعال کرده و رشد آنها را محدود می‌کند. این رویکرد قادر است اندازه دانه را تا حدود یک‌سوم کاهش داده و همزمان استحکام و چقرمگی را افزایش دهد، بدون آنکه افت شکل‌پذیری رخ دهد. تمام این مراحل در کنار راهکارهای نوین مانند سایکل‌های حرارتی سریع برای ریزدانه‌سازی بیشتر (افزایش استحکام از 1100 به 1154 MPa و افزایش چقرمگی از 159 به 172 J/cm²) چارچوب ریزساختاری مطلوب فولاد 1.6587 را شکل می‌دهند [6].

فولاد 1.6587 به‌عنوان زیرلایه‌ای برای ایجاد سطوح با عملکرد بالا طراحی شده و قابلیت به‌کارگیری گسترده‌ای در فرایندهای مهندسی سطح پیشرفته دارد. مهم‌ترین روش، سمانتاسیون (Carburizing) در دمای 880–980 درجه سلسیوس است که کربن را به سطح نفوذ داده و پس از کوئنچ، لایه‌ای مارتنزیتی با سختی 58–63 HRC و عمق قابل کنترل تا حدود 4 میلی‌متر ایجاد می‌کند. در این میان، سمانتاسیون در خلأ یا پلاسما نسبت به روش گازی برتری دارد زیرا از اکسیداسیون درونی و افت عمر خستگی جلوگیری می‌کند. افزایش دمای فرآیند، زمان را کاهش می‌دهد و مقاومت سایشی را بهبود می‌بخشد، اما به رشد دانه‌های آستنیت منجر می‌شود، بنابراین کنترل دقیق عملیات حرارتی بعدی اهمیت زیادی دارد. در همین چارچوب، صنعت امروز بین دو رویکرد اصلی تقسیم شده است: سمانتاسیون گازی متداول و سمانتاسیون خلأ (LPC) که به‌سرعت در حال تبدیل شدن به استاندارد صنعتی است. در روش گازی، کنترل فرآیند بر پایه پتانسیل کربن (C_p) انجام می‌شود؛ مرحله Boost با C_p بالا گرادیان تند نفوذ را ایجاد کرده و مرحله Diffuse با C_p پایین مانع تشکیل شبکه کاربیدی می‌شود. با این حال، حضور گونه‌های اکسیژنی مانند CO₂ و H₂O باعث ایجاد لایه اکسیداسیون درونی (IGO) در عمق 10–30 میکرون می‌شود که غلظت عناصر Cr، Mn و Si را کاهش داده و موجب تشکیل محصولات نرم به‌جای مارتنزیت می‌گردد؛ لایه‌ای که مانند یک ناتچ عمل کرده و استحکام خستگی را تا 30% کاهش می‌دهد و ازاین‌رو در اغلب موارد باید طی سنگ‌زنی حذف شود [7, 8].

روش دیگر، نیتراسیون (Nitriding) در دمای پایین‌تر (400–550°C) است که لایه‌های بسیار سخت نیتریدی ایجاد می‌کند. در فولادهای آلیاژی مانند 1.6587، نیتراسیون پلاسما نسبت به نوع گازی برتری دارد زیرا سطح را به‌طور خودکار تمیز کرده و نفوذ یکنواخت‌تری ایجاد می‌کند. این فرآیند دو ناحیه متمایز پدید می‌آورد: لایه ترکیبی فوق‌سخت و لایه نفوذی زیرین. در کنار این روش‌ها، سمانتاسیون خلأ (LPC) به دلیل محیط عاری از اکسیژن، به‌طور کامل پدیده IGO را حذف کرده و امکان انجام فرآیند در دماهای بسیار بالاتر (980–1050°C) را فراهم می‌کند؛ دماهایی که ضریب نفوذ کربن را به‌طور نمایی افزایش داده و زمان فرآیند را تا بیش از 50٪ کاهش می‌دهند. افزایش دما همچنین انحلال‌پذیری کربن را بالا برده و سرعت نفوذ را بیشتر می‌کند. نوآوری‌هایی مانند PreNitLPC با ایجاد رسوبات پایدار نیتریدی از رشد دانه در این دماها جلوگیری کرده و ساختار ریزدانه را حفظ می‌کنند. در هر دو روش، کنترل دقیق پروفیل کربن اهمیت حیاتی دارد؛ مقدار کربن سطح معمولاً در محدوده 0.65–0.75٪ تنظیم می‌شود تا از تشکیل آستنیت باقی‌مانده بیش از حد یا شبکه کاربیدی جلوگیری گردد.

