منذ عام 2000، أصبح صب الفولاذ جزءًا متزايد الأهمية من أعمال شركة Dawang. ويتمتع مصنعنا لمسبك الصلب المصبوب في داندونغ، الصين، بتصميم ممتاز، وإدارة جيدة للمشروع، وضمان الجودة. بالمقارنة مع أقراننا الآخرين، فإن مزايا التكلفة المنخفضة والجودة العالية والقدرة الإنتاجية المتزايدة جعلتنا نتميز في صناعة صب الفولاذ وفزنا بالعديد من مشاريع صب الفولاذ الشهيرة.
العوامل المؤثرة على درجات صب الصلب
يتأثر تقسيم درجات صب الفولاذ بالتركيب الكيميائي والمناولة والخصائص الميكانيكية لصب الفولاذ. وبالإضافة إلى النسبة المئوية الفعلية للكربون والسبائك الأخرى في المادة، فإن البنية المجهرية لها تأثير كبير على الخواص الميكانيكية لسبائك الصلب، مما يؤثر على تصنيف درجات صب الصلب.
من الضروري فهم البنية المجهرية لصب الفولاذ، واستخدام التشكيل على الساخن والبارد، وكيفية التعامل مع صب الفولاذ بعد التصنيع. بالإضافة إلى ذلك، سيؤدي التلاعب بالتركيب والبنية المجهرية لصب الفولاذ إلى تغييرات بين الخصائص المختلفة. على سبيل المثال، قد يؤدي صب الفولاذ الأكثر تعقيدًا في النهاية إلى تقليل درجات القوة.
تأثير البنية المجهرية على درجات صب الفولاذ
تشير البنية المجهرية لصب الفولاذ إلى كيفية اتصال القوى بين الجزيئات. تُستخدم عمليات التسخين والتبريد لتغيير البنية المجهرية من شكل إلى آخر، مما يؤثر على درجات صب الفولاذ.
لا يمكن ملاحظة البنية المجهرية لسبك الصلب بالعين المجردة ولكن يمكن دراستها تحت المجهر. يمكن أن يستخدم الصلب المصبوب العديد من البنى المجهرية المختلفة - الفريت، والبرلايت، والمارتنسيت، والأسمنتيت، والأوستنيت.
الفريت
بشكل عام، يعتمد صب الفولاذ ذو المحتوى الكربوني الضحل على هذا النوع من البنية المجهرية. الشكل المميز للفريت هو بنية بلورية مكعبة متمركزة في الجسم (BCC). بصريًا، هو عبارة عن مكعب به جزيء في كل زاوية وجزيء في مركز المكعب. وبالمقارنة مع البنية المجهرية لدرجات الصلب الأخرى المصبوبة، تكون الجزيئات في BCC معبأة بشكل أكثر مرونة. ومع ذلك، فإن كمية الكربون المضافة إلى الفولاذ المصبوب دون تغيير البنية المجهرية للفريت ضئيلة، فقط 0.006% في درجة حرارة الغرفة.
أوستنيت
الأوستينيت عبارة عن بنية مجهرية تتشكل عندما يتم تسخين سبائك الصلب المسبوكة من الحديد المصبوب إلى أعلى من 1500 درجة فهرنهايت ولكن أقل من 1800 درجة فهرنهايت. إذا كانت السبيكة المناسبة موجودة في سبائك الصلب، مثل النيكل، فإن مادة الصب الفولاذية ستحافظ على هذه البنية المجهرية حتى عند تبريدها. والشكل المميز للأوستنيت هو البنية البلورية المكعبة المتمركزة في الوجه (FCC). يشبه بصريًا المكعب، يحتوي كل ركن على جزيء، ويحتوي كل جانب من المكعب على جزيء في المركز. تكون الجزيئات في بنية الأوستينيت أكثر كثافة من جزيئات الصلب المصبوب في بنية الفريت. يمكن أن يحتوي الأوستينيت على ما يصل إلى 2% من الكربون وهو بنية مجهرية شائعة في درجات الصلب المصبوب.
