| نوع الفولاذ | الاسم | جيس (اليابان) | AISI/SAE (الولايات المتحدة الأمريكية) | دين (ألمانيا) | جيجابايت (الصين) |
|---|---|---|---|---|---|
| منخفض الكربون (قضيب فولاذي) | شريط فولاذي مستدير | SS400 (5541) | A36 | - | Q235 |
| منخفض الكربون الصلب | S15C | SAE 1015 | CK15 (1.1141) | 15 | |
| S20C | SAE 1021 | CIC20 (1.0402) | 20 | ||
| معدن الكربون المتوسط | معدن الكربون المتوسط | S45C | SAE 1045 | CK45، C45 (1.0503) | 45 |
| S50C | SAE 1050 | CK50 (1.1213) | 50 | ||
| S55C | SAE 1055 | CK55 (1.1203) | 55 | ||
| سبائك الصلب Cr-Mo | شريط فولاذي مستدير | SCM415 (SCM21) | - | 15CrMo5 (1.7262) | 15 كرمو |
| شريط فولاذي مستدير | SCM420 (SCM22) | - | 25CrMo4 (1.7218) | 20 كرمو | |
| شريط فولاذي مستدير | SCM440 (SCM4) | SAE 4140 | 42CrMo4 (1.7225) | 42 كرمو | |
| سبائك الفولاذ Ni-Cr-Mo | شريط فولاذي مستدير | SNCMno (SNCM21) | SAE 8620 | 21NiCrMo2 (1.6523) | 20CrNiMo |
| قضيب فولاذي دائري (مع نسبة عالية من النيكل) | SNCM420 (SNCM23) | SAE 4320 | 20CrNi2Mo | ||
| شريط فولاذي مستدير | SNCM439 (SNCM8) | SAE 4340 | 40NiCrMo6 | 40 كرنيمو 4 | |
| فولاذ الترس | _ | 17 كرنيمو 6 18CrNiMo7-6 | _ | ||
| سبائك الفولاذ Al-Cr-Mo | شريط فولاذي مستدير | SACM645 (SACM1) | SAE 7140 | 41CrAlMo7 (1.8550) | 38CrMoAl |
| فولاذ سبائك الكروم عالي الكربون | تحمل الصلب | SUJ2 | 52100 | (110Cr6 .30505) | GCr15 |
| أداة سبائك الصلب | الصلب أداة العمل البارد | SKD11 | D2 | X165CrMoV12 (1.2601) | Cr12MoV |
| أداة العمل الساخنة الصلب | SKD61 | H13 | X40CrMoV51 (1.2344) | 4Cr5MoSiV1 | |
| حديدعالى السرعه | SKH51 (SKH9) | M2 | 56-5-2 (1.3343) | W6Mo5Cr4V2 | |
| أداة الكربون الصلب | شريط فولاذي مستدير | SK 2 (SK 120) | W1-111/2 | - | |
| SK 3 (SK 105) | W1-10 | C1051، الإصدار 1 (1.1545) | - | ||
| فولاذ مقاوم للصدأ | ، الآلات والخطوط المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ٣٠٤ و أكثر | SUS303 | A1SI 303 | XL2CrNi5188 (1.4305) | 1Cr18Ni9MoZr |
| ، الآلات والخطوط المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ٣٠٤ و أكثر | SU5304 | ايسي 304 | X5CrNi189 (1.4350) | أوكر181119 | |
| ، الآلات والخطوط المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ٣٠٤ و أكثر | SUS316 | ايسي 316 | X5CrNiMo1810 تحديث (1.4401) | OCr17Ni1Mo2 |
يعد الفولاذ أحد أكثر المواد الهندسية استخدامًا على نطاق واسع نظرًا لخصائصه التنوع والقوة والمتانةو القدرة على السبائك والمعالجة الحرارية لمجموعة واسعة من التطبيقات. تعتمد خصائصه على التركيب الكيميائي والمعالجة الحرارية والتجهيز.
