سبائك الصلب عبارة عن سبيكة من الحديد والكربون تتشكل بإضافة كمية مناسبة من عنصر أو أكثر من عناصر السبائك إلى الفولاذ الكربوني. وفقًا للعناصر المضافة المختلفة وتكنولوجيا المعالجة المناسبة، يمكن لسبائك الفولاذ الحصول على قوة عالية، وصلابة عالية، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة المنخفضة، ومقاومة درجات الحرارة العالية، وغير المغناطيسية، وغيرها من الخصائص الفريدة. تنقسم سبائك الصلب سبائك الصلب أساسا إلى فئتين: سبائك الصلب منخفضة سبائك الصلب وسبائك الصلب عالية. عادةً ما تكون سبائك الصلب المصبوبة بالاستثمار من سبائك الصلب منخفضة السبائك.
أنواع السبائك الشائعة في سبائك الصلب
تشمل عوامل السبائك الشائعة المنجنيز (الأكثر شيوعًا) والنيكل والكروم والموليبدينوم والفاناديوم والسيليكون والبورون. وتشمل السبائك الأقل شيوعًا الألومنيوم والكوبالت والنحاس والسيريوم والنيوبيوم والنيوبيوم والتيتانيوم والتنجستن والقصدير والزنك والرصاص والزركونيوم. بالمعنى الدقيق للكلمة، كل نوع من أنواع الصلب هو سبيكة، ولكن ليس كل الصلب يسمى "سبائك الصلب". الفولاذ الأكثر تعقيدًا هو سبيكة من الحديد والكربون (حوالي 0.11 تيرابايت إلى 11 تيرابايت إلى 11 تيرابايت إلى 11 تيرابايت، اعتمادًا على النوع). ومع ذلك، فإن مصطلح "سبائك الصلب" هو مصطلح قياسي يشير إلى الفولاذ مع إضافة متعمدة لعناصر سبائك أخرى بالإضافة إلى الكربون.
درجات سبائك الصلب المسبوكة
|
C |
سي |
من |
كر |
مو |
P≤ |
S≤ |
ني |
| 42CrMo |
0.38-0.45 |
0.17-0.37 |
0.50-0.80 |
0.90-1.20 |
0.15-0.25 |
|
|
|
| 35CrMo |
0.32-0.40 |
0.17-0.37 |
0.40-0.70 |
0.80-1.10 |
0.15-0.25 |
|
|
|
| 40CrNiMo |
0.37-0.44 |
0.17-0.37 |
0.50-0.80 |
0.60-0.90 |
0.15-0.25 |
|
|
1.25-1.65 |
| 4130 |
0.28-0.33 |
0.15-0.35 |
0.40-0.60 |
0.80-1.10 |
0.15-0.25 |
0.035 |
0.04 |
|
| 4140 |
0.38-0.43 |
0.15-0.35 |
0.75-0.10 |
0.80-1.10 |
0.15-0.25 |
0.035 |
0.04 |
|
| 8630 |
0.28-0.33 |
0.15-0.35 |
0.70-0.90 |
0.40-0.60 |
0.15-0.25 |
0.035 |
0.04 |
0.40-0.70 |
ما هي مزايا سبائك الصلب المصبوب من سبائك الصلب？
1. مرونة أكبر في التصميم
يتمتع هذا التصميم بحرية أكبر في اختيار شكل وحجم الصب، خاصةً الشكل المعقد والجزء المجوف. يمكن لعملية الصب الأساسية الفريدة من نوعها تصنيع سبائك الصلب المصبوب. من السهل تشكيل وتغيير الشكل، ويمكن أن تنتج بسرعة المنتجات النهائية وفقًا للرسومات، والتي يمكن أن تستجيب بسرعة وتقصير وقت التسليم.
2. المرونة والتنوع الشديدان في التصنيع المعدني
يمكنك اختيار مصبوبات سبائك الفولاذ ذات التركيبات الكيميائية المختلفة والهياكل التنظيمية لتلبية احتياجات المشاريع المختلفة. يمكن لعمليات المعالجة الحرارية المختلفة تحديد الخواص الميكانيكية واستخدام هذه الخاصية في نطاق واسع وتحسين قابلية اللحام وقابلية الاستخدام.
3. تحسين القوة الهيكلية الكلية
ونظرًا للموثوقية العالية للمشروع، إلى جانب التصميم الذي يقلل من الوزن ووقت التسليم القصير، يمكن لمسبوكات سبائك الصلب أن تزيد من ميزتها التنافسية من حيث السعر والاقتصاد.
4. مجموعة واسعة من التغيرات في الوزن
بشكل عام، قد تحتوي مصبوبات سبائك الصلب الصغيرة على 10 جرامات فقط، في حين أن مصبوبات سبائك الصلب الكبيرة يمكن أن تصل إلى عدة أطنان أو عشرات أو حتى مئات الأطنان.
ولذلك، عندما نحتاج إلى مكونات ذات قوة شد عالية أو مكونات حمولة ديناميكية عالية، ومسبوكات أوعية الضغط الحرجة، والمكونات الأساسية التي تتحمل أحمالاً ثقيلة في درجات حرارة منخفضة أو عالية، من حيث المبدأ، يجب أن نعطي الأولوية لمسبوكات سبائك الصلب.
عملية إنتاج سبائك الصلب المسبوكة
تستخدم عملية ما يسمى بعملية صب سبائك الصلب السبائكي مواد قابلة للانصهار (مثل الشمع أو البلاستيك) لصنع نموذج قابل للانصهار (يشار إليه باسم الاستثمار أو النموذج).
