دليل الفولاذ الكربوني الأسود

يتميز الفولاذ الكربوني بقوته، وتتراوح قوته الشدية بين 400 و1200 ميجا باسكال، حسب محتوى الكربون والمعالجة الحرارية.

تقدم مجموعة SteelPro مجموعة واسعة من فولاذ الكربون بدرجات قوة مختلفة لعملائها في مختلف البلدان. كما نقدم خيارات تخصيص متنوعة تناسب مشروعك. بعد ذلك، سنشرح بالتفصيل ما يجعل فولاذ الكربون متينًا للغاية، ونقدم نصائح الخبراء حول كيفية اختيار درجة فولاذ الكربون المناسبة لمشاريعك.

ما هو الفولاذ الكربوني الأسود؟

الفولاذ الكربوني الأسود هو فولاذ متوسط السبائك، يُصلب بالهواء، ويتميز بثبات أبعاده ومتانته ومقاومته المتوسطة للتآكل. يُستخدم الفولاذ الكربوني الأسود في قوالب القطع، وأدوات التشكيل، والقوالب البلاستيكية، حيث تكون الدقة ومقاومة التعب الحراري أمرًا بالغ الأهمية. يحقق الفولاذ الكربوني الأسود المُصلّب درجة صلابة 61-62 HRC، مع متانة أكبر من السبائك المقاومة للتآكل مثل D2.

توفر مجموعة SteelPro فولاذًا أسود الكربون، مطابقًا لمعيار UNS T30106 ومطابقًا لمعايير ASTM A681. تشمل الأشكال الشائعة أنابيب وألواحًا دائرية من الفولاذ الأسود الكربوني.

الخصائص الميكانيكية للفولاذ الكربوني الأسود 

يوضح الجدول أدناه الخصائص الميكانيكية المحددة للرجوع إليها.

الخصائص الفيزيائية للفولاذ الكربوني الأسود

يوضح الجدول أدناه ملخصًا لخصائصه الفيزيائية الرئيسية للرجوع إليها.

تطبيقات الفولاذ الكربوني الأسود

يُستخدم الفولاذ الكربوني الأسود على نطاق واسع في مختلف الصناعات بفضل قوته ومتانته وسعره المناسب. فيما يلي بعض التطبيقات الأكثر شيوعًا:

1. البناء والبنية التحتية

يُستخدم الفولاذ الكربوني الأسود بكثرة في تشييد المباني والجسور والهياكل الداعمة. فقوة شدّه العالية تجعله مثاليًا للهياكل وقضبان التسليح والمكونات الحاملة للأحمال.

2. أنظمة الأنابيب والسباكة

بفضل مقاومته للضغط والإجهاد الميكانيكي، يُستخدم الفولاذ الكربوني الأسود بكثرة في أنابيب المياه والغاز والنفط. وهو شائع الاستخدام بشكل خاص في البيئات الصناعية التي تتطلب قوة وموثوقية عالية.

3. صناعة السيارات

تُصنع العديد من مكونات المركبات، مثل الشاسيه والمحاور والإطارات، من الفولاذ الكربوني الأسود. يوفر هذا الفولاذ السلامة الهيكلية اللازمة لمركبات الركاب والمركبات التجارية.

4. التصنيع والمعدات الثقيلة

غالبًا ما تستخدم أجزاء الآلات والأدوات الصناعية وأغلفة المعدات الفولاذ الكربوني الأسود لأنه يمكنه تحمل التآكل والتلف في ظل ظروف التشغيل القاسية.

5. المعدات الزراعية

من المحاريث إلى مكونات الجرارات، يلعب الفولاذ الكربوني الأسود دورًا رئيسيًا في الأدوات والآلات الزراعية، حيث تعد المتانة ومقاومة الصدمات أمرًا حيويًا.

6. بناء السفن والتطبيقات البحرية

إن قوتها وفعاليتها من حيث التكلفة تجعل الفولاذ الكربوني الأسود مادة مفضلة لبناء هياكل السفن والمكونات البحرية الأخرى، وخاصة عند إضافة الحماية من التآكل.

7. الأسوار والحواجز

يستخدم الفولاذ الكربوني الأسود بشكل شائع في الهياكل الخارجية مثل الأسوار والبوابات وحواجز الطرق السريعة، حيث تعد متانته ميزة رئيسية.

تصنيع الفولاذ الكربوني الأسود والمعالجة الحرارية

تعمل المعالجة الحرارية على تخصيص صلابة الفولاذ الكربوني الأسود ومتانته واستقراره للتطبيقات الصعبة مثل الأدوات الدقيقة والمكونات المقاومة للتآكل.

في مجموعة ستيل برو، نوفر الفولاذ الكربوني الأسود في ظروف مُلَدَّنة، أو مُقَسَّاة مسبقًا، أو مُعالَجة بالكامل، لتلبية احتياجاتكم الخاصة. فيما يلي دليل مُفصَّل لعملية المعالجة الحرارية.

