في هذه الورقة، نقدم بشكل أساسي استخدامات وأنواع وخصائص الفولاذ الكربوني SS400 وS45C وS50C. أول شيء يجب فهمه هو نوع المادة التي يتكون منها الفولاذ الكربوني؟ هناك ثلاثة أنواع نموذجية من الفولاذ الكربوني SS400 وS45C وS50C. عندما يتعلق الأمر بالمواد المعدنية، فإن أول شيء يجب فهمه هو الفولاذ. هنا لتقديم تعريف وأنواع وخصائص الفولاذ الكربوني.

خصائص الفولاذ الكربوني

الفولاذ الكربوني هو نوع من الفولاذ (الفولاذ)، وليس الفولاذ السبائكي (الفولاذ الخاص). قبل تقديم خصائص الفولاذ الكربوني، دعونا نلقي نظرة على تعريف الفولاذ. الفولاذ هو سبيكة تعتمد على الحديد. الحديد في حالة الحديد النقي هش ويصدأ بسهولة، ولا يمكن استخدامه كمنتج صناعي. لذلك، عادة ما يتم إضافة الكربون "C" والمنجنيز والفوسفور وما إلى ذلك إلى الحديد واستخدامها في شكل سبائك. يشير "الفولاذ" إلى مادة تحتوي على نسبة كربون تتراوح تقريبًا من 0.02% إلى 2.14%.

يُطلق على محتوى الكربون الذي يزيد عن 2.1% اسم "حديد الزهر"، ويُطلق على محتوى الكربون الذي يتراوح بين 2.1% إلى 6.67% اسم الحديد الزهر، وعندما يتجاوز محتوى الكربون هذا النطاق، فإنه يصبح هشًا ولا يمكن استخدامه للأغراض الصناعية. تصنف JIS الحديد الذي يحتوي على نسبة كربون أقل من 0.02% على أنه "حديد نقي"، والصلب الذي يحتوي على نسبة كربون تتراوح بين 0.02% إلى 2.14% على أنه "فولاذ"، والحديد الزهر الذي يحتوي على نسبة كربون تزيد عن 0.02% على أنه "حديد". يرجى ملاحظة تعريفات "الحديد" و"حديد الزهر".

محتوى الكربون في الحديد واسمه العلمي واسم JIS هو كما يلي :

وفقًا للاستخدام، تم تطوير فولاذ خاص بخصائص مختلفة، مثل الفولاذ الذي لا يصدأ بسهولة والفولاذ ذو مقاومة عالية للحرارة. تسمى المواد الموجودة في الفولاذ بخلاف الفولاذ السبائكي أو الفولاذ الخاص بالفولاذ الكربوني. بمعنى آخر، الفولاذ الكربوني هو الفولاذ في حالته الأصلية بدون إضافات ومعالجة خاصة. يتم تحديد محتوى العناصر بخلاف الحديد "Fe" والكربون "C" في الفولاذ الكربوني ليكون أقل من قيمة محددة مسبقًا، مثل 0.3٪ أو أقل للكروم و0.05٪ أو أقل للتيتانيوم. هناك العديد من أنواع الفولاذ الكربوني، وفقًا لمحتوى الكربون والاستخدام والقوة وما إلى ذلك، يتم تقسيمها إلى الفئات التالية.

ينقسم الفولاذ الكربوني إلى فولاذ منخفض الكربون وفولاذ متوسط الكربون وفولاذ عالي الكربون وفقًا لمحتوى الكربون. يُطلق على محتوى الكربون 0.02٪ ~ 0.25٪ فولاذ منخفض الكربون، ويُطلق على 0.25٪ ~ 0.6٪ فولاذ متوسط الكربون، ويُطلق على 0.6٪ ~ 2.14٪ فولاذ عالي الكربون. كلما زاد الكربون في الفولاذ، زادت صلابته، وكصفيحة فولاذية مصنوعة عن طريق الدرفلة الباردة (تشويه المادة في درجات حرارة منخفضة)، يتم استخدام الفولاذ منخفض الكربون، بينما بالنسبة للأدوات التي تتطلب صلابة، وما إلى ذلك، يتم استخدام الفولاذ عالي الكربون.

ما هو الفولاذ الكربوني SS400؟

SS400 هو مادة SS تسمى الفولاذ المدلفن (الفولاذ الهيكلي) والتي تستخدم لأغراض هيكلية عامة. تشمل مواد SS أيضًا SS300 وSS490 وSS540، ولكن الأكثر استخدامًا هو SS400، الفولاذ الهيكلي بقوة شد تبلغ 400 نيوتن/مم2 أو أكثر.

بالمقارنة مع المواد المعدنية الأخرى، يتميز SS400 بانخفاض سعره وسهولة الحصول عليه. كما يتميز بسهولة اللحام والقطع والمعالجة الأخرى. يمكن استخدامه أيضًا في شكل تداول الألواح، ويمكن استخدامه أيضًا في معالجة الصفائح المعدنية والقطع بالليزر وما إلى ذلك. ولكن لا يمكن إخماده. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لسهولة صدأه، فمن الضروري إجراء معالجة مضادة للصدأ مثل الطلاء الكهربائي والصباغة السوداء.

