فولاد 2363

فولاد 1.2363 یک فولاد ابزار سردکار آلیاژی عملیات‌ حرارتی‌پذیر است که بر اساس استاندارد DIN تعریف شده و در سیستم AISI با نام A2 شناخته می‌شود. این فولاد به‌دلیل تعادل مطلوب میان سختی‌پذیری، چقرمگی، مقاومت سایشی و پایداری ابعادی، جایگاه ویژه‌ای در صنایع ساخت ابزارهای دقیق، بلنکینگ، برش و شکل‌دهی سرد به خود اختصاص داده است. با پیشرفت فناوری‌های تولید و افزایش بارهای مکانیکی و تریبولوژیکی وارد بر ابزارها، نیاز به فولادهایی با رفتار قابل پیش‌بینی در عملیات حرارتی و حداقل اعوجاج ابعادی بیش از پیش اهمیت یافته است؛ ویژگی‌هایی که فولاد 1.2363 به‌طور هم‌زمان آن‌ها را تأمین می‌کند.

از منظر متالورژیکی، فولاد 1.2363 در ناحیه‌ای میانی میان فولادهای سخت‌شونده در روغن مانند AISI O1 و فولادهای پرکربن و پرکروم لدبوریتی نظیر AISI D2 قرار می‌گیرد. در حالی که فولادهای گروه O از ماشین‌کاری‌پذیری مناسب ولی سختی‌پذیری و پایداری ابعادی محدود برخوردارند و فولادهای گروه D با وجود مقاومت سایشی بالا، چقرمگی کمتری دارند، فولاد A2 با ترکیب شیمیایی متعادل خود نقش پلی میان این دو گروه را ایفا می‌کند. همین ویژگی سبب شده است که این فولاد برای ابزارهایی که به‌طور هم‌زمان تحت سایش، ضربه و بارگذاری چرخه‌ای قرار دارند، گزینه‌ای مطلوب باشد.

ویژگی شاخص فولاد 1.2363 قابلیت سخت‌شوندگی در هوا است. حضور حدود ۵ درصد کروم به‌همراه مولیبدن، سینتیک تحولات فازی سیستم آهن–کربن را تغییر داده و با جابه‌جایی نمودارهای TTT، تشکیل فازهای نفوذی مانند فریت و پرلیت را به تأخیر می‌اندازد. در نتیجه، حتی با نرخ‌های سرمایش نسبتاً آهسته نیز ریزساختار مارتنزیتی حاصل می‌شود. این رفتار متالورژیکی منجر به کاهش تنش‌های پسماند، اعوجاج حرارتی و خطر ترک‌خوردگی در ابزارهای با هندسه پیچیده می‌گردد.

در زنجیره‌ی تأمین جهانی فولادهای ابزار، شناسایی دقیق گریدهای آلیاژی و تطبیق صحیح آن‌ها با استانداردهای مرجع، نقش تعیین‌کننده‌ای در تضمین کیفیت، یکنواختی خواص و قابلیت اطمینان عملکرد ابزارها دارد. فولاد 1.2363 به‌طور رسمی در استاندارد اروپایی EN ISO 4957 با نام X100CrMoV5 به‌عنوان یک فولاد ابزار سردکار آلیاژی تعریف شده است و در بسیاری از کاربردهای صنعتی به‌عنوان یکی از گریدهای مرجع در این خانواده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این استاندارد، محدوده‌های ترکیب شیمیایی، الزامات کیفی و طبقه‌بندی عملکردی فولادهای ابزار را مشخص کرده و چارچوب اصلی شناسایی فولاد 1.2363 در بازار اروپا را فراهم می‌سازد [1].

در سیستم نام‌گذاری آمریکایی، فولاد 1.2363 معادل AISI A2 بوده و مشخصات آن عمدتاً در استانداردهایی نظیر ASTM A681 تعریف می‌شود. در این طبقه‌بندی، A2 به‌عنوان یک فولاد ابزار سردکار با سخت‌شوندگی در هوا و آلیاژ متوسط شناخته می‌شود. اگرچه از منظر کاربردی، فولادهای AISI A2 و DIN 1.2363 معادل یکدیگر تلقی می‌شوند، اما تفاوت‌های جزئی در محدوده مجاز عناصر آلیاژی میان این استانداردها وجود دارد که می‌تواند بر برخی جنبه‌های متالورژیکی اثرگذار باشد. به‌عنوان نمونه، دامنه مجاز عنصر وانادیوم در استاندارد DIN معمولاً محدودتر از بازه تعریف‌شده در استاندارد ASTM است؛ موضوعی که می‌تواند بر رفتار رسوب‌گذاری کاربیدها در حین تمپرینگ یا پاسخ فولاد به عملیات‌های نفوذی مانند نیتراسیون تأثیر بگذارد [2].