الخصائص الرئيسية للصلب
1. خصائص الميكانيكية
| الممتلكات | الوصف |
|---|---|
| قوة الشد | مقاومة الكسر تحت الشد. تتراوح من ٢٥٠ ميجا باسكال (فولاذ خفيف) إلى أكثر من ٢٠٠٠ ميجا باسكال (فولاذ الأدوات). |
| قوة الغلة | الإجهاد الذي يبدأ عنده الفولاذ بالتشوه البلاستيكي. مهم لتحمل الأحمال. |
| عسر الماء | مقاومة الانبعاج أو التآكل (تقاس بـHRC، HB، HV). |
| صلابة | القدرة على امتصاص الطاقة والتشوه دون الكسر (مقاومة الصدمات). |
| ليونة | القدرة على التمدد دون انقطاع. يُشار إليها بنسبة الاستطالة. |
| قوة التعب | مقاومة دورات التحميل المتكررة. ضرورية للتروس والأعمدة والمكونات الأخرى. |
2. الخصائص الفيزيائية
| الممتلكات | القيمة أو النطاق النموذجي |
|---|---|
| كثافة | ~ 7.85 جم / سم مكعب |
| ذوبان نقطة | ~1370–1510 درجة مئوية (يعتمد على محتوى السبائك) |
| التوصيل الحراري | 45–60 واط/م·ك (أقل للصلب المسبوك) |
| التوصيل الكهربائي | فقير (معدن مقاوم) |
| التمدد الحراري | ~11–13 ميكرومتر/متر·درجة مئوية (تختلف حسب الدرجة) |
3. التركيب الكيميائي (الأنواع الأساسية)
| نوع الصلب | عناصر السبائك الرئيسية | ملاحظة |
|---|---|---|
| معدن الكربون | الحديد + الكربون (حتى 2%) | الأكثر شيوعًا. يُصنّف إلى منخفض (≤ ٠٫٣٪)، ومتوسط (٠٫٣-٠٫٦٪)، وعالي الكربون (٠٫٦-١٪). |
| سبائك الصلب | الكروم، النيكل، الموليبدينوم، المنغنيز، الفولت، الخ. | تحسين الخصائص الميكانيكية ومقاومة الحرارة. |
| ستانلس ستيل | كر ≥ 10.5% | مقاوم للتآكل. درجات مثل 304 و316. |
| أداة الصلب | W، Mo، Cr، V، Co | يُستخدم لقطع الأدوات والقوالب. يتميز بصلابة عالية ومقاومة للتآكل. |
| ماراجينج ستيل | ني، مو، كو، تي | قوة عالية جدًا، ومنخفضة الكربون، وتستخدم في مجال الفضاء. |
4. المعالجة الحرارية وتأثيراتها
| طريقة عملنا | نتيجة |
|---|---|
| الصلب | يقوم بتليين الفولاذ، وتحسين ليونته، وتعزيز قابلية التصنيع. |
| التبريد | تقوية الفولاذ (وخاصة الفولاذ عالي الكربون/السبائك). |
| تهوية | يقلل من الهشاشة بعد التبريد ويوازن بين الصلابة والمتانة. |
| تطبيع | يعمل على تحسين بنية الحبوب، ويحسن القوة والمتانة. |
| تصلب الحالة | يُصلّب السطح فقط (التكربنة، النترتة). مثالي للتروس والأعمدة. |
أنواع الفولاذ الشائعة واستخداماته
| الصف | النوع | الخصائص والتطبيقات |
|---|---|---|
| ايسي 1018 | منخفض الكربون | قابلية اللحام جيدة، تستخدم للأعمدة والأجزاء الخفيفة. |
| ايسي 1045 | متوسط الكربون | أقوى من 1018، مناسب للتروس، والمحاور، والمسامير. |
| SCM440 / 4140 | سبائك الصلب | عالية القوة، مقاومة للتآكل، تستخدم في الأدوات، والتروس، والأجزاء الهيكلية. |
| SKD11 / D2 | الصلب أداة | صلابة عالية ومقاومة للتآكل، تستخدم في القوالب وأدوات القطع. |
| SUS304 | غير القابل للصدأ | غير مغناطيسي، مقاوم للتآكل، فولاذ مقاوم للصدأ متعدد الأغراض. |
| SUS316 | غير القابل للصدأ | مقاومة أفضل للتآكل (الكلوريدات)، وتستخدم في الصناعات البحرية/الكيميائية. |
نصائح الاختيار
استعمل منخفض الكربون الصلب للحام وتشكيل الأجزاء.
