الصلابة الإضافية في الربيع: الصلابة النهائية في إنتاج الصلب المدلفن على البارد
شارك
Table Of Content
Table Of Content
التعريف والمفهوم الأساسي
يشير "التخمير الزائد الربيعي" إلى حالة معينة للفولاذ المدرفل على البارد تتميز بقوة عائد عالية للغاية، وصلابة، وخصائص مرنة. تمثل هذه الحالة أعلى مستوى من تصلب العمل البارد الذي يتم تطبيقه على منتجات الفولاذ المدرفلة، مع تحقيق تقليل في السمك يتراوح بين 80-90% من خلال الدرفلة على البارد. تخلق هذه الحالة مواد ذات خصائص ارتداد استثنائية، وثبات أبعاد، ومقاومة للتشوه الدائم.
يقع "التخمير الزائد الربيعي" في الطرف المتطرف من طيف صلابة التخمير لمنتجات الفولاذ المدرفل على البارد. من الناحية المعدنية، تمثل الحالة المادية التي شهدت فيها التركيبة البلورية للمعدن تشويهاً شديداً، مما ينتج عنه كثافة عالية من العيوب التي تعيق بشكل كبير المزيد من التشوه اللدني. هذه الحالة مهمة بشكل خاص في التطبيقات التي تتطلب من المواد الحفاظ على شكلها تحت ظروف ضغط عالية.
تمتد أهمية "التخمير الزائد الربيعي" إلى ما هو أبعد من مقاييس الصلابة البسيطة، حيث تمثل توازناً مهندساً بعناية بين القوة والقيود الخاصة بالتشكيل والاستجابة المرنة. ضمن المجال الأوسع لعلم المعادن، تجسد كيف يمكن أن تؤثر معالجة التشوه المُتحكم بها بشكل كبير على الخصائص الميكانيكية دون تغيير التركيب الكيميائي.
الطبيعة الفيزيائية والأساس النظري
الآلية الفيزيائية
على المستوى المجهري، يؤدي "التخمير الزائد الربيعي" إلى تشويه بلاستيكي شديد أثناء الدرفلة على البارد، مما ينشئ كثافة عيوب عالية للغاية داخل الشبكة البلورية. تصبح هذه العيوب متشابكة وتشكل شبكات معقدة تقيد الحركة بشكل كبير. المسافة المتوسطة بين العيوب تتناقص بشكل كبير، وغالباً ما تصل إلى 10⁻⁸ إلى 10⁻⁷ متر.
تصبح هيكل الحبيبات ممتدة بشكل كبير في اتجاه الدرفلة، حيث تتحول الحبيبات الأصلية المتساوية الشكل إلى هياكل مسطحة تشبه الفطائر. تسهم هذه البنية الموجهة في الخصائص الميكانيكية غير المتجانسة. بالإضافة إلى ذلك، قد يحدث ترسيب نتيجة لإجهاد معين في أنظمة سبائك معينة، مما يسهم في تأثير تعزيز القوة من خلال آليات تصلب الترسيب.
النماذج النظرية
النموذج النظري الأساسي الذي يصف "التخمير الزائد الربيعي" هو نظرية العيوب من تصلب العمل، وبشكل خاص علاقة تايلور. يربط هذا النموذج بين قوة العائد وكثافة العيوب من خلال المعادلة التي تربط إجهاد التدفق بجذر كثافة العيوب.
تطور الفهم التاريخي لتصلب العمل البارد من الملاحظات التجريبية في أوائل القرن العشرين إلى نظريات أكثر تعقيداً قائمة على العيوب تم تطويرها بواسطة تايلور وأورووان وآخرين في الثلاثينيات والخمسينيات. تتضمن الأساليب الحديثة نظريات اللدونة الناتجة عن تدرجات الإجهاد، لتجنب تأثيرات الحجم وأنماط التشوه غير المتجانسة.
تتضمن الاتجاهات النظرية نماذج اللدونة الكريستالية التي تأخذ في الاعتبار أنظمة الانزلاق الفردية وتفاعلاتها، مقابل أساليب ميكانيكا المائع التي تعالج المادة كوسيط متجانس. توفر الأساليب الأولى رؤى بشأن البنية المجهرية بينما توفر الأخيرة كفاءة حسابية أكبر لتطبيقات الهندسة.