در استاندارد ژاپنی JIS، این فولاد با نام SKD12 شناخته می‌شود و در رده فولادهای ابزار آلیاژی سردکار قرار می‌گیرد. اگرچه الزامات کلی عملکردی این گرید با 1.2363 و AISI A2 هم‌راستا است، اما تفاوت‌های جزئی در فلسفه استانداردسازی و تلرانس‌های ترکیب شیمیایی ممکن است منجر به تغییرات محدود در ریزساختار نهایی پس از عملیات حرارتی شود.

در کاربردهای عمومی صنعتی، این اختلافات معمولاً تأثیر محسوسی بر عملکرد نهایی ابزار ندارند؛ با این حال، در کاربردهای حساس نظیر ابزارهای دقیق خودرویی یا قطعات با تلرانس‌های ابعادی بسیار محدود، بررسی دقیق گواهی آنالیز شیمیایی و شرایط ذوب کارخانه نسبت به اتکا صرف به نام گرید، امری ضروری تلقی می‌شود.

عملکرد فولاد 1.2363 شامل سختی‌پذیری، مقاومت سایشی و چقرمگی، به‌طور مستقیم از طراحی شیمیایی و معماری متالورژیکی این آلیاژ ناشی می‌شود. این فولاد در رده فولادهای ابزار سردکار هیپریوتکتوئید قرار دارد و حضور عناصر کاربیدساز در آن به‌گونه‌ای تنظیم شده است که تعادلی پایدار میان استحکام، دوام سایشی و پایداری ریزساختاری ایجاد شود. چنین ترکیبی امکان دستیابی به ریزساختاری را فراهم می‌کند که هم از نظر مکانیکی مقاوم است و هم در برابر بارگذاری‌های تریبولوژیکی شدید، رفتار قابل اعتمادی از خود نشان می‌دهد.

• ترکیب شیمیایی فولاد 2363 [1, 3].

کربن به‌عنوان عامل اصلی سخت‌شوندگی، نقش محوری در تعیین خواص این فولاد ایفا می‌کند. در حین آستنیته شدن، بخشی از کربن در شبکه آستنیت حل می‌شود و پس از سردسازی، با به‌دام افتادن در ساختار، باعث تشکیل مارتنزیت تتراگونال و ایجاد سختی بالا می‌گردد. بخش باقی‌مانده کربن با عناصر آلیاژی پیوند یافته و کاربیدهایی را تشکیل می‌دهد که به‌عنوان فازهای سخت، مقاومت سایشی فولاد را تضمین می‌کنند. مقدار و نحوه توزیع این کاربیدها به‌گونه‌ای است که بدون ایجاد تردی بیش از حد، سختی بالا و رفتار پایدار در سرویس حاصل شود.

در این میان، کروم نقش تعیین‌کننده‌ای در رفتار سخت‌شوندگی فولاد 1.2363 دارد. این عنصر با به‌تعویق انداختن تحولات نفوذی آستنیت، امکان تبدیل مستقیم به مارتنزیت را حتی در نرخ‌های سرمایش نسبتاً کند فراهم می‌سازد و بدین ترتیب، سخت‌شوندگی در هوا محقق می‌شود. علاوه بر این، کروم با تشکیل کاربیدهای آلیاژی سخت و نسبتاً یکنواخت، مقاومت فولاد در برابر سایش ساینده را افزایش می‌دهد، در حالی که اندازه و توزیع مناسب این کاربیدها مانع افت شدید چقرمگی می‌شود. حضور کروم همچنین مقاومت فولاد در برابر اکسیداسیون را نسبت به فولادهای ساده کربنی بهبود می‌بخشد، هرچند این میزان برای ایجاد خاصیت ضدزنگ کافی نیست.