در مرحله‌ی نهایی، عملیات مکانیکی سطحی مانند شات پینینگ (Shot Peening) نقش کلیدی در افزایش عمر خستگی دارد. برخورد ساچمه‌ها لایه‌ای از تنش فشاری پسماند (CRS) تا حدود 1460 MPa ایجاد می‌کند که از رشد ترک‌های خستگی جلوگیری می‌نماید. همچنین این فرایند باعث تبدیل آستنیت باقی‌مانده به مارتنزیت تازه و سخت‌تر شدن سطح می‌شود، که در نتیجه بهبود چشمگیری در مقاومت خستگی و پایداری عملکرد ایجاد می‌کند. در کاربردهای پیشرفته، شات‌پینینگ با پوشش‌دهی 200٪ و شدت کنترل‌شده انجام می‌شود تا عمق مناسب CRS ایجاد شود بدون آنکه زبری سطح یا ترک‌های میکروسکوپی افزایش یابد. در فولاد 1.6587 که معمولاً پس از سمانتاسیون 15–25٪ آستنیت باقی‌مانده دارد، این تبدیل کرنش‌زای آستنیت به مارتنزیت باعث افزایش محسوس سختی و ایجاد تنش‌های فشاری پایدار می‌شود.

در نهایت، فرایندهای تکمیلی مانند سخت‌کاری لیزری برای ترمیم موضعی، پوشش‌های PVD/CVD (TiN, CrN, TiAlN) برای افزایش مقاومت سایشی، و آبکاری کروم سخت برای حفاظت هم‌زمان در برابر سایش و خوردگی به‌کار می‌روند. همچنین، فرایند صیقل شیمیایی-مکانیکی (CMP) با حذف خراش‌ها و ناصافی‌های میکروسکوپی، زبری سطح را تا کمتر از 1 نانومتر کاهش داده و موجب بهبود قابل توجه در عمر خستگی، روانکاری و مقاومت به خوردگی می‌شود. در نسخه‌های صنعتی CMP از اسلاری‌های مبتنی بر اسید سیتریک و H₂O₂ استفاده می‌شود که با اکسیداسیون سطح و تشکیل کمپلکس‌های محلول، لایه‌های اکسیدی را به‌طور یکنواخت برمی‌دارند و سرعت برداشت ماده تا حدود 514 nm/min گزارش شده است. حاصل این مجموعه فناوری‌های عملیات حرارتی، مکانیکی و پوششی، تبدیل فولاد 1.6587 به یکی از پیشرفته‌ترین فولادهای مهندسی برای قطعات حیاتی مانند چرخ‌دنده‌های سنگین، شفت‌های باربر و سامانه‌های تحت بارگذاری شدید است.[9, 10].

فولاد 1.6587 به دلیل سختی سطحی بالا (58–63 HRC)، استحکام مغزی زیاد (35–45 HRC) و وجود تنش‌های فشاری پسماند ناشی از عملیات سخت‌کاری و شات پینینگ، دارای مقاومت خستگی بسیار عالی است. در قطعات با بارگذاری‌های سیکلی سنگین مانند چرخ‌دنده و شافت، ترک‌های خستگی معمولاً از سطح آغاز می‌شوند، اما در ناحیه‌ی خستگی بسیار بالا (VHCF) شکست‌ها اغلب در زیرسطح و از ناخالصی‌های غیر فلزی ریز (اکسیدی یا سولفیدی) شروع می‌شوند. به همین دلیل، برای کاربردهای بحرانی مانند تجهیزات هوافضا یا توربین‌های بادی، از نسخه‌های بسیار تمیز فولاد مانند IQ-Steel استفاده می‌شود که از طریق فرآیندهای بازذوب ویژه، خلوص بالاتر و توزیع یکنواخت‌تر ناخالصی‌ها را فراهم می‌سازند و عمر خستگی را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهند [11-13].