استعمل متوسط إلى عالي الكربون or سبائك الصلب للمكونات الهيكلية والحاملة للأحمال.
استعمل ستان ستيل لمقاومة التآكل.
استعمل أداة الصلب حيث تعتبر مقاومة التآكل والصلابة أمرًا ضروريًا.
ضع في اعتبارك دائمًا حالة المعالجة الحرارية - يتصرف الفولاذ في الحالة الملدنة بشكل مختلف تمامًا عن نفس الدرجة التي تم تبريدها وتلطيفها.
جدول مقارنة درجات الفولاذ
| العقار / الدرجة | SCM440 (إيسي 4140) | S45C (إيسي 1045) | SUS304 (إيسي 304) | SKD11 (فولاذ الأدوات D2) | SUS316 |
|---|---|---|---|---|---|
| النوع | سبائك الصلب | معدن الكربون المتوسط | الفولاذ المقاوم للصدأ | الصلب أداة العمل الباردة | الفولاذ المقاوم للصدأ |
| الكربون (ج) | ~ 0.40٪ | ~ 0.45٪ | ≤ 0.08٪ | ~ 1.5٪ | ≤ 0.08٪ |
| الكروم (الكروم) | ~ 1.0٪ | - | ~ 18٪ | ~ 12٪ | ~16–18% |
| نيكل (ني) | - | - | ~ 8٪ | - | ~10–14% |
| الصلابة (بعد HT) | 28-45HRC | 20–30 HRC (مُخمَّد/مُعتدل) | ~90–95 HRB (مُلَدَّن) | حتى 60 HRC (بعد التصلب) | ~90 HRB (مُلَدَّن) |
| قوة الشد | 850–1000 ميجا باسكال (حرارة عالية) | 600–800 ميجا باسكال (حرارة عالية) | ~ 520 ميجا باسكال | ~1900 ميجا باسكال (حرارة عالية) | ~ 500 ميجا باسكال |
| حام | معرض | الخير | أسعار | فقير | أسعار |
| التشغيل في الماكينات | الخير | الخير | معرض | ضعيف-متوسط | معرض |
| المقاومة للتآكل | منخفض | منخفض | مرتفع | منخفض | عالية جدًا (درجة بحرية) |
| تطبيقات نموذجية | التروس، الأعمدة، البراغي، القوالب | الأعمدة، المسامير، التروس | خزانات وأنابيب صالحة للأغذية | اللكمات والقوالب وأدوات التشكيل البارد | البحرية والكيميائية والصيدلانية |
ملخص حسب حالة الاستخدام
SCM440 (4140): فولاذ عالي القوة متعدد الاستخدامات للتروس والأعمدة وأجزاء السيارات - يوازن بين القوة والصلابة والقدرة على الصلابة.
S45C (1045): اقتصادي، مناسب للأجزاء الميكانيكية العامة؛ غير قابل للتصلب مثل SCM440.
SUS304: آمن للطعام ومقاوم للصدأ، مثالي للبيئات الداخلية المعرضة للتآكل.
SUS316: أفضل ل غني بالكلوريد or البيئات البحرية، مثل الآلات الساحلية أو الخزانات الكيميائية.
SKD11 (D2): صلبة للغاية ومقاومة للتآكل؛ غير قابلة للحام؛ تستخدم في القوالب والقطع الصناعي.