مولیبدن با کروم به‌صورت هم‌افزا عمل کرده و با افزایش سختی‌پذیری در عمق، یکنواختی ریزساختار را در مقاطع ضخیم تضمین می‌کند. این عنصر در مراحل تمپرینگ، با تشکیل کاربیدهای ثانویه‌ی پایدار، از افت سختی در دماهای کاری بالاتر جلوگیری کرده و پایداری حرارتی فولاد را ارتقا می‌دهد. در کنار آن، وانادیم با تشکیل کاربیدهای بسیار پایدار در مرز دانه‌ها، از رشد دانه‌های آستنیتی جلوگیری کرده و بدین ترتیب، چقرمگی فولاد در حالت سخت‌شده حفظ می‌شود. همین کاربیدهای وانادیمی، به‌دلیل سختی بسیار بالا، سهم قابل توجهی در افزایش مقاومت سایشی دارند [4].

در نهایت، منگنز و سیلیسیم با ایفای نقش در اکسیژن‌زدایی مذاب، پایدارسازی آستنیت و تقویت محلولی زمینه، به بهبود رفتار متالورژیکی فولاد در حین عملیات حرارتی کمک می‌کنند. برهم‌کنش هماهنگ این عناصر آلیاژی سبب می‌شود فولاد 1.2363 ترکیبی متوازن از سختی، چقرمگی و پایداری ابعادی را ارائه دهد و به همین دلیل، به‌عنوان یکی از فولادهای مرجع در کاربردهای ابزار سردکار با الزامات عملکردی بالا شناخته شود.

درک دقیق تحولات فازی و تکامل ریزساختار فولاد 1.2363 در طول فرآیندهای تولید و عملیات حرارتی، نقش اساسی در بهینه‌سازی خواص مکانیکی و عملکردی آن ایفا می‌کند. در حالت تحویل (آنیل نرم)، ریزساختار این فولاد از زمینه‌ای فریتی تشکیل شده است که در آن کاربیدهای کروی‌شده به‌صورت یکنواخت توزیع شده‌اند؛ این کاربیدها عمدتاً از نوع غنی از کروم بوده و همراه با مقادیر کمتری از کاربیدهای غنی از مولیبدن و وانادیم حضور دارند. مورفولوژی کروی این کاربیدها با کاهش سختی و کاهش اثر ساینده بر ابزار برش، ماشین‌کاری‌پذیری مناسبی را فراهم می‌کند. با افزایش دما در مرحله آستنیته شدن، زمینه فریتی به آستنیت با ساختار مکعبی مرکزپر تبدیل می‌شود و بخشی از کاربیدها حل شده و آستنیت را از کربن و عناصر آلیاژی غنی می‌سازند؛ با این حال، برخلاف فولادهای ساده کربنی، بخشی از کاربیدهای آلیاژی پایدار در این فولاد حل‌نشده باقی می‌مانند که این امر هم از رشد دانه‌های آستنیتی جلوگیری کرده و هم فازهای اصلی مقاوم به سایش را در ریزساختار نهایی تأمین می‌کند. سردسازی پس از آستنیته شدن باید به‌گونه‌ای انجام شود که از تشکیل پرلیت جلوگیری کند، اما در عین حال شوک حرارتی حداقلی ایجاد نماید؛ در این شرایط، با عبور دما از نقطه شروع مارتنزیت، آستنیت به مارتنزیت تبدیل می‌شود. به‌دلیل ماهیت آلیاژی فولاد، دمای پایان تحول مارتنزیتی معمولاً پایین‌تر از دمای محیط قرار دارد و در نتیجه، بخشی از آستنیت به‌صورت آستنیت باقیمانده در ریزساختار باقی می‌ماند که ناپایدار بوده و می‌تواند در اثر تنش یا در حین سرویس به مارتنزیت تبدیل شود و موجب ناپایداری ابعادی یا ترک‌خوردگی گردد؛ ازاین‌رو، کنترل آستنیت باقیمانده از طریق تمپرینگ و در صورت لزوم، عملیات برودتی اهمیت ویژه‌ای دارد. در محصولات نوردشده، جدایش کاربیدی به‌صورت نوارها یا رشته‌هایی در راستای جهت تغییر شکل ممکن است مشاهده شود که می‌تواند منجر به ناهمسانگردی خواص، به‌ویژه کاهش چقرمگی در جهت عرضی گردد؛ هرچند فولاد 1.2363 نسبت به فولادهای پرکربن‌تر توزیع کاربیدی یکنواخت‌تری دارد، اما در مقاطع بزرگ همچنان این پدیده قابل توجه است و به همین دلیل، روش‌های پیشرفته تولید مانند ذوب مجدد سرباره‌ای یا شکل‌دهی پاششی برای بهبود یکنواختی ریزساختار و افزایش چقرمگی همسانگرد مورد توجه قرار می‌گیرند [5].