مقاومت سایش این فولاد به ساختار مارتنزیتی و سختی بالای سطحی آن وابسته است و با عملیات‌هایی مانند کربوریزه کردن دقیق، نیتراسیون و پوشش‌های PVD/CVD (مانند CrN) قابل بهبود است. بااین‌حال، مقاومت خوردگی آن ذاتی ضعیف است و نیاز به محافظت دارد؛ لایه‌ی نیتریدی، پوشش کروم سخت یا صیقل شیمیایی-مکانیکی می‌توانند از زنگ‌زدگی جلوگیری کنند. از نظر مقاومت حرارتی و خزش، حضور مولیبدن پایداری خوبی تا حدود 440 درجه سلسیوس ایجاد می‌کند، اما در دماهای بالاتر ساختار مارتنزیتی بیش از حد تمپر شده و استحکام و سختی به‌سرعت کاهش می‌یابد [14, 15].

فولاد 1.6587 یک فولاد آلیاژی پیشرفته و پرهزینه است که برای قطعات بسیار تحت تنش مانند چرخ‌دنده‌های توربین‌های بادی، شافت‌ها، یاتاقان‌های سنگین و سامانه‌های انتقال هوافضا به کار می‌رود. ترکیب کروم، نیکل و مولیبدن، همراه با عملیات حرارتی دقیق، به آن سختی سطحی بالا، چقرمگی مغزی قوی و پایداری خستگی ممتاز می‌دهد. در صنعت انرژی بادی، این فولاد نقش حیاتی دارد، زیرا هر خرابی گیربکس در یک توربین دریایی می‌تواند صدها هزار دلار هزینه ایجاد کند. چالش اصلی در این کاربرد، ترک‌های سفید (WEC) است که به لغزش موضعی، نفوذ هیدروژن و جریان‌های الکتریکی نسبت داده می‌شود؛ به همین دلیل صنعت به سمت فولادهای فوق‌پاک با کیفیت ایزوتروپیک (IQ)، تقویت تنش فشاری سطحی از طریق شات‌پینینگ، و کنترل دقیق متالورژی سطحی حرکت کرده است. در هوافضا نیز این فولاد به دلیل نسبت توان به وزن مطلوب استفاده می‌شود، اما حساسیت آن به پدیده «خردشدگی پوسته» نیازمند کنترل بسیار دقیق عمق پوسته، پروفیل سختی و انجام بازرسی صددرصدی برای سوختگی سنگ‌زنی و عیوب زیرسطحی است.

با وجود هزینه بالای عناصر آلیاژی و پیچیدگی عملیات‌های چندمرحله‌ای، عملکرد واقعی 18CrNiMo6 توسط کیفیت ذوب، شرایط سطحی و معماری ریزساختار تعیین می‌شود. برای رسیدن به عمر خستگی گیگاسایکل، حذف آخال‌های بزرگ‌تر از 20 میکرون حیاتی است؛ از این‌رو استفاده از ESR/VAR و گریدهای Isotropic Quality در کاربردهای بحرانی الزامی شده است. روند صنعتی نیز به سمت کربوره‌کاری خلأ (LPC) پیش می‌رود تا لایه مضر اکسید داخلی حذف شود، هرچند این روش نیازمند ریزآلیاژسازی با Nb برای جلوگیری از رشد دانه است. همچنین ترکیب کربوره‌کاری، عملیات‌حرارتی سرمایشی عمیق برای مدیریت آستنیت باقی‌مانده، و شات‌پینینگ برای ایجاد تنش فشاری مؤثر، یک سد قدرتمند در برابر جوانه‌زنی ترک ایجاد می‌کند. در کنار این موارد، طراحان باید به «اثر جرم» توجه کنند؛ زیرا خواص مغزی در مقاطع بزرگ کاهش می‌یابد و بی‌توجهی به این موضوع می‌تواند به شکست‌های زیرپوسته‌ای منجر شود. با فشار روزافزون صنعت انرژی و هوافضا برای افزایش چگالی توان و عمر سرویس، انتظار می‌رود توسعه این آلیاژ به سوی ریزساختارهای بینیتی نانومقیاس و طراحی‌های مقاوم در برابر هیدروژن حرکت کند.