كيف تصنع سبائك الصلب المسبوكات المصنوعة من سبائك الصلب؟
أولاً، يتم تغليفها بعدة طبقات طلاء حراري معيّن وتجفيفها وتقويتها لتشكيل غلاف متكامل.
ثم استخدم البخار أو الماء الساخن لإذابة النموذج من القشرة، وضع القشرة في صندوق الرمل واملأها بالرمل الجاف.
بعد ذلك، ضع القالب في فرن التحميص وحرقه على درجة حرارة عالية (إذا تم استخدام قشرة عالية القوة، يمكن تحميص القشرة المنزوعة القالب مباشرةً دون نمذجة).
بعد أن يتم حرق القالب أو الهيكل، يتم سكب المعدن المنصهر فيه للحصول على مصبوبات من سبائك الصلب.
عند الضغط على قالب الاستثمار، عادةً ما يتم استخدام نوع ضغط ذو تشطيب سطحي مرتفع للتجويف. ولذلك، فإن تشطيب سطح القالب الاستثماري يكون مرتفعًا نسبيًا.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الغلاف مصنوع من طلاء حراري مصنوع من مادة لاصقة خاصة مقاومة لدرجات الحرارة العالية ومواد حرارية مقاومة للحرارة، والتي يتم طلاؤها على قالب الاستثمار، ويتمتع السطح الداخلي للتجويف الملامس مباشرةً للمعدن المنصهر بنعومة عالية.
ولذلك، فإن التشطيب السطحي للمسبوكات الاستثمارية أعلى من المسبوكات العامة، حيث يصل عمومًا إلى Ra.1.6 ~ 3.2 ميكرومتر.
دقة الأبعاد لمسبوكات سبائك الفولاذ عالية نسبيًا، وعمومًا تصل إلى CT4-6 (الصب بالرمل هو CT10 ~ 13، والصب بالقالب هو CT5 ~ 7).
بالطبع، نظرًا للعملية المعقدة لمسبوكات سبائك الصلب، تؤثر العديد من العوامل على دقة أبعاد المسبوكات، مثل انكماش مادة القالب، وتشوه قالب الاستثمار، والتغير الخطي للقشرة في عملية التسخين والتبريد، ومعدل انكماش السبيكة، وتشوه تصلب المسبوكات في العملية، وما إلى ذلك.
لذلك، على الرغم من أن دقة أبعاد المسبوكات الاستثمارية العادية عالية نسبيًا، إلا أن اتساقها لا يزال بحاجة إلى التحسين.
فحص واختبار مسبوكات سبائك الصلب السبائكي
قبل استخدام مسبوكات سبائك الصلب، يجب علينا فحصها مسبقًا للتحقق مما إذا كانت المعدات مناسبة للاستخدام الحالي وما إذا كانت تالفة أم لا. أثناء الاختبار، يجب أن نجهز طرق اختبار معقولة وموظفي اختبار مناسبين لفحص جودة سبائك الصلب المصبوبة المصنوعة من سبائك الصلب الجاهزة.
1. مظهر المسبوكات المصنوعة من سبائك الصلب
يمكن لعينات المقارنة أن تحكم على خشونة سطح المسبوكات المصنوعة من سبائك الصلب والتشققات الدقيقة على السطح. يمكن فحصها بطريقة التلوين وطريقة الجسيمات المغناطيسية.
2. الجودة الداخلية للمسبوكات المصنوعة من سبائك الصلب.
عادةً ما نستخدم عادةً طرق الفحص والحكم باستخدام الصوت والموجات فوق الصوتية والتيار الدوامي والأشعة السينية والأشعة فوق الصوتية.
يجب ضمان خلو المسبوكات المصنوعة من سبائك الصلب من التآكل والتلف الميكانيكي أثناء النقل والتخزين؛ ومن المهم إرفاق شهادة مطابقة تشير إلى أن دفعة المسبوكات المصنوعة من سبائك الصلب تفي بمتطلبات الرسم أو العقد والمعايير الفنية ذات الصلة.
تطبيق سبائك الصلب المسبوكة من سبائك الصلب
وهي إضافة عناصر السبائك إلى سبائك الصلب المسبوكة لجعل المادة تصل إلى أداء معين. وكمبدأ توجيهي، يجب أن نضيف عناصر السبائك بنسبة منخفضة (أقل من 5%) لزيادة القوة أو الصلابة. وإضافة نسبة أكبر (أكثر من 5%) للحصول على خصائص خاصة، مثل مقاومة التآكل والاستقرار في درجات الحرارة القصوى. في عملية صناعة الفولاذ، يجب إضافة المنجنيز أو السيليكون أو الألومنيوم لإزالة الأكسجين المذاب والكبريت والفوسفور في المصهور.
فيما يلي سلسلة من سبائك الصلب المحسّنة (مقارنةً بالفولاذ الكربوني): القوة والصلابة والمتانة ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل والصلابة والصلابة الساخنة. لتحقيق بعض هذه الخصائص المحسّنة، قد يتطلب المعدن معالجة حرارية.
وتستخدم هذه الاكتشافات في تطبيقات غريبة ومتطلبة، مثل شفرات التوربينات للمحركات النفاثة والمركبات الفضائية والمفاعلات النووية. ونظرًا للخصائص المغناطيسية للحديد، وجدت بعض سبائك الصلب تطبيقات مهمة حيث تكون استجابتها للمغناطيسية مهمة، بما في ذلك في المحركات والمحولات. تغطي استخدامات وتطبيقات مصبوبات سبائك الصلب السبائكي مختلف الصناعات وأنواع المسبوكات.