أساس علم المواد
يغير "التخمير الزائد الربيعي" بشكل أساسي التركيب البلوري من خلال إدخال كثافات عالية من العيوب وعيوب أخرى. يتسبب التشويه الشديد في خلق العديد من الحدود الحبيبية ذات الزاوية المنخفضة والحبيبات الفرعية، مما يقسم الحبيبات الأصلية إلى مجالات أصغر ذات اتجاهات مختلفة قليلاً.
تصبح الحدود الحبيبية وحدود الحبيبات الفرعية ميزات بنيوية دقيقة حرجة تعيق حركة العيوب. تصبح علاقة هول-بتش ذات صلة خاصة، حيث يقل الحجم الفعال للحبيبات بشكل كبير من خلال التقسيم. تساهم هذه التنقية البنائية بشكل كبير في تأثير التعزيز.
ترتبط هذه الخاصية بمبادئ علم المواد الأساسية بما في ذلك تصلب العمل، وتخزين طاقة الإجهاد، وميكانيكا العيوب. تجسد كيفية تخزين الطاقة الناتجة عن التشوه البلاستيكي داخل بنية الميكرو المادة، مما يخلق حالة غير مستقرة بأبعاد مختلفة بشكل كبير عن الحالة المعالجة.
التعبير الرياضي وطرق الحساب
صيغة التعريف الأساسية
تتبع العلاقة الأساسية التي تصف تأثير تعزيز "التخمير الزائد الربيعي" معادلة تايلور:
$$\tau = \tau_0 + \alpha G b \sqrt{\rho}$$
حيث $\tau$ يمثل إجهاد القص المطلوب للتشوه البلاستيكي، $\tau_0$ هو إجهاد القص الحرج الأولي، $\alpha$ هو ثابت (عادةً 0.3-0.5)، $G$ هو معام الخضوع، $b$ هو مقدار متجه بورغر، و$\rho$ هو كثافة العيوب.
الصيغ الحسابية ذات الصلة
يمكن تقدير العلاقة بين قوة العائد والصلابة لمواد "التخمير الزائد الربيعي" بواسطة:
$$\sigma_y \approx \frac{HV}{3} \times 9.807$$
حيث $\sigma_y$ هي قوة العائد بوحدة ميغاباسكال و$HV$ هو رقم صلابة فيكرز.
يمكن حساب سلوك الارتداد، الذي يعتبر حرجًا للعديد من التطبيقات، باستخدام:
$$K = \frac{R_f}{R_i} = \frac{4\left(\frac{R_i}{t}\right)^2 - 3}{4\left(\frac{R_i}{t}\right)^2 - 1}$$
حيث $K$ هو عامل الارتداد، $R_f$ هو نصف القطر النهائي بعد الارتداد، $R_i$ هو نصف القطر الأولي لتشكيل المادة، و$t$ هو سمك المادة.
الظروف القابلة للتطبيق والقيود
تكون هذه الصيغ صحيحة عمومًا للمواد المتجانسة تحت ظروف تشوه منتظم. تفترض معادلة تايلور وجود توزيع عشوائي للعيوب وتصبح أقل دقة عند كثافات عيوب عالية جدًا حيث تتشكل هياكل خلايا العيوب.
علاقة صلابة قوة العائد هي الأكثر دقة ضمن نطاقات صلابة محددة (عادةً من 150-600 HV) وقد تنحرف للمواد الصلبة جدًا أو تلك ذات البنى المجهرية المعقدة. تفترض صيغة الارتداد سلوك المادة اللدني المرن المثالي وتتجاهل تأثيرات عدم التجانس.
تفترض هذه النماذج ظروف درجات الحرارة العادية والتحميل شبه الثابت. يمكن أن تؤثر ظروف التحميل الديناميكي، ودرجات الحرارة المرتفعة، أو البيئات التآكلية بشكل كبير على استجابة المادة وتحد من قابلية تطبيق هذه الصيغ.
طرق القياس والتوصيف
مواصفات الاختبار القياسية
- ASTM A794: مواصفات قياسية للفولاذ التجاري، لوحة، كربوني، مدرفل على البارد، جودة نابضة
- ASTM E8/E8M: طرق اختبار قياسية لاختبار الشد للمواد المعدنية
- ISO 6892-1: المواد المعدنية - اختبار الشد - الجزء 1: طريقة الاختبار عند درجة حرارة الغرفة
- ASTM E18: طرق اختبار قياسية لصلابة روكويل للمواد المعدنية
أجهزة ومبادئ الاختبار
تستخدم آلات اختبار الشد المزودة بخلايا تحميل عالية الدقة عادةً لقياس قوة العائد، قوة الشد، ومعامل المرونة. وتستخدم هذه الأنظمة عادةً أجهزة قياس لتحديد الدرجات بدقة أثناء التحميل.