سيمنتيت
عندما يتم تسخين الصلب المصبوب الفولاذي إلى نطاق الأوستينيت، يجب تبريده في غياب أي سبيكة للحفاظ على شكل الأوستينيت. أي أنه يتم استعادة البنية المجهرية لصب الفولاذ إلى شكل الفريت. ومع ذلك، إذا كان محتوى الكربون في مصبوبات الصلب أكثر من 0.006%، فإن ذرات الكربون الزائدة سوف تتحد مع الحديد لتكوين مركب يسمى Fe3C أو الأسمنتيت. في الظروف العادية، لا يظهر الأسمنتيت بمفرده لأن بعض درجات سبك الصلب ستحافظ على الفريت.
بيرلايت
البيرلايت عبارة عن بنية طبقية تتكون من طبقات متناوبة من الفريت والأسمنتيت من درجات الصلب المصبوب. عندما يتم تبريد درجات الصلب المصبوب ببطء، يتكون خليط سهل الانصهار. الخليط سهل الانصهار هو خليط ينتج عن التبلور المتزامن لمادتين منصهرتين. في ظل هذه الظروف، تتشكل درجات الفريت والأسمنتيت في وقت واحد، وبالتالي تتشكل طبقات متناوبة داخل البنية المجهرية.
مارتينسايت
يحتوي المارتينسيت على بنية بلورية رباعية الزوايا متمركزة في الجسم. يتم الحصول على هذا الشكل البلوري الدقيق عن طريق التبريد السريع لصب الفولاذ، مما يؤدي إلى احتجاز ذرات الكربون داخل شبكة الحديد. وفي النهاية، يمكن الحصول على درجات صب الفولاذ بهياكل شديدة الصلابة تشبه الإبرة. وعادةً ما يكون الصلب المصبوب الفولاذي ذو البنية المارتنسيتية الدقيقة البلورية
فولاذ منخفض الكربون سبيكة تحتوي على حوالي 12% كروم.
يحتاج مصنعو مصبوبات الصلب والمستهلكون إلى فهم البنية المجهرية لدرجات صب الفولاذ ودرجات صب الفولاذ. سيؤثر كل من محتوى الكربون، وتركيز السبائك، وطرق التشطيب على درجات صب الفولاذ للتحكم في أداء المنتج النهائي. اعتمادًا على طريقة التشطيب والمعالجة الحرارية المستخدمة، قد يكون لمسبوكين من الصلب بنفس محتوى السبيكة بنية مجهرية مختلفة.
يؤثر التشكيل على الساخن والتشكيل على البارد على درجات صب الصلب
يتم تشكيل الصب الفولاذي بعد صب الفولاذ المنصهر. ثم يتم الانتهاء من صب الفولاذ لمنع التآكل. عادةً ما يتم إلقاء الصب الفولاذي في النماذج الموجودة: أزهار وقضبان وألواح. بعد ذلك، يتم تشكيل قالب عن طريق الدرفلة. وفقًا لدرجات الصب الفولاذية والمواد والتطبيق المستهدف، يمكن أن تكون مدرفلة على الساخن أو مدرفلة دافئة أو مدرفلة على البارد. في عملية الدرفلة، يكتمل تشوه الضغط باستخدام لفتي عمل. تدور البكرات بسرعة أثناء سحب الفولاذ وضغطه بين المسبوكات الفولاذية.
تأثير التشكيل على البارد على درجات الصلب المصبوب على البارد
يمكن تغيير البنية المجهرية لصب الفولاذ عن طريق التحكم في التسخين والتبريد. وقد أدى ذلك إلى تطوير مختلف درجات صب الفولاذ. يمكن أن يؤدي تغيير البنية المجهرية إلى تغيير درجات صب الفولاذ.
