أنواع الفولاذ المدلفن على الساخن

يُعدّ الفولاذ المدرفل على الساخن من أكثر المواد استخدامًا في التصنيع والبناء وصناعة السيارات والآلات الثقيلة. ويُعرف هذا الفولاذ بتعدد استخداماته وفعاليته من حيث التكلفة وسهولة تصنيعه، ويتوفر بدرجات متعددة، كل منها مصمم لخصائص ميكانيكية محددة ومتطلبات أداء معينة.

فهمأنواع الفولاذ المدلفن على الساخنيساعد هذا الدليل المهندسين والمصنّعين والمتخصصين في المشتريات على اختيار المواد المناسبة لمشاريعهم. تختلف درجات الفولاذ المدرفل على الساخن في قوته، وليونته، ومتانته، وقابليته للحام، ومقاومته للتآكل. في هذه المقالة، سنستعرض الفئات والدرجات الرئيسية للفولاذ المدرفل على الساخن، وخصائصها، واستخداماتها الشائعة.

ما هو الفولاذ المدلفن على الساخن؟

يُنتج الفولاذ المدرفل على الساخن بتسخين ألواح الفولاذ فوق درجة حرارة إعادة التبلور، والتي تتراوح عادةً بين 900 و1100 درجة مئوية، ثم دحرجتها إلى الأشكال المطلوبة. ونظرًا لدرفلة الفولاذ عند درجات حرارة عالية، يسهل تشكيله، مما يجعله مثاليًا للمكونات الهيكلية الكبيرة والتطبيقات التي لا تتطلب دقة عالية في القياسات.

بعد الدرفلة، يتم تبريد الفولاذ في الهواء، مما قد يؤدي إلى اختلافات طفيفة في الأبعاد ولكنه يمنح المادة ملمسها السطحي الخشن المميز.

الخصائص الرئيسية للفولاذ المدرفل على الساخن

1. قابلية تشكيل جيدة- سهل التشكيل والانحناء أثناء التصنيع.

2. صلابة عالية- يتحمل الأحمال الثقيلة والصدمات.

3. إنتاج فعال من حيث التكلفة– معالجة أقل مقارنة بالفولاذ المدلفن على البارد.

4. تعدد الاستخدامات– مناسب لمجموعة واسعة من الصناعات.

5. التباينات البُعدية- التفاوتات ليست دقيقة مثل الفولاذ المدلفن على البارد، ولكنها مقبولة للعديد من التطبيقات.

الفئات الرئيسية لدرجات الفولاذ المدرفل على الساخن

يمكن تصنيف أنواع الفولاذ المدلفن على الساخن عموماً إلى أربع فئات رئيسية:

1. درجات الفولاذ الكربوني

2. درجات الفولاذ السبائكي

3. درجات الفولاذ عالي القوة منخفض السبائك (HSLA)

4. درجات خاصة لتطبيقات محددة

1. درجات الفولاذ الكربوني

تُعتبر الفولاذات الكربونية أكثر أنواع الفولاذ المدرفل على الساخن شيوعاً، ويتم تعريفها من خلال محتواها من الكربون.

الفولاذ منخفض الكربون (الفولاذ الطري)

• محتوى الكربون– حتى 0.25%

• أمثلة– ASTM A36، S235JR

• ملكيات– قابلية لحام ممتازة، ليونة جيدة، تكلفة منخفضة.

• التطبيقات– عوارض هيكلية، أعمال تصنيع عامة، أعمال الصفائح المعدنية.

فولاذ متوسط ​​الكربون

• محتوى الكربون– من 0.25% إلى 0.60%

• أمثلة– C45، SAE 1045

• ملكيات– قوة وصلابة أعلى من الفولاذ الطري، وليونة متوسطة.

• التطبيقات– الأعمدة، والتروس، والمحاور، وأجزاء الآلات.

فولاذ عالي الكربون

• محتوى الكربون– من 0.60% إلى 1.00%

• أمثلة– SAE 1095

• ملكيات- صلابة عالية جداً، ليونة أقل، مقاومة للتآكل.