توفر أجهزة اختبار الصلابة بما في ذلك روكويل، فيكرز، واختبارات الصلابة الدقيقة قياسات غير مباشرة لقوة المادة. المبدأ يتضمن قياس المقاومة للانغماس تحت ظروف تحميل محكومة.
قد تستخدم التوصيفات المتقدمة أشعة X (XRD) لقياس الإجهادات المتبقية والملمس، أو قياس انكسار الإلكترونات المرتدة (EBSD) لتحليل بنية الحبيبات وعلاقات الاتجاهات على المستوى المجهري.
متطلبات العينة
تتبع العينات القياسية لشد الأبعاد المحددة في ASTM E8، عادةً بطول Gauge يبلغ 50 مم وعرض 12.5 مم للمواد اللوحية. يتم الحفاظ على السمك عند سمك المنتج الفعلي.
يتطلب إعداد السطح إزالة القشور، والزيوت، والملوثات الأخرى التي قد تؤثر على نتائج الاختبار. يجب صقل العينات بعناية للوصول إلى سطح مرآة، يتبعها غالبًا حمض كيميائي للكشف عن الميزات الميكروهيكلية.
يجب قطع العينات بحيث يتماشى محورها مع اتجاهات معينة بالنسبة لاتجاه الدرفلة (طولي، عرضي، أو بزاوية 45°) لأخذ تأثير عدم التجانس في الخصائص الميكانيكية بعين الاعتبار.
معلمات الاختبار
يتم اختبار الصلابة القياسية عند درجة حرارة الغرفة (23±5 مئوية) وفي ظروف جوية طبيعية. ينبغي ضبط الرطوبة تحت 70% لمنع تأثيرات تآكل السطح.
تستخدم اختبارات الشد عادةً معدلات إجهاد تتراوح بين 10⁻⁴ و10⁻³ ثواني^-1 لتحديد دقيق لقوة العائد. يمكن استخدام معدلات إجهاد أعلى لبعض التطبيقات المحددة ولكن يجب الإبلاغ عنها مع النتائج.
تتطلب اختبارات الصلابة أوزان انغماس محددة وزمن تعليق وفقًا للمقياس المختار (مثل 150 كجم لوحدة مقياس روكويل C مع وقت تعليق مدته 10 ثوان).
معالجة البيانات
تُحوّل بيانات القوة-الإزاحة الخام الناتجة من اختبارات الشد إلى منحنيات إجهاد-إزاحة باستخدام أبعاد العينة الأولية. تُحدد قوة العائد باستخدام طريقة الانحراف بنسبة 0.2% بسبب غياب نقطة عائد واضحة.
تتطلب التحليلات الإحصائية عادةً حدًا أدنى من ثلاث عينات لكل حالة، مع الإبلاغ عن النتائج كقيم متوسطة مع الانحراف المعياري. يمكن استبعاد القيم الشاذة بناءً على معيار شوفنيه أو طرق إحصائية مماثلة.
تحسب القيم النهائية للخصائص وفقًا للمعايير ذات الصلة، حيث تكون قوة العائد، قوة الشد، ومعامل المرونة هي المؤشرات الرئيسية لمواد "التخمير الزائد الربيعي".
نطاقات القيم النموذجية
تصنيف الفولاذ | نطاق القيمة النموذجي | شروط الاختبار | المعيار المرجعي |
---|---|---|---|
AISI 1074/1075 | YS: 1700-2100 ميغاباسكال، TS: 1800-2200 ميغاباسكال | درجة حرارة الغرفة، معدل إجهاد 0.001/ثانية | ASTM A684 |
AISI 301 Stainless | YS: 1300-1500 ميغاباسكال، TS: 1400-1700 ميغاباسكال | درجة حرارة الغرفة، الاتجاه الطولي | ASTM A666 |
SAE 1095 | YS: 1800-2200 ميغاباسكال، صلابة: 45-50 HRC | درجة حرارة الغرفة، طريقة الانحراف 0.2% | ASTM A682 |
Chrome Silicon Alloy | YS: 1900-2300 ميغاباسكال، TS: 2000-2400 ميغاباسكال | درجة حرارة الغرفة، الاتجاه العرضي | ASTM A877 |
تنتج التباينات داخل كل تصنيف أساسًا من اختلافات في التركيب الكيميائي الدقيق، ودرجة الشغل البارد الدقيقة، وسجل المعالجة السابقة. يمكن أن تؤثر التباينات الطفيفة في محتوى الكربون (±0.05%) بشكل كبير على الخصائص الميكانيكية النهائية.