تشكيل

يجب تشكيل الفولاذ الكربوني الأسود عند درجة حرارة تتراوح بين 900 و1150 درجة مئوية (1650 و2100 درجة فهرنهايت). يُعد التلدين إلزاميًا بعد التشكيل، لأن التشكيل يُدخل إجهادات داخلية وحبيبات غير منتظمة قد تُضعف الخواص الميكانيكية. 

التلدين

يلزم إجراء التلدين بعد المعالجة الساخنة أو قبل إعادة التصلب لاستعادة اللدونة وتحسين قابلية التصنيع. تتراوح الصلابة بعد هذه العملية عادةً بين 197-229 HB.

يجب الحفاظ على درجة الحرارة عند 800-850 درجة مئوية (1475-1560 درجة فهرنهايت). بمجرد الوصول إلى درجة الحرارة المستهدفة، انقع الفولاذ لمدة ساعة لكل 25.4 مم (1 بوصة) من السُمك لضمان وصول اللب والسطح إلى ظروف موحدة. بعد النقع، قم بتبريد الفولاذ في الفرن بمعدل متحكم فيه يتراوح بين 15-20 درجة مئوية (27-36 درجة فهرنهايت) في الساعة حتى يصل إلى حوالي 650 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت). من هذه النقطة، اترك الفولاذ يبرد في الهواء إلى درجة حرارة الغرفة. 

التصلب

• أوستينيتينغ

قم بتسخين الفولاذ إلى درجة حرارة تتراوح بين 815 و870 درجة مئوية (1500 و1600 درجة فهرنهايت). اترك الفولاذ عند هذه الدرجة لمدة 30 دقيقة لكل 25.4 مم (1 بوصة) من السُمك لضمان التحول الكامل.

• إخماد

يجب تبريد المقاطع الرقيقة (<25.4 مم أو 1 بوصة) بالهواء عند درجة حرارة تقريبية تبلغ 800 درجة مئوية (1475 درجة فهرنهايت). قد تتطلب المقاطع الأكثر سمكًا (≥25.4 مم أو 1 بوصة) تبريدًا بالزيت بدءًا من 815-870 درجة مئوية (1500-1600 درجة فهرنهايت) لمعدلات تبريد مناسبة. يساعد اختيار وسط التبريد في منع التشقق مع تحقيق الصلابة الكافية.

التلطيف

يتم إجراء عملية التلدين مباشرة بعد التبريد لتقليل الهشاشة وتحسين الصلابة. يجب تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة التلدين المطلوبة والاحتفاظ به لمدة ساعة لكل 25.4 مم (1 بوصة) من السُمك.

يتراوح النطاق الأمثل للتخمير لموازنة الصلابة والمتانة بين 150 و315 درجة مئوية (300 و600 درجة فهرنهايت). وهذا النطاق مناسب لمعظم التطبيقات التي تتطلب صلابة متوسطة ومقاومة للتآكل. أما بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب صلابة أعلى، فيمكن استخدام التخمير عند 425 و540 درجة مئوية (797 و1000 درجة فهرنهايت)، على الرغم من أن هذا يقلل من الصلابة قليلاً. 

تحسين الفولاذ الكربوني الأسود

يمكن أن يخضع الفولاذ الكربوني الأسود للمعالجة بالتبريد العميق بعد الإطفاء أو دورات التلطيف الممتدة أثناء المعالجة الحرارية لتحسين الأداء لتطبيقات محددة.

• العلاج بالتبريد:يحول الأوستينيت المحتفظ به عند درجة حرارة -196 درجة مئوية (-320 درجة فهرنهايت)، مما يحسن مقاومة التآكل والاستقرار البعدي. مثالي للأدوات الدقيقة.
• التلطيف الممتد:تعمل دورات التلطيف المتعددة على تقليل الأوستينيت وتحسين الصلابة، مما يوفر بديلاً فعالاً من حيث التكلفة.

الارتقاء بتجربة الفولاذ الكربوني الأسود

في مجموعة ستيل برو، لا نكتفي بتوفير المواد فحسب، بل نقدم الحلول أيضًا. من القضبان والألواح إلى الصفائح والقطع الدائرية، تُصنع منتجاتنا من الفولاذ الكربوني الأسود وفقًا لأعلى معايير الصناعة. 

لا نتوقف عند توفير المواد الخام فحسب، بل صُممت خدمات المعالجة الشاملة لدينا لمساعدتكم على تعظيم إمكانات الفولاذ الكربوني الأسود في تطبيقاتكم، بما في ذلك المعالجة الحرارية، والتصنيع حسب الطلب، وطحن الأسطح، وتلميعها.

مع SteelPro Group، لا تحصل فقط على الفولاذ الكربوني الأسود، بل تحصل أيضًا على شريك ملتزم بنجاحك.