عملیات حرارتی فولاد 1.2363 یک فرآیند کاملاً دقیق و حساس است و هرگونه انحراف در دما یا زمان می‌تواند تعادل میان سختی، چقرمگی و پایداری ابعادی را به‌طور قابل‌توجهی تغییر دهد. این فرآیند معمولاً با تنش‌زدایی پس از ماشین‌کاری خشن آغاز می‌شود، به‌طوری‌که قطعه به‌آرامی تا بازه 650 تا 700 درجه سلسیوس گرم شده، متناسب با ضخامت مقطع برای چند ساعت در این دما نگه داشته می‌شود و سپس به‌صورت کنترل‌شده تا حدود 500 درجه سلسیوس در داخل کوره سرد شده و در ادامه در هوا خنک می‌گردد تا تنش‌های پسماند بدون تغییر فازی کاهش یابد. مرحله سخت‌کاری با پیش‌گرم تدریجی، معمولاً در دو پله حدود 650 درجه سلسیوس و سپس 850 درجه سلسیوس، انجام می‌شود تا از شوک حرارتی جلوگیری شود و پس از آن آستنیته‌سازی در بازه 930 تا 970 درجه سلسیوس (معمولاً 950 تا 960 درجه سلسیوس) صورت می‌گیرد؛ زمان ماندن در این مرحله محدود نگه داشته می‌شود تا از رشد دانه‌ها و افزایش آستنیت باقیمانده جلوگیری شود و حفاظت سطحی در برابر دکربوره‌شدن با استفاده از کوره خلأ یا گاز محافظ ضروری است. سردسازی می‌تواند به‌صورت کوئنچ گازی پرفشار در خلأ، دمش هوای کنترل‌شده یا در مقاطع ضخیم‌تر به‌صورت کوئنچ روغنی مرحله‌ای تا حدود 500 درجه سلسیوس و سپس هواخنک انجام شود، در حالی‌که برای حداقل‌سازی اعوجاج، مارتِمپرینگ با حمام نمک در دمایی نزدیک به 200 تا 250 درجه سلسیوس یکی از بهینه‌ترین روش‌ها محسوب می‌شود. پس از سخت‌کاری، انجام تمپرینگ دو مرحله‌ای الزامی است؛ تمپر اول باعث کاهش تنش‌های مارتنزیت اولیه و ناپایدارسازی آستنیت باقیمانده می‌شود و تمپر دوم برای بازپخت مارتنزیت تازه‌تشکیل‌شده ضروری است. انتخاب دمای تمپر به کاربرد بستگی دارد، به‌طوری‌که تمپر در محدوده 180 تا 250 درجه سلسیوس بیشینه سختی و مقاومت سایشی را فراهم می‌کند، در حالی‌که تمپر در محدوده 500 تا 550 درجه سلسیوس با بهره‌گیری از سخت‌شوندگی ثانویه، چقرمگی و پایداری ابعادی بالاتری ایجاد کرده و برای ابزارهایی که تحت عملیات‌های سطحی بعدی مانند نیتراسیون قرار می‌گیرند مناسب‌تر است. در نهایت، استفاده از عملیات برودتی به‌عنوان مکمل عملیات حرارتی، با سردسازی تا حدود 80- درجه سلسیوس یا حتی 196- درجه سلسیوس، امکان کاهش آستنیت باقیمانده، افزایش جزئی سختی و بهبود پایداری ابعادی و مقاومت سایشی فولاد را فراهم می‌سازد [6, 7].