• التطبيقات– النوابض، أدوات القطع، الأسلاك عالية القوة.

2. درجات سبائك الصلب

تحتوي سبائك الصلب على عناصر إضافية مثل الكروم والموليبدينوم والنيكل أو الفاناديوم لتحسين الخصائص.

• فولاذ 4140– فولاذ مصنوع من سبيكة الكروم والموليبدينوم يتميز بقوة وصلابة ومقاومة عالية للتآكل. شائع الاستخدام في صناعات السيارات والنفط والغاز.

• فولاذ 4340– فولاذ سبيكة النيكل والكروم والموليبدينوم المعروف بقوته العالية ومقاومته للإجهاد.

• فولاذ 8620– سبيكة النيكل والكروم والموليبدينوم المستخدمة في الأجزاء المكربنة التي تتطلب قلبًا صلبًا وسطحًا قاسيًا.

3. درجات الفولاذ عالي القوة منخفض السبائك (HSLA)

تم تصميم فولاذ HSLA لتوفير خصائص ميكانيكية أفضل ومقاومة أكبر للتآكل مقارنة بالفولاذ الكربوني، دون زيادة الوزن بشكل ملحوظ.

• فولاذ A572– فولاذ إنشائي عالي القوة يستخدم في الجسور والمباني ومعدات البناء.

• فولاذ A588 (فولاذ مقاوم للعوامل الجوية)– يحتوي على النحاس وعناصر سبائكية أخرى لتعزيز مقاومة التآكل؛ يستخدم في الهياكل الخارجية بدون طلاء.

• S355MC– فولاذ عالي القوة يستخدم في هياكل السيارات وإطاراتها.

4. درجات خاصة لتطبيقات محددة

تم تصميم بعض أنواع الفولاذ المدلفن على الساخن لتلبية متطلبات محددة:

• AR400 / AR500– الفولاذ المقاوم للتآكل المستخدم في معدات التعدين والآلات الثقيلة.

• فولاذ بناء السفن (AH36، DH36)– فولاذ عالي القوة للتطبيقات البحرية والبحرية الخارجية.

• فولاذ أوعية الضغط (A516 درجة 70)– مصمم للاستخدام في الغلايات وأوعية الضغط.

• قضبان الصلب– درجات خاصة لمقاومة التآكل العالية والمتانة في مسارات السكك الحديدية.

المعايير الدولية للصلب المدرفل على الساخن

تستخدم الدول المختلفة أنظمة التصنيف والمعايير الخاصة بها للفولاذ المدرفل على الساخن:

• الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM)– شائع في الولايات المتحدة، على سبيل المثال، ASTM A36، ASTM A572.

• المعيار الأوروبي (EN)- المعايير الأوروبية مثل EN 10025-2 (S235، S355).

• JIS (المعايير الصناعية اليابانية)– ومن الأمثلة على ذلك SS400 و SM490.

• GB (المعايير الوطنية الصينية)– س235، س345.

• معايير المنظمة الدولية للمقاييس (ISO)– المبادئ التوجيهية الدولية المنسقة.

اختيار النوع المناسب من الفولاذ المدلفن على الساخن

عند اختيار نوع الفولاذ المدلفن على الساخن، ضع في اعتبارك ما يلي:

1. متطلبات القوة الميكانيكية- اختر درجة ذات قوة شد وقوة خضوع مناسبة.

2. قابلية اللحام– توفر الدرجات منخفضة الكربون قابلية أفضل للحام.

3. مقاومة التآكل– الفولاذ المقاوم للعوامل الجوية أو الفولاذ السبائكي للبيئات القاسية.

4. قابلية التشكيل- يسهل ثني وتشكيل الفولاذ الطري.

5. التكلفة والتوافر– بعض الدرجات متوفرة بسهولة أكبر في أسواق معينة.

الفولاذ المدرفل على الساخن مقابل الفولاذ المدرفل على البارد