مراجع

[1]     Heat-treatable steels, alloy steels and free-cutting steels — Part 3: Case-hardening steels, EN ISO 683-3, I. O. f. S. (ISO), Geneva, 2022.

[2]     Case hardening steels — Technical delivery conditions, E. C. f. S. (CEN), Brussels, 2008.

[3]     C. W. Wegst, Stahlschlüssel = Key to Steel, 16 ed. Marbach: Verlag Stahlschlüssel Wegst GmbH, 1992.

[4]     J. Gleinig, A. Weidner, J. Fruhstorfer, C. G. Aneziris, O. Volkova, and H. Biermann, “Characterization of nonmetallic inclusions in 18CrNiMo7-6,” Metallurgical and Materials Transactions B, vol. 50, no. 1, pp. 337–356, 2019.

[5]     M. M. A. Bepari and K. M. Shorowordi, “Effects of molybdenum and nickel additions on the structure and properties of carburized and hardened low carbon steels,” Journal of materials processing technology, vol. 155, pp. 1972–1979, 2004.

[6]     Y. Xie, Q. Wang, Z. Chen, X. Wu, H. Liu, and Z. Wang, “Recrystallization Mechanism and Processing Map of 18CrNiMo7-6 Alloy Steel during Hot Deformation,” Metals, vol. 12, no. 5, p. 838, 2022. [Online]. Available: https://www.mdpi.com/2075-4701/12/5/838.

[7]     Y. Yuan et al., “Effect of the Carburizing Process on the Microstructure and Properties of 18CrNiMo7-6 Steel,” in Advances in Machinery, Materials Science and Engineering Application X: IOS Press, 2024, pp. 328–333.

[8]     P. Kochmański et al., “Influence of Chemical Composition on Structure and Mechanical Properties of Vacuum-Carburized Low-Alloy Steels,” Materials, vol. 17, no. 2, p. 515, 2024. [Online]. Available: https://www.mdpi.com/1996-1944/17/2/515.

[9]     W. Peng, Y. Gao, L. Jiang, J. Liu, and L. Qian, “Attaining ultra-smooth 18CrNiMo7-6 case hardening steel surfaces with chemical mechanical polishing,” Lubricants, vol. 10, no. 9, p. 199, 2022.

[10]   F. Klocke, D. Lung, S. E. Cordes, and K. Gerschwiler, “Performance of PVD-coatings on cutting tools for machining Inconel 718, austenitic steel and quenched and tempered steel,” 2008.

[11]   S. Yang et al., “Very high cycle fatigue properties of 18CrNiMo7-6 carburized steel with gradient hardness distribution,” Coatings, vol. 11, no. 12, p. 1482, 2021.

[12]   K. Burkart and J. Eisenträger, “Comprehensive analysis of very high cycle fatigue and crack propagation in 18CrNiMo7-6 gear steel for aerospace applications,” Engineering Fracture Mechanics, p. 111277, 2025.

[13]   L. Wu, Y. Lv, Y. Zhang, A. Li, and V. Ji, “Contact Fatigue Behavior Evolution of 18CrNiMo7-6 Gear Steel Based on Surface Integrity,” Metals, vol. 13, no. 9, p. 1605, 2023. [Online]. Available: https://www.mdpi.com/2075-4701/13/9/1605.

[14]   Z. Liu, P. Tang, J. Li, L. Liang, and L. Li, “Microstructure and performance evolution of 18CrNiMo7–6 alloy steel under ultrasonic rolling and sliding wear properties,” Materials Characterization, p. 115193, 2025.

[15]   C. Li et al., “A Comparative Study on the Wear Resistance of CrNiMo Cast Steels Under Dynamic Load and Ring Block Conditions,” Metals, vol. 14, no. 12, p. 1409, 2024. [Online]. Available: https://www.mdpi.com/2075-4701/14/12/1409.