فولاد 1.2363 دارای مجموعه‌ای از خواص مکانیکی است که به‌شدت به مسیر عملیات حرارتی وابسته بوده و امکان تنظیم دقیق عملکرد آن را فراهم می‌کند. این فولاد پس از سخت‌کاری قادر است به سختی‌های بسیار بالا دست یابد و در محدوده سختی کاری متداول، تعادل مناسبی میان مقاومت سایشی، استحکام و چقرمگی ارائه می‌دهد. یکی از شاخص‌ترین ویژگی‌های آن، استحکام فشاری بسیار بالا است که برای قالب‌های پانچ، بلنکینگ و ابزارهای تحت بار ضربه‌ای حیاتی محسوب می‌شود و مانع تغییر شکل پلاستیک در بارهای شدید می‌گردد. استحکام کششی نهایی فولاد نیز با سختی هم‌بستگی مستقیم دارد و به مقادیر بالایی می‌رسد، هرچند به‌دلیل داکتیلیته محدود، رفتار کششی آن نسبت به عیوب ریزساختاری و ناپیوستگی‌ها حساس است. در مقایسه با فولادهای پرکربن‌تر مانند D2، فولاد 1.2363 چقرمگی ضربه‌ای بالاتری از خود نشان می‌دهد که این ویژگی ناشی از حجم کمتر کاربیدهای اولیه و کاهش محل‌های آغاز شکست ترد است؛ با این حال، باید توجه داشت که چقرمگی تابعی غیرخطی از دمای تمپر بوده و در برخی بازه‌های دمایی خاص، افت چقرمگی می‌تواند رخ دهد که در طراحی سیکل حرارتی باید از آن اجتناب شود.

در ابزارهای مدرن، ماده‌ی پایه وظیفه تحمل بارهای سازه‌ای را بر عهده دارد، در حالی که سطح ابزار مسئول تعامل با قطعه کار است؛ ازاین‌رو، فولاد 1.2363 به‌دلیل استحکام فشاری بالا و پایداری ریزساختاری، بستر بسیار مناسبی برای عملیات‌های مهندسی سطح محسوب می‌شود و خطر پدید‌ه‌ی «پوسته تخم‌مرغی» در آن به حداقل می‌رسد. یکی از مؤثرترین روش‌های اصلاح سطح برای این فولاد، نیتراسیون و نیتروکربوراسیون است که به‌واسطه حضور عناصر نیتریدساز، منجر به تشکیل لایه‌ای بسیار سخت در سطح و ایجاد گرادیان سختی مطلوب از سطح به مغز می‌شود. در میان روش‌ها، نیتراسیون پلاسما به‌دلیل کنترل دقیق ترکیب و ضخامت لایه‌ی ترکیبی، به‌ویژه برای ابزارهای ضربه‌ای، برتری محسوسی نسبت به نیتراسیون گازی دارد و باعث کاهش اصطکاک و بهبود مقاومت به سایش چسبنده می‌شود [8, 9].

برای کاربردهایی که سایش ساینده شدید غالب است، بوردهی راهکاری بسیار قدرتمند به شمار می‌آید. در این فرآیند، با نفوذ بور به سطح، لایه‌ای از بوریدهای بسیار سخت تشکیل می‌شود که به‌صورت دندانه‌ای در زیرلایه قفل شده و مقاومت بالایی در برابر جداشدگی از خود نشان می‌دهد. این لایه سختی‌ای نزدیک به کاربیدها داشته و نرخ سایش را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد، به‌گونه‌ای که پدیده گالینگ عملاً حذف می‌شود. محدودیت اصلی بوردهی، دمای بالای فرآیند و آنیل شدن مغز فولاد است؛ با این حال، قابلیت سخت‌شوندگی در هوا در فولاد 1.2363 این امکان را فراهم می‌کند که پس از بوردهی، با یک سیکل حرارتی مناسب، خواص مغز تا حد زیادی بازیابی شود [10].

پوشش‌های نازک سرامیکی مبتنی بر PVD نظیر TiN، TiCN، TiAlN و CrN نیز از متداول‌ترین روش‌های بهبود عملکرد سطحی فولاد 1.2363 هستند. این پوشش‌ها سختی سطحی بسیار بالا، پایداری شیمیایی مناسب و ضریب اصطکاک پایین‌تری ایجاد می‌کنند و به‌دلیل دمای پایین فرآیند، با فولادهایی که در دماهای بالا تمپر شده‌اند سازگاری خوبی دارند. در کاربردهای پیشرفته، استفاده از عملیات‌های دوگانه مانند نیتراسیون به‌همراه پوشش PVD باعث افزایش ظرفیت تحمل بار، چسبندگی بهتر پوشش و افزایش قابل‌توجه عمر ابزار می‌شود. در مقابل، پوشش‌های CVD به‌دلیل نیاز به دماهای بسیار بالا معمولاً برای ابزارهای دقیق از جنس A2 مناسب نیستند، زیرا منجر به اعوجاج و تغییرات ابعادی می‌شوند [11-13].

