1035 فولاذ: نظرة عامة على الخصائص والتطبيقات الرئيسية

Table Of Content

Table Of Content

يتم تصنيف الفولاذ 1035 كفولاذ سبائكي متوسط الكربون، يتكون أساسًا من الحديد مع محتوى كربوني يبلغ حوالي 0.30% إلى 0.40%. ويعرف هذا الصنف من الفولاذ بتوازنه بين القوة والليونة والصلابة، مما يجعله مناسبًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات الهندسية. تشمل العناصر الرئيسية المسببة للسبائك في فولاذ 1035 المنغنيز، الذي يعزز القابلية للتصلب والقوة، والسيليكون، الذي يحسن إزالة الأكسدة أثناء تصنيع الفولاذ.

نظرة شاملة

يظهر فولاذ 1035 عدة خصائص هامة تحدد استخدامه في التطبيقات الهندسية. يتمتع بقابلية جيدة للتشغيل، وقابلية جيدة للحام، ويمكن معالجة حراريًا لتحقيق مستويات صلابة أعلى. يمكن تعزيز الخصائص الميكانيكية للفولاذ، مثل القوة الشد والقوة المحورية، من خلال عمليات مثل التبريد والتسخين، مما يجعله متعدد الاستخدامات لمجموعة متنوعة من التطبيقات الهيكلية.

مزايا فولاذ 1035:
- القوة والصلابة: يوفر توازناً جيداً بين القوة والصلابة، مما يجعله مناسبًا للأجزاء التي تتطلب مقاومة للاحتكاك.
- قابلية الحام: يمكن لحامها باستخدام الطرق الشائعة، مما يعد ميزة للتصنيع.
- قابلية المعالجة الحرارية: يمكن معالجة حرارياً لتحسين الخصائص الميكانيكية، مما يسمح بأداء مصمم في تطبيقات محددة.

عيوب فولاذ 1035:
- مقاومة التآكل: مقاومة معتدلة للتآكل، مما قد يحد من استخدامه في البيئات التعرض للتآكل العالي بدون ط coatings.
- الهشاشة عند مستويات الصلابة العالية: عند معالجته حرارياً إلى صلابة عالية، قد يصبح هشًا، مما يتطلب اعتبارات دقيقة في التصميم.

تاريخيًا، تم استخدام فولاذ 1035 في تطبيقات مثل مكونات السيارات، وأجزاء الآلات، والتطبيقات الهيكلية بسبب خصائصه الميكانيكية المواتية وسهولة تصنيعه.

أسماء بديلة، معايير، ومكافئات

المنظمة القياسية التسمية/الدرجة البلد/المنطقة الأصل ملاحظات/تعليقات
UNS G10350 الولايات المتحدة الأمريكية أقرب مكافئ إلى AISI 1035
AISI/SAE 1035 الولايات المتحدة الأمريكية فولاذ متوسط الكربون مع قابلية جيدة للتصلب
ASTM A29/A29M الولايات المتحدة الأمريكية مواصفات عامة لفولاذ الكربون
EN C35E أوروبا تركيب مماثل، اختلافات طفيفة في الخصائص الميكانيكية
JIS S35C اليابان درجة قابلة للمقارنة مع اختلافات طفيفة في محتوى الكربون

تسلط الجدول أعلاه الضوء على تسميات متنوعة لفولاذ 1035 عبر معايير مختلفة. في حين يمكن اعتبار هذه الدرجات معادلة، فإن الاختلافات الطفيفة في التركيب والخصائص الميكانيكية يمكن أن تؤثر على الأداء في تطبيقات معينة. على سبيل المثال، قد يكون للدرجة JIS S35C خصائص تصلب مختلفة قليلاً مقارنةً بـ AISI 1035، وهو ما قد يؤثر على الاختيار وفقًا للاستخدام المقصود.

الخصائص الأساسية

التركيب الكيميائي

العنصر (الرمز والاسم) نطاق النسبة (%)
C (كربون) 0.30 - 0.40
Mn (منغنيز) 0.60 - 0.90
Si (سيليكون) 0.15 - 0.40
P (فسفور) ≤ 0.04
S (كبريت) ≤ 0.05

تشمل العناصر الرئيسية المسببة للسبائك في فولاذ 1035:
- الكربون (C): يعزز الصلابة والقوة من خلال المعالجة الحرارية.
- المنغنيز (Mn): يحسن القابلية للتصلب والقوة الشدية، مما يسهم في الأداء العام للفولاذ.
- السيليكون (Si): يعمل كعامل إزالة الأكسدة أثناء إنتاج الفولاذ ويعزز القوة.

الخصائص الميكانيكية

الخاصية الحالة/الحرارة درجة الحرارة للتجربة القيمة/النطاق النموذجي (متري) القيمة/النطاق النموذجي (إمبراطوري) المعيار المرجعي لطريقة الاختبار
قوة الشد مُعالجة حراريًا درجة حرارة الغرفة 580 - 700 MPa 84 - 102 ksi ASTM E8
قوة المحور (0.2% انحراف) مُعالجة حراريًا درجة حرارة الغرفة 310 - 450 MPa 45 - 65 ksi ASTM E8
التمدد مُعالجة حراريًا درجة حرارة الغرفة 20 - 25% 20 - 25% ASTM E8
الصلابة (بريينل) مُعالجة حراريًا درجة حرارة الغرفة 170 - 210 HB 170 - 210 HB ASTM E10
قوة الصدمة (شاري) مُعالجة حراريًا -20°C (-4°F) 30 - 50 J 22 - 37 ft-lbf ASTM E23

تجعل الخصائص الميكانيكية لفولاذ 1035 مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب قوة معتدلة ومرونة جيدة. تسمح لهما قوى الشد والمحور بالتحمل الأحمال الكبيرة، بينما تشير قيم التمدد إلى قابلية جيدة للتشكيل. تشير قيم الصلابة إلى أنه يمكن استخدامه في التطبيقات التي تتطلب مقاومة للاحتكاك.

الخصائص الفيزيائية

الخاصية الحالة/درجة الحرارة القيمة (متري) القيمة (إمبراطوري)
الكثافة درجة حرارة الغرفة 7.85 g/cm³ 0.284 lb/in³
نقطة الانصهار - 1425 - 1540 °C 2600 - 2800 °F
التوصيل الحراري درجة حرارة الغرفة 45 W/m·K 31 BTU·in/h·ft²·°F
السعة الحرارية النوعية درجة حرارة الغرفة 0.46 kJ/kg·K 0.11 BTU/lb·°F
معامل التمدد الحراري درجة حرارة الغرفة 11.5 x 10⁻⁶/K 6.4 x 10⁻⁶/°F

تشكل الخصائص الفيزيائية الأساسية مثل الكثافة ونقطة الانصهار أهمية حيوية للتطبيقات التي تشمل درجات حرارة عالية. تشير قدرة التوصيل الحراري إلى أن فولاذ 1035 يمكنه تفريغ الحرارة بشكل فعال، مما يعد مفيدًا في التطبيقات التي تتطلب إدارة حرارية.

مقاومة التآكل

الوكيل المسبب للتآكل التركيز (%) درجة الحرارة (°C) تصنيف المقاومة ملاحظات
الجو - - عادل عرضة للصدأ
كلوريدات - 25°C (77°F) ضعيف خطر التآكل بالتجويف
أحماض - 20°C (68°F) ضعيف غير موصى به
قلويات - 20°C (68°F) عادل مقاومة معتدلة

يظهر فولاذ 1035 مقاومة متوسطة للتآكل، خاصة في الظروف الجوية. ومع ذلك، فإنه عرضة للتآكل بالتجويف في البيئات الكلوريدية ولا ينبغي استخدامه في الظروف الحمضية بدون ط coatings. مقارنة بالفولاذات المقاومة للصدأ، مثل 304 أو 316، فإن مقاومة التآكل لفولاذ 1035 أقل بكثير، مما يجعله أقل ملاءمة لتطبيقات في البيئات البحرية أو التي تتعرض للتآكل العالي.

مقاومة الحرارة

الخاصية/الحد درجة الحرارة (°C) درجة الحرارة (°F) ملاحظات
أقصى درجة حرارة خدمة مستمرة 400°C 752°F مناسب للتطبيقات ذات درجات الحرارة المعتدلة
أقصى درجة حرارة خدمة متقطعة 450°C 842°F تعرض قصير الأمد فقط
درجة الحرارة للتقشر 600°C 1112°F خطر الأكسدة فوق هذا الحد

عند درجات حرارة مرتفعة، يمكن لفولاذ 1035 الحفاظ على خصائصه الميكانيكية حتى حوالي 400°C (752°F). تتزايدrisk الأخطاء للتأكسد وتقشر فوق هذه الدرجة، مما قد يؤثر على سلامة المادة. لذلك، من الضروري مراعاة البيئة التشغيلية عند اختيار هذا الفولاذ لتطبيقات الحرارة العالية.

خصائص التصنيع

قابلية الحام

عملية اللحام المعدن الملحق الموصى به (تصنيف AWS) غاز/فلكس الحماية النموذجي ملاحظات
MIG ER70S-6 خليط من الأرجون و CO2 جيد للأجزاء رقيقة
TIG ER70S-2 أرجون ممتاز للأعمال الدقيقة
Stick E7018 - يتطلب تسخين مسبق

يعتبر فولاذ 1035 عمومًا قابلًا للحام باستخدام عمليات اللحام الشائعة مثل MIG و TIG ولحام العقادة. قد يكون التسخين المسبق ضروريًا لتجنب التشقق، خاصة في الأجزاء السميكة. يمكن أن تساعد معالجة الحرارة بعد اللحام أيضًا في تخفيف الضغوط وتحسين الأداء العام للحام.

قابلية التشغيل

معامل التشغيل فولاذ 1035 AISI 1212 ملاحظات/نصائح
مؤشر قابلية التشغيل النسبي 60 100 1212 أسهل في التشغيل
سرعة القطع النموذجية 30 م/دقيقة 50 م/دقيقة تعديل حسب الأدوات

يمتلك فولاذ 1035 تصنيف قابلية تشغيل معتدل، مما يجعله مناسبًا لمجموعة من عمليات التشغيل. ومع ذلك، مقارنة بالدراجات الأكثر قابلية للتشغيل مثل AISI 1212، قد يتطلب أدوات أقوى وسرعات قطع أبطأ لتحقيق التشطيبات السطحية المرغوبة.

قابلية التشكيل

يمكن تشكيل فولاذ 1035 بطريقة باردة وساخنة، مع ليونة جيدة تسمح بالانحناء والتشكيل. ومع ذلك، يجب توخي الحذر لتجنب تصلب العمل أثناء تشكيل الباردة، مما قد يؤدي إلى زيادة الهشاشة. يجب考虑 حد الانحناء الأدنى أثناء التصنيع لتجنب التشقق.

المعالجة الحرارية

عملية المعالجة نطاق درجة الحرارة (°C) مدة النقع النموذجية طريقة التبريد الغرض الرئيسي / النتيجة المتوقعة
التسخين 700 - 800 1 - 2 ساعة هواء تليين، تحسين الليونة
التبريد السريع 800 - 850 30 دقيقة زيت أو ماء تصلب، زيادة القوة
التسخين 400 - 600 ساعة واحدة هواء تقليل الهشاشة، تحسين المتانة

تؤثر عمليات المعالجة الحرارية مثل التسخين، والتبريد، والتسخين تأثيرًا كبيرًا على البنية الدقيقة وخصائص فولاذ 1035. يجعل التسخين الفولاذ أسهل في العمل، بينما يزيد تبريده من الصلابة. تعتبر عملية التسخين ضرورية لتخفيف الهشاشة بعد التصلب، مما يضمن أن يحتفظ الفولاذ بمتانة كافية للتطبيقات العملية.

التطبيقات والنهايات النموذجية

القطاع/الصناعة مثال على التطبيق المحدد الخصائص الأساسية للفولاذ المستخدمة في هذا التطبيق سبب الاختيار
السيارات المرفقات قوة عالية، قابلية جيدة للتشغيل مطلوب للمتانة والأداء
الآلات التروس مقاومة للاحتكاك، قابلية المعالجة الحرارية أساسي لتطبيقات تحمل الوزن
البناء مكونات هيكلية القوة، الليونة مناسب للأحمال الهيكلية المختلفة
  • المكونات السيارات: يُستخدم في تصنيع المرفقات وقضبان الربط بسبب قوته وقدرته على تحمل الأحمال الديناميكية.
  • أجزاء الآلات: يوجد عادةً في التروس والمحاور حيث تكون مقاومة الاحتكاك حاسمة.
  • تطبيقات البناء: يُستخدم في المكونات الهيكلية حيث يتطلب توازن بين القوة والليونة.

اعتبارات هامة ومعايير الاختيار ورؤى إضافية

الميزة/الخاصية فولاذ 1035 AISI 1045 AISI 1020 ملاحظة موجزة/عيوب أو تنازلات
خاصية ميكانيكية رئيسية متوسطة أعلى أقل يوفر 1045 قوة أعلى
جانب مقاومة التآكل الرئيسي عادل عادل جيد 1020 لديه مقاومة تآكل أفضل
قابلية الحام جيدة عادل ممتازة 1020 أسهل في اللحام
قابلية التشغيل متوسطة متوسطة عالية 1020 أكثر قابلية للتشغيل
قابلية التشكيل جيدة عادل ممتازة 1020 تقدم قابلية تشكيل متفوقة
التكلفة النسبية التقديرية متوسطة متوسطة منخفضة 1020 عمومًا أرخص
التوفر النموذجي شائع شائع شائع جدًا 1020 متوفر على نطاق واسع

عند اختيار فولاذ 1035 لتطبيق معين، فإن الاعتبارات مثل الخصائص الميكانيكية، مقاومة التآكل، وخصائص التصنيع تكون حاