الدرجة A مقابل AH36 - التركيب، المعالجة الحرارية، الخصائص، والتطبيقات
شارك
Table Of Content
Table Of Content
مقدمة
في بناء السفن وتصنيع الألواح الثقيلة، يختار المهندسون والمتخصصون في الشراء بشكل متكرر بين الفولاذ الهيكلي العام منخفض القوة وفولاذ الهيكل العالي القوة. عادةً ما تتركز المقايضات على التكلفة وسهولة التصنيع (قابلية اللحام، وقابلية التشكيل) مقابل الحاجة إلى قوة عائد/شد أعلى وتقليل الوزن. تشمل سياقات القرار النموذجية لوحات الهيكل والدعائم، والهياكل البحرية، والجسور، والمعدات الثقيلة حيث تكون القوة مقابل الوزن والصلابة تحت درجات الحرارة المنخفضة مهمة.
التمييز الفني الأساسي بين الفولاذين اللذين تم فحصهما هنا هو أن الدرجة A تمثل لوحة هيكلية تقليدية بسفينة ذات قوة دنيا محددة أقل، بينما AH36 هو فولاذ بناء سفن عالي الشد مع خصائص قوة عائد وشد دنيا محددة أعلى وسبائك/ميكروسبائك محكومة لتحقيق توازن محسّن بين القوة والصلابة. نظرًا لأن كلاهما مشمول بمواصفات بناء السفن المماثلة (على سبيل المثال ASTM A131 / جمعيات التصنيف المعادلة)، يتم مقارنتهما عادةً عندما يقيم المصممون القوة، وقابلية اللحام، والتكلفة لمكونات الهيكل والهيكل.
1. المعايير والتسميات
- المعايير والتصنيفات الدولية الشائعة التي تغطي هذه الفولاذات:
- ASTM/ASME: ASTM A131 (الفولاذ، الهيكلي، للسفن) — يشمل الدرجة A، B، D، E، AH36، DH36، EH36.
- جمعيات التصنيف: ABS، DNV، LR، NK، إلخ، تستخدم أسماء درجات معادلة (A، AH36، إلخ) في قواعدها.
- EN / JIS / GB: تستخدم المعايير الأوروبية والوطنية أسماء درجات مختلفة (على سبيل المثال، EN S235، S355) ولكن فولاذات بناء السفن لها معادلات؛ يجب تأكيد الإشارة المباشرة.
- تصنيف نوع المادة:
- الدرجة A (ASTM A131 الدرجة A): فولاذ هيكلي كربوني بسيط/سبائك منخفضة (لوحة سفينة تقليدية)
- AH36 (ASTM A131 AH36): فولاذ بناء سفن عالي القوة؛ في الأساس لوحة فولاذية منخفضة السبائك عالية القوة (HSLA) مع سبائك ميكرو محكومة في العديد من طرق التسخين
2. التركيب الكيميائي واستراتيجية السبائك
نطاقات التركيب التمثيلية (وزن%). تعتمد الحدود المسموح بها الفعلية على المواصفة، وممارسات المصنع، وسمك اللوحة — استشر مواصفة الشراء أو شهادة المصنع للحصول على القيم الدقيقة.
| عنصر | الدرجة A (نطاق تمثيلي، وزن%) | AH36 (نطاق تمثيلي، وزن%) |
|---|---|---|
| C | ≤ 0.18 | ≤ 0.18–0.20 |
| Mn | 0.6–1.35 | 1.0–1.7 |
| Si | ≤ 0.35 (عادةً منخفض) | ≤ 0.35–0.50 |
| P | ≤ 0.035 | ≤ 0.035 |
| S | ≤ 0.035 | ≤ 0.035 |
| Cr | أثر (غير محدد) | أثر–صغير (أحيانًا موجود) |
| Ni | أثر | أثر |
| Mo | أثر | أثر/صغير (أحيانًا) |
| V | عادةً ≤0.02 | قد تحتوي على ميكروسبائك V (0.01–0.10) |
| Nb (Cb) | عادةً لا شيء أو أثر | قد تحتوي على Nb (ميكروسبائك) |
| Ti | أثر (إن وجد) | قد تكون موجودة للتحكم في الشوائب |
| B | أثر | أثر |
| N | بقايا منخفضة | بقايا منخفضة |
ملاحظات: - عادةً ما يتم صياغة الدرجة A كفولاذ سفينة كربوني بسيط/سبائك منخفضة مع ميكروسبائك ضئيلة. تم تصميم AH36 لتحقيق قوة أعلى؛ غالبًا ما تستخدم المصانع مستويات أعلى قليلاً من Mn ومستويات منخفضة من عناصر الميكروسبائك (Nb، V، Ti) ومعالجة محكومة (درفلة حرارية ميكانيكية) بدلاً من محتوى الكربون العالي، لزيادة القوة مع الاحتفاظ بالصلابة وقابلية اللحام. - تزيد السبائك من قوة العائد/الشد (Mn، الميكروسبائك) وقابلية التصلب؛ كما أن الميكروسبائك تصقل حجم الحبيبات وتساهم في القوة من خلال تقوية الترسيب والدرفلة المحكومة.
3. البنية المجهرية واستجابة المعالجة الحرارية
- البنى المجهرية النموذجية:
- الدرجة A: تنتج عن الدرفلة المحكومة أو الدرفلة الساخنة البسيطة؛ البنية المجهرية عمومًا هي الفريت–البرليت أو الفريت متعدد الأضلاع مع برليت متناثر. حجم الحبيبات كافٍ للصلابة العامة ولكنه ليس محسنًا للقوة العالية.
- AH36: تنتج عن الدرفلة المحكومة ومعالجة التبريد المعجل/الحرارية الميكانيكية المحتملة لإنتاج بنية مجهرية تشبه الفريت/الباينيت مع ترسيبات ميكروسبائكية متناثرة؛ تهدف البنية المجهرية إلى تحقيق توازن ملائم بين القوة والصلابة تحت درجات الحرارة المنخفضة.
- استجابة المعالجة الحرارية:
- يتم توفير كلا الدرجتين في حالة مدرفلة ساخنة. لا يتم عادةً تطبيع هذه الفولاذات أو تبريدها وتلطيفها كالممارسة القياسية لألواح السفن؛ بدلاً من ذلك، يتم تحقيق الخصائص الميكانيكية من خلال التركيب وممارسة الدرفلة.
- يمكن أن يؤدي التطبيع إلى تحسين حجم الحبيبات وقد يزيد من الصلابة لكليهما، ولكنه لا يستخدم عادةً للألواح الكبيرة بسبب التكلفة ومخاطر التشوه.