التشكيل على البارد هو عملية درفلة تحت درجة حرارة إعادة التبلور لصب الفولاذ. سيؤدي الضغط الذي تمارسه البكرات على الصب الفولاذي إلى حدوث خلع في البنية المجهرية للمادة، مما يؤثر على درجات الصب الفولاذي. مع تراكم هذه الاضطرابات، يصبح صب الفولاذ أكثر صلابة وأصعب في التشوه. سيؤدي الدرفلة على البارد أيضًا إلى تغيير درجات هشاشة الصلب المصبوب، والتي يمكن التغلب عليها عن طريق المعالجة الحرارية.
تأثير التشكيل على الساخن على درجات صب الفولاذ
تشمل المعالجة الحرارية سلسلة من العمليات، بما في ذلك التلدين والتبريد والتبريد والتلطيف. في درجات صب الصلب، تتناسب المرونة والقوة تناسبًا عكسيًا. يمكن أن تزيد المعالجة الحرارية من المرونة على حساب درجات قوة الصلب المصبوب والعكس صحيح.
تخضع البنية المجهرية لصب الفولاذ لتغير طوري عند درجة حرارة محددة. تعتمد المعالجة الحرارية على فهم وتشغيل نقاط انتقالية معينة:
تطبيع درجة الحرارة: الأوستينيت هو الطور الذي يشكل الهياكل الأخرى. تقوم معظم المعالجات الحرارية أولاً بتسخين الفولاذ المسبوك أولاً إلى طور الأوستينيت المنتظم من 1500-1800 درجة فهرنهايت.
درجة الحرارة الحرجة العليا: ودرجة الحرارة الحرجة العليا هي نقطة درجة الحرارة التي يبدأ عندها الإسمنتيت أو الفريت. يحدث ذلك عندما يبرد الصلب المصبوب من درجة حرارة التطبيع. واعتماداً على محتوى الكربون، تقع هذه النقطة بين 1333-1670 درجة فهرنهايت.
انخفاض درجة الحرارة الحرجة: درجة الحرارة الحرجة الدنيا هي نقطة التحول من الأوستينيت إلى البرليت. لا يمكن أن يوجد الأوستينيت تحت درجة الحرارة الحرجة الدنيا البالغة 1333 درجة فهرنهايت.
معدل التبريد: Fستحدد درجة حرارة التطبيع الرومانسية إلى درجة الحرارة الحرجة العليا والدنيا البنية المجهرية لدرجات صب الفولاذ التي يتم الحصول عليها في درجة حرارة الغرفة.
نوع المعالجة الحرارية
الكروية
ويحدث السبك الكروي عندما يتم تسخين الصلب المصبوب إلى 1290 درجة فهرنهايت تقريباً لمدة 30 ساعة. وتتحول طبقة الأسمنتيت في البنية المجهرية للبيرلايت إلى كروية، وبالتالي تشكل أكثر مصبوبات الفولاذ ليونة وسهولة في السحب.
ملدنة بالكامل
يتم تلدين مصبوب الفولاذ عن طريق تسخينه أولاً إلى درجة حرارة أعلى قليلاً من درجة الحرارة الحرجة ثم تبريده بمعدل 36 درجة فهرنهايت تقريباً في الساعة. وتنتج هذه العملية بنية من البرليت الخشن مع مرونة وعدم وجود إجهاد داخلي.
عملية التلدين
يمكن أن تقلل عملية التلدين من إجهاد درجات صب الفولاذ على البارد. يتم تسخين الصب الفولاذي إلى 1025-1292 درجة فهرنهايت. يتم إصلاح الاضطرابات في البنية المجهرية عن طريق تبريد إعادة تشكيل ما قبل البلورة لصب الفولاذ.