يجب تفسير هذه القيم كنطاقات نموذجية بدلاً من حدود ثابتة. يجب على المهندسين المصممين استخدام الحد الأدنى من هذه النطاقات لحسابات التصميم المحافظة ما لم يتوفر شهادة مادة محددة.
يوجد اتجاه واضح عبر هذه الأنواع من الفولاذ يظهر أن محتوى الكربون الأعلى يمكن عمومًا من تحقيق مستويات قوة أعلى في حالة "التخمير الزائد الربيعي".
تحليل التطبيقات الهندسية
اعتبارات التصميم
يجب على المهندسين أن يأخذوا في اعتبارهم قوة العائد العالية ولكن اللدونة المحدودة لمواد "التخمير الزائد الربيعي" في حسابات التصميم. عادة ما يتم تطبيق عوامل الأمان من 1.5-2.0 على قيم قوة العائد لأخذ تقلبات المادة وتركيزات الضغط المحتملة بعين الاعتبار.
يجب أخذ الخصائص الاتجاهية الواضحة (عدم التجانس) بعين الاعتبار، مع تصاميم تحمل المادة في اتجاه القوة القصوى المثلى. تصبح أداء التعب مهمًا بشكل خاص، حيث تستخدم هذه المواد غالبًا في تطبيقات التحميل الدوري.
تؤثر قرارات اختيار المادة على التوازن بين متطلبات القوة، واحتياجات القابلية للتشكيل، واعتبارات التكلفة. يتم اختيار مواد "الت خمير الزائد الربيعي" عندما تكون تخزين الطاقة المرنة القصوى أو الاستقرار الأبعاد الاستثنائي تحت الحمل مطلوبًا.
المجالات الرئيسية للتطبيق
يعتمد صناعة تعليق السيارات بشكل كبير على مواد "التخمير الزائد الربيعي" للنوابض الورقية، النوابض الحلزونية، وشرائط المثبتة. هذه المكونات تتطلب حدودًا مرنة عالية لتخزين وإطلاق الطاقة بفعالية بينما تحافظ على استقرار الأبعاد عبر آلاف دورات التحميل.
تستخدم صناعة الإلكترونيات مواد "التخمير الزائد الربيعي" للاتصالات الكهربائية، والم connectors، وقطع التبديل. تتطلب هذه التطبيقات مواد تحافظ على ضغط الاتصال المتسق لفترات طويلة بينما تقاوم الاسترخاء التآكلي والتشوه الدائم.
تشمل التطبيقات الإضافية أجهزة قياس دقيقة، وأدوات طبية حيث يكون استقرار الأبعاد تحت الحمل أمرًا حاسمًا. تستفيد الأدوات الجراحية، على سبيل المثال، من مجموعة القوة العالية، والقدرة الممتازة على استرداد المرونة، والمقاومة الجيدة للتآكل التي تقدمها الفولاذ المقاوم للصدأ في حالة "التخمير الزائد الربيعي".
التجارة مقابل الأداء
تمثل العلاقة بين القوة والقابلية للتشكيل تبادلًا أساسيًا. تظهر مواد "التخمير الزائد الربيعي" قابلية تشكيل محدودة، مع الحد الأدنى لزوايا الانحناء التي تتراوح عادةً بين 4-8 مرات سمك المادة، مما يحد من العمليات التشكيلية المعقدة.
ترتبط القوة والصلابة عكسياً مع القوة العالية لمواد "التخمير الزائد الربيعي". تؤدي كثافة العيوب العالية التي توفر القوة أيضًا إلى تقليل قدرة المادة على امتصاص الطاقة من خلال التشوه البلاستيكي قبل الكسر.
يوازن المهندسون بين هذه المتطلبات المتنافسة من خلال اختيار السمك المناسب للمادة، مع أخذ التصاميم الهجينة التي تتضمن المعالجة الحرارية المحلية في الاعتبار، أو تطبيق أساليب تصنيع بديلة مثل التشكيل قبل عمليات التصلب النهائية.
تحليل الفشل
يمثل فشل التعب الوضع الأكثر شيوعًا لفشل مكونات "التخمير الزائد الربيعي". عادة ما تبدأ الشقوق عند العيوب السطحية، أو الشوائب، أو نقاط تركيز الضغط، ثم تنمو عموديًا على اتجاه الضغط الرئيسي.