در ابزارهایی مانند پانچ‌ها، قالب‌های سیکلی و اجزایی که تحت بارگذاری تکراری قرار دارند، خستگی مکانیزم غالب شکست در فولاد 1.2363 محسوب می‌شود. رفتار خستگی این فولاد نشان می‌دهد که حد خستگی آن کسری قابل‌توجه از استحکام کششی نهایی است، مشروط بر آن‌که سطح ابزار به‌خوبی پرداخت شده و از آخال‌های مضر عاری باشد؛ به همین دلیل، گریدهای تولیدشده با روش‌های پالایش پیشرفته از عمر خستگی بالاتری برخوردارند. نقش آستنیت باقیمانده در خستگی پیچیده است و می‌تواند بسته به پایداری آن، اثرات مثبت یا منفی بر رشد ترک داشته باشد، اما برای خستگی پرچرخه، ریزساختار یکنواخت مارتنزیت تمپرشده با حداقل آستنیت باقیمانده پایدارترین حالت تلقی می‌شود. از نظر خزش، اگرچه فولاد 1.2363 یک فولاد سردکار است، اما به‌واسطه سخت‌شوندگی ثانویه، تا دماهای میانی مقاومت مناسبی در برابر تغییر شکل وابسته به زمان از خود نشان می‌دهد؛ با این حال، در دماهای بالاتر، افت سریع استحکام رخ می‌دهد و این فولاد جایگزین فولادهای گرم‌کار واقعی در کاربردهای دمای بالا محسوب نمی‌شود [14, 15].

انتخاب فولاد 1.2363 در بسیاری از کاربردها بر پایه عملکرد تریبولوژیکی آن انجام می‌شود. از نظر سایش ساینده، این فولاد نسبت به فولادهای ساده سردکار عملکرد بهتری دارد، اما در مقایسه با فولادهای پرکربن و پرکاربید، در رده مقاومت سایشی متوسط قرار می‌گیرد. در سایش چسبنده و پدیده گالینگ، به‌ویژه در شکل‌دهی فولادهای زنگ‌نزن یا آلومینیوم، فولاد A2 بدون عملیات سطحی می‌تواند مستعد جوش‌موضعی باشد و به همین دلیل، استفاده از نیتراسیون یا پوشش‌های سرامیکی عملاً ضروری است. از نظر خوردگی، وجود کروم در این فولاد برای ایجاد رفتار ضدزنگ کافی نیست و فولاد در محیط‌های مرطوب یا سیالات فرآیندی خورنده به‌سرعت دچار زنگ‌زدگی می‌شود؛ بنابراین، در کاربردهایی که مقاومت به خوردگی اهمیت دارد، استفاده از پوشش‌های محافظ یا آبکاری مناسب اجتناب‌ناپذیر است [16].

فولاد 1.2363 (AISI A2) نمونه‌ای کلاسیک از یک مصالح مهندسی‌شده با تعادل متالورژیکی هوشمندانه است که شکاف میان چقرمگی و مقاومت سایشی را تا حد زیادی پر می‌کند. این فولاد با ارائه سختی‌پذیری عمیق، پایداری ابعادی مطلوب، استحکام فشاری بالا و چقرمگی قابل‌قبول، به یکی از ستون‌های اصلی صنایع ابزارسازی سردکار تبدیل شده و در طیف گسترده‌ای از کاربردها از پانچ و بلنکینگ گرفته تا تیغه‌های برشی و اجزای تحت ضربه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نکته کلیدی آن است که عملکرد فولاد 1.2363 ثابت و ذاتی نیست، بلکه به‌شدت به کیفیت عملیات حرارتی و مهندسی سطح وابسته است. به‌کارگیری تمپرینگ دو مرحله‌ای، عملیات برودتی و عملیات‌های سطحی پیشرفته مانند نیتراسیون پلاسما و پوشش‌های PVD می‌تواند این فولاد متعارف را به سیستمی با عملکرد بالا تبدیل کند که در بسیاری از کاربردها با فولادهای بسیار گران‌تر رقابت‌پذیر است. از این‌رو، درک عمیق ارتباط میان ریزساختار، فرآیند و عملکرد، کلید بهره‌برداری حداکثری از پتانسیل فولاد 1.2363 برای مهندسان و طراحان ابزار محسوب می‌شود.