استخدام SS400

بالإضافة إلى استخدامه كمواد هيكلية مثل الجسور والسفن، يستخدم SS400 أيضًا على نطاق واسع في مجال البناء للآلات الكبيرة والمركبات وغيرها من المجالات الميكانيكية. عند التفكير في ما يمكن صنعه من الحديد أو الفولاذ، يمكن القول إن SS400 هو أول مادة تخطر على البال.

المعالجة السطحية الشائعة لـ SS400

إن الفولاذ المقاوم للصدأ SS400 عرضة للصدأ، لذلك يتم طلائه بالنيكل والكروم وغير ذلك من المعالجات السطحية. إن المواد الفولاذية المقاومة للصدأ التي نراها في الحياة، مثل الجسور، هي في الغالب مواد مطلية بالكهرباء تم طلائها بشكل أكبر. في الأماكن التي لا تتطلب مقاومة عالية للتآكل، مثل الأماكن التي لا تلامس الماء، يتم أحيانًا استخدام المواد المعالجة بأكسيد أسود (فيلم أكسيد). إن اللوحة الفولاذية المسودة الموضوعة على مدخل ومخرج مشروع البناء والأرض هي SS400 التي تمت معالجتها بالجلد الأسود.

قائمة المعالجات السطحية الشائعة لـ SS400

• فيلم Fe3O4 (مصبوغ باللون الأسود): يتم أكسدة سطح الحديد بمادة كيميائية لتغطيته بفيلم Fe3O4 لمنع التآكل.

• طلاء النيكل بالتحليل الكهربائي: باستخدام طريقة الاختزال الكيميائي لطلاء النيكل والفوسفور. يتم ذلك بالمعالجة الحرارية لزيادة صلابة السطح وتحسين مقاومة التآكل.

• طلاء الكروم الصلب: طبقة من طلاء الكروم أكثر سمكًا من طلاء الكروم الزخرفي. مقاومة أفضل للتآكل وقابلية الانزلاق.

• الكرومات الثلاثية التكافؤ: هذه طريقة معالجة ما بعد الطلاء تستخدم لتحسين جودة الطلاء. تستخدم بشكل أساسي في الطلاء الكهربائي.

يستخدم S45C بشكل شائع مع SS400

S45C هو نوع من مواد SC (الفولاذ الكربوني)، والمعروف باسم الفولاذ الكربوني للهيكل الميكانيكي. S45C وSS400 كلاهما من المواد المستخدمة بشكل شائع. إنها المادة الأكثر شهرة المعروفة في SC. لذلك، فهي رخيصة نسبيًا، ويسهل الحصول عليها، وتستخدم في مجموعة متنوعة من الأماكن.

يمكن التحكم في مقاومة التآكل والصلابة وما إلى ذلك عن طريق المعالجة الحرارية مثل التبريد، لذلك يتم استخدامه غالبًا في الأجزاء الميكانيكية التي تتطلب المتانة، مثل التروس. من ناحية أخرى، من السهل الصدأ، لذلك يحتاج إلى معالجة مضادة للصدأ مثل الزيت والطلاء.

المعالجة السطحية الشائعة الاستخدام S45C

يتم اختيار معالجة السطح بنفس الطريقة التي يتم بها اختيار SS400. S45C هو فولاذ كربوني، لذلك بالإضافة إلى التبريد والتصلب، غالبًا ما يتم استخدام التطبيع والتلدين والمعالجة الحرارية العامة الأخرى. من ناحية أخرى، فإن قابلية صلابته ليست عالية مثل الفولاذ السبائكي، لذلك لا يمكن تقسيته بعمق شديد. غالبًا ما يتم استخدام التصلب بالحث عندما تكون هناك حاجة إلى متانة سطحية قوية، مثل التروس.

مميزات S50C

• S50C، مثل S45C، هو فولاذ كربوني للبناء الميكانيكي وهو مادة SC. محتوى الكربون في S50C هو 0.50%، وكلما زادت الهشاشة، زادت تكلفة المادة مقارنة بـ SS400 وS45C.

• تُستخدم مادة S50C، مثل مادة S45C، بشكل شائع في الأجزاء الميكانيكية وغيرها من المواد. ومع ذلك، فإن مادة S50C هي أيضًا مادة ذات محتوى كربون أعلى في مواد SC. ليس فقط صلابتها وقوة الشد عالية، بل إن مقاومتها للتآكل أعلى من مادة S45C، لذلك تُستخدم في الأجزاء التي تتطلب قوة أعلى.

• يمكن أيضًا معالجة S50C بالحرارة، ولكن مقاومة التآكل ضعيفة وتتطلب معالجة لمنع الصدأ.

• المواد SC التي تحتوي على نسبة كربون أعلى من S50C هي مثل S55C. S55C أكثر صلابة من S50C وتتمتع بخصائص ممتازة مثل مقاومة التآكل. يجب أن يأخذ التمييز بين S50C وS50C في الاعتبار أيضًا شكل المادة المتداولة بالإضافة إلى قوة المادة.

• إن المزايا والعيوب والمعالجة السطحية الشائعة لـ S50C هي نفسها تلك الخاصة بـ S45C و S55C.

الأحجام القياسية لـ SS400 وS45C وS50C