يتضمن آلية الفشل التشوه البلاستيكي الدوري على المستوى المجهري، حتى عندما تظل الضغوط الكلية تحت نقطة العائد. يؤدي ذلك إلى تكوين أحزمة انزلاق مستدامة، وتطوير إدخال/إخراج، وفي النهاية بدء وانتشار الشقوق.
تشمل استراتيجيات التخفيف معالجة السطح مثل معالجة الخيرزانلتوليد إجهادات باقية مضغوطة، والسيطرة الحذرة على جودة السطح لتقليل تركيزات الإجهاد، والتعديلات التصميمية لتقليل سعات الضغط خلال الخدمة.
العوامل المؤثرة وطرق التحكم
تأثير التركيب الكيميائي
محتوى الكربون هو العنصر الرئيسي المؤثر على خصائص "التخمير الزائد الربيعي"، حيث يتيح الكربون الأعلى (0.7-1.0%) تحقيق مستويات أعلى من الصلابة والقوة. يعزز السيليكون (1-2%) الخصائص المرنة ويحسن استقرار التخمير.
يجب السيطرة بعناية على العناصر الدقيقة مثل الفوسفور والكبريت، حيث يمكنها تكوين شوائب هشة تعمل كنقاط بدء لشقوق التعب. يحدد الفولاذ الربيعي الحديث عادةً مستويات قصوى تبلغ 0.025% لهذه العناصر.
يركز تحسين التركيب على تحقيق توازن بين القوة، القابلية للتشكيل، ومقاومة التعب. يمكن أن تؤدي الـ microalloying بالفلزات مثل الفاناديوم أو النيوبيوم إلى تحسين التركيب البلوري وتحسين الخصائص، بينما تضمن العناصر المتبقية المُتحكم فيها الأداء المتسق.
تأثير البنية المجهرية
تؤدي الحبيبات الأولية الدقيقة قبل الدرفلة على البارد إلى تشوه أكثر انتظامًا وخصائص نهائية متفوقة. تُفضل أحجام الحبيبات النموذجية ASTM 7-9 (15-30 ميكرومتر) كمادة بدائية.
يؤثر توزيع الأطوار بشكل كبير على الأداء، مع تفضيل الهياكل المتجانسة. في الدرجات المقاومة للصدأ، يعتبر التحكم في التوازن بين الأوستينيت والـ martensite الناتج عن الإجهاد أمرًا حاسمًا لتحسين القوة ومقاومة التآكل.
تؤثر الشوائب والعيوب بشكل غير متناسب على الأداء تحت التعب ويجب تقليلها. تساعد ممارسات الفولاذ النظيف الحديثة، بما في ذلك التهوية بالفراغ والتقليب الكهرومغناطيسي، في减少 محتوى الشوائب دون المستويات الحرجة.
تأثير المعالجة
تحدد المعالجة الحرارية السابقة البنية المجهرية الابتدائية قبل الدرفلة على البارد. يؤدي التلدين المعالج إلى إنشاء بنية من جزيئات الكربيد الدقيقة في مصفوفة الفريت، مما يحسن القابلية للتشكيل خلال التخفيض البارد اللاحق.
ترتبط نسبة تقليل الدرفلة بشكل مباشر بالقوة النهائية، حيث تتطلب "التخمير الزائد الربيعي" عادةً تقليل يتراوح بين 80-90%. يجب أن تضمن ممارسات الدرفلة التشوه الموحد عبر سمك الشريط وعرضه.
تؤثر معدلات التبريد أثناء المعالجة على توزيع الإجهادات المتبقية وثبات الأبعاد. يساعد التبريد البطيء المُتحكم فيه بعد الدرفلة النهائية على تقليل التشوه مع الحفاظ على الحالة المتصلبة.
العوامل البيئية
تسبب درجات الحرارة المرتفعة عمليات الاسترداد وإعادة البلورة التي تقلل من القوة. تظل مواد "التخمير الزائد الربيعي" عادةً قوية حتى درجات حرارة تصل إلى 150-200 درجة مئوية، حيث يحدث تليين ملحوظ بعد ذلك.
يمكن أن تؤدي البيئات التآكلية إلى بدء شقوق تآكل الإجهاد، خاصةً في الحالات ذات القوة العالية. تكون الدرجات المقاومة للصدأ في حالة "التخمير الزائد الربيعي" معرضة بشكل خاص لتآكل الإجهاد الناتج عن الكلور.