مراجع

[1]     Tool steels (ISO 4957:2018), BS EN ISO 4957:2018, B. S. Institution, London, United Kingdom, 2018.

[2]     Standard Specification for Tool Steels Alloy, ASTM A681 / A681M, A. International, West Conshohocken, PA, USA, 2015.

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

[4]     E. Cabrol, C. Bellot, P. Lamesle, D. Delagnes, and E. Povoden-Karadeniz, “Experimental investigation and thermodynamic modeling of molybdenum and vanadium-containing carbide hardened iron-based alloys,” Journal of alloys and compounds, vol. 556, pp. 203–209, 2013.

[5]     S. Ma et al., “Microstructure and crystallography of M7C3 carbide in chromium cast iron,” Materials Chemistry and Physics, vol. 161, pp. 65–73, 2015.

[6]     Y. Luo, H. Guo, X. Sun, M. Mao, and J. Guo, “Effects of austenitizing conditions on the microstructure of AISI M42 high-speed steel,” Metals, vol. 7, no. 1, p. 27, 2017.

[7]     K.-T. Huang, S.-H. Chang, K.-Y. Lee, and M.-W. Wu, “Microstructural characteristics and properties of adding vanadium carbide powders to Vanadis 4 tool steel through vacuum sintering and heat treatments,” Materials Transactions, vol. 59, no. 10, pp. 1596–1602, 2018.

[8]     M. D. Manfrinato, F. F. Fiaschi, M. R. Danelon, L. S. Almeida, R. C. Cozza, and L. S. Rossino, “Plasma Nitriding Effect on Tribological Behavior of AISI D2 tool steel: Understanding of Wear Rate,” International Journal of Engineering Research and Applications, vol. 22, no. 11, pp. 178–185, 2022.

[9]     K. Chinnarat, A. Chingsungnoen, Y. Ohgoe, and T. Fukahori, “Effects of the Hydrogen-to-Nitrogen Ratio in Plasma Nitriding on the Surface Properties of Cold Work Tool Steels,” Coatings, vol. 15, no. 12, p. 1372, 2025.

[10]   S. İ. Ayvaz, “Growth Kinetics and Microstructure of Iron Boride Layers on AISI 1050 Steel,” Metal Science and Heat Treatment, vol. 65, no. 11, pp. 751–757, 2024.

[11]   L. Osmond, I. Cook, and T. Slatter, “Tribological properties of multilayer CVD coatings deposited on sialon ceramic milling inserts,” Journal of Manufacturing and Materials Processing, vol. 7, no. 2, p. 67, 2023.

[12]   Q. He et al., “PVD coating strategies: Developing a combination of AlCrN and AlTiSiN for enhanced surface performance during threading of super duplex stainless steel,” International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, vol. 121, p. 106670, 2024.

[13]   M. Gong, H. Li, M. Wu, and P. Lv, “Enhancing Adhesion of Si-Doped Diamond-like Carbon Coatings on Carbon Steel via Laser Cladding,” Coatings, vol. 15, no. 10, p. 1121, 2025.

[14]   G. Mukhopadhyay, P. Palit, and S. Bhattacharyya, “Development of AISI A2 tool steel beater head for an impact crusher in a sinter plant,” Metallography, Microstructure, and Analysis, vol. 4, no. 2, pp. 114–121, 2015.

[15]   P. Christodoulou, “Effect of retained austenite transformation on the fatigue behaviour of aluminum containing TRIP steels,” ResearchGate. Thesis, 2017.

[16]   R. Tao, G. Li, S. Song, and B. Wu, “Study on Salt Spray Corrosion Behavior of Nitrogen-Containing Duplex Stainless Steels via Wire Arc Additive Manufacturing,” Journal of Materials Engineering and Performance, pp. 1–13, 2025.