التلدين المتساوي الحرارة
يتم تسخين الصب الفولاذي أولاً إلى درجة الحرارة الحرجة العليا. ثم يتم تبريده إلى درجة حرارة حرجة أقل والحفاظ عليها. ثم يبرد تدريجياً إلى درجة حرارة الغرفة. تضمن هذه العملية وصول مادة الصب الفولاذية إلى درجة حرارة وبنية مجهرية موحدة قبل خطوة التبريد التالية.
تطبيع
تسخين مصبوب الصلب إلى درجة حرارة التطبيع لمدة ساعة واحدة. في هذا الوقت، يدخل الصب الفولاذي في النهاية مرحلة الأوستينيت. ثم يتم تبريد الصب الفولاذي بالهواء. ينتج عن التطبيع بنية مجهرية دقيقة من البرليت الناعم مع قوة وصلابة عالية.
التبريد
يتم تسخين الفولاذ المصبوب إلى درجة حرارة التطبيع ثم يتم إخماده (من خلال التبريد السريع عن طريق الغمر في الماء أو الماء المالح أو الزيت) إلى درجة الحرارة الحرجة العليا. ستنتج عملية التبريد بنية مارتينسيتية. في هذا الوقت، تكون درجات صب الفولاذ صعبة ولكنها هشة للغاية.
فولاذ صلب مقسّى
الصلب المقسى هو أكثر المعالجات الحرارية شيوعًا لأنه يمكن التنبؤ بدقة بدرجات صب الصلب. يتم إعادة تسخين الفولاذ المروي إلى درجة حرارة أقل من النقطة الحرجة الدنيا ثم يتم تبريده. ويختلف المناخ تبعاً للنتيجة المتوقعة - نطاق 298-401 درجة فهرنهايت هو الأكثر شيوعاً. تستعيد هذه العملية بعضًا من صلابة درجات الصلب الهش من خلال السماح بتكوين بعض الأجسام الكروية.
الخواص الميكانيكية تؤثر على درجات صب الفولاذ
تشمل الخواص الميكانيكية التي تؤثر على درجات صب الفولاذ الجوانب التالية وفقًا للمعايير الدولية. الخواص الميكانيكية الرئيسية لصب الفولاذ
الصلابة
الصلابة هي قدرة مواد الصلب المسبوكة على تحمل التآكل. ويمكن تحقيق الزيادة في الصلابة عن طريق زيادة محتوى الكربون والتبريد لتكوين المارتنسيت.
الطاقة
القوة هي القوة المطلوبة لتشويه مادة الصب الفولاذية. يؤدي تطبيع قطعة من الصب الفولاذي إلى تحسين درجات الصب الفولاذي من خلال تشكيل بنية مجهرية متسقة في جميع أنحاء المادة.
المرونة
الليونة هي درجات الصلب المصبوب على البارد المشوّه تحت إجهاد الشد. نظراً للاختلالات في البنية المجهرية، يتميز الفولاذ المشكل على البارد بمرونة منخفضة. ستعمل عملية التلدين على تحسين ذلك من خلال إعادة تشكيل بلورة الصلب المصبوب على البارد وبالتالي التخلص من بعض الاضطرابات.
الصلابة
الصلابة هي قدرة الصلب المصبوب على تحمل الضغط دون أن ينكسر. يمكن جعل الصلب المصلد أكثر صلابة عن طريق التقسية بسبب إضافة الأجسام الكروية إلى البنية المجهرية لسبك الصلب.
قابلية التصنيع
تشير قابلية التشغيل الآلي إلى درجات الصلب المصبوب الفولاذية الصعبة والسهلة التشكيل بالقطع أو الطحن أو الحفر. تتأثر قابلية التشغيل الآلي بشكل أساسي بصلابة درجات صب الفولاذ. كلما كانت المادة أكثر تعقيدًا، زادت صعوبة معالجتها.
قابلية اللحام
قابلية اللحام هي القدرة على لحام سبك الفولاذ. وتعتمد بشكل أساسي على التركيب الكيميائي والمعالجة الحرارية. وتؤثر نقاط الانصهار، وكذلك التوصيل الكهربائي والحراري، على قابلية لحام مصبوبات الصلب.
وصف الجودة بناءً على درجات صب الفولاذ
واصف الجودة هو رمز يُستخدم عند تقييم مجموعة واسعة من منتجات سبك الصلب باستخدام نظام درجات صب الصلب. على سبيل المثال، وصف الجودة التجارية أو الصناعية أو الهيكلية لصب الفولاذ. تقسم أنظمة درجات صب الفولاذ هذه الفولاذ إلى تطبيقات محددة وعمليات التصنيع إلى مجالات معينة، مما يسهل عملية صنع القرار للمستهلك. وفقاً لنظام درجات صب الصلب، يتم الحكم على جودة الصلب من خلال وصف العوامل التالية:
- الصحة الداخلية
- التركيب الكيميائي والتوحيد الكيميائي
- درجة عيب السطح
- نطاق الاختبار في عملية التصنيع
- عدد الشوائب وحجمها وتوزيعها
- الصلابة
نظام تصنيف درجات الصب الصلب
وقد أصدرت كل من ASTM و AISI و SAE نظام تصنيف درجات صب الصلب، والذي يوفر للمهندسين والمصنعين والمستهلكين معيارًا مرجعيًا للحكم على خصائص الصلب. وعادةً ما تكون درجات صب الفولاذ محددة، حيث تصف العديد من الجوانب مثل التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية والمعالجة الحرارية وعملية التصنيع وشكل الفولاذ.
نظام درجات سبك الصلب ASTM الخاص بـ ASTM
يأخذ نظام ASTM الوصفي لدرجات الصلب المصبوب من ASTM شكل حروف متبوعة بأرقام تسلسلية. على سبيل المثال، استخدم الحرف "A" للمعادن الحديدية والرقم "53" لرقم الصلب الكربوني المجلفن. يتضمن معنى ASTM A53 ما يلي:
التركيب الكيميائي:
الكربون: 0.25 (الدرجة A)، 0.30 (الدرجة B)
المنجنيز: 0.95 (الدرجة أ)، 1.20 (الدرجة ب)
الفوسفور: 0.05
الكبريت: 0.045
السلوك الميكانيكي:
قوة الشد: 330 ميجا باسكال أو 48,000 رطل لكل بوصة مربعة (الدرجة A)، 414 ميجا باسكال أو 60,000 رطل لكل بوصة مربعة (الدرجة B)
قوة الصلابة: 207 ميجا باسكال أو 30,000 رطل لكل بوصة مربعة (الدرجة A)، 241 ميجا باسكال أو 35,000 رطل لكل بوصة مربعة (الدرجة B)
الشكل والمعالجة:
أنبوب NPS 1/8 - NPS 26
الفولاذ المجلفن
الأسود والغمس الساخن
المجلفن
لحام سلس
نظام درجات سبك الصلب SAE
يستخدم نظام درجات سبك الصلب AISI/SAE أربعة أرقام لتصنيف سبك الصلب. يشير أول رقمين إلى تركيز درجة الفولاذ وعناصر السبائك، ويشير آخر رقمين إلى تركيز الكربون الموجود في مسبوكات الفولاذ. على سبيل المثال، SAE 5130 يصف الصلب المصبوب من الصلب الذي يحتوي على 1% كروم و0.30% كربون. تشير بادئة الحرف إلى جودة التاجر.
Dawang متخصصة في صب الفولاذ الشعبي من درجات صب الفولاذ المختلفة. بالنسبة لصب الفولاذ، نشير إلى معايير درجات صب الفولاذ من WCB و WCC. لقد أصبح صب الفولاذ مجال الصلب Dawang الاحترافي الذي يمكن أن يلبي العديد من التطبيقات. نرحب بالعملاء للاتصال بنا في أي وقت وإخبارنا باحتياجاتك حتى نتمكن من تقديم اقتراحات لك.