تشمل الآثار المعتمدة على الزمن الاسترخاء التوتري، حيث تؤدي الأحمال المستدامة إلى تقليل تدريجي في القوى المستعادة المرنة. يصبح هذا التأثير أكثر وضوحًا في درجات الحرارة المرتفعة ويجب أن يؤخذ في الاعتبار للتطبيقات طويلة الأمد.
طرق التحسين
يمكن أن يؤدي إزالة الكربون بطريقة مُتحكم بها من الطبقة السطحية إلى إنشاء تدرج في الخصائص يعزز مقاومة التعب في حين يحافظ على القوة الداخلية. تعتبر هذه الطريقة فعالة بشكل خاص للمكونات المعرضة لضغوط الانحناء.
ت introduitintroduot"ن يضيف العمل للسطح إجهادات باقية مضغوطة في السطح، مما يُحسن الأداء تحت التعب بشكل ملحوظ. يجب التحكم بعناية في معايير العملية لتحسين التغطية والشدة دون التسبب في ضرر للسطح.
يمكن أن تحدد تحسين التصميم من خلال تحليل العناصر المحدودة مناطق تركيز الإجهاد وتوجيه توزيع المادة لتعظيم الأداء. تسمح الأساليب الحاسوبية الحديثة بالتنبؤ الدقيق بسلوك الارتداد وتوزيع الإجهادات المتبقية.
المصطلحات والمعايير ذات الصلة
المصطلحات ذات الصلة
تشير درفلة التخمير إلى عملية درفلة على البارد الطفيفة (عادة 0.5-2% تقليل) تُطبق على المواد المعالجة لتحسين الاستواء، وتشطيب السطح، وإزالة التمدد عند نقطة العائد. على عكس "التخمير الزائد الربيعي"، تُضيف تقوية بسيطة.
مؤشر تصلب العمل (قيمة n) quantifies قدرة المادة على التقوية أثناء التشوه البلاستيكي. تمثل مواد "التخمير الزائد الربيعي" النقطة النهائية من تصلب العمل، مع القدرة المتبقية الدنيا على تعزيز إضافي.
تصف تأثير باوشينجر الظاهرة حيث يؤدي التشوه البلاستيكي في اتجاه واحد إلى تقليل قوة العائد في الاتجاه المعاكس. يكون هذا التأثير ملحوظًا بشكل خاص في المواد التي تم معالجتها على البارد بشكل كبير مثل فولاذ "التخمير الزائد الربيعي".
ترتبط هذه المصطلحات ببعضها البعض من خلال علاقتها بميكانيكا العيوب وعمليات التشوه البلاستيكي في المواد المعدنية.
المعايير الرئيسية
تعتبر ASTM A684/A684M هي المواصفة القياسية الرئيسية لفولاذ النوابض المدرفل على البارد، حيث تحدد متطلبات التركيب الكيميائي، ونطاقات الخصائص الميكانيكية، وطرق الاختبار لظروف التخمير المختلفة بما في ذلك "التخمير الزائد الربيعي".
يوفر المعيار الياباني JIS G4801 مواصفات لفولاذ النوابض مع طرق تصنيف مختلفة ومتطلبات خصائص مختلفة قليلاً مقارنة بمعايير ASTM.
يتناول المعيار الأوروبي EN 10132 لفائف الفولاذ الضيقة المدرفلة على البارد لاستخدامها في التطبيقات الربيعية، مع الجزء الرابع الذي يتناول الفولاذ عالي الكربون بشكل خاص. يختلف عن معايير ASTM في منهجية التصنيف والمتطلبات الخاصة بالخصائص.
اتجاهات التطوير
يركز البحث الحالي على تطوير فولاذ النوابض ذا القوة العالية للغاية من خلال الـ microalloying والمعالجة المُتحكم بها لتحقيق قوى عائد تتجاوز 2300 ميغاباسكال مع الحفاظ على اللدونة الكافية ومقاومة التعب.
تشمل التقنيات الناشئة اختبار الليزر فوق الصوتي غير التلامسي للتقييم السريع للخصائص الميكانيكية ونماذج حسابية متقدمة تتنبأ بتطور البنية المجهرية أثناء الدرفلة بدقة غير مسبوقة.
من المحتمل أن تتضمن التطورات المستقبلية تدرجات خصائص مصممة بعناية عبر سمك المادة، ومواد نابضة ذكية بأجهزة استشعار مدمجة، ومعالجات سطحية متقدمة تحسن الأداء تحت التعب بشكل كبير مع الحفاظ على خصائص "التخمير الزائد الربيعي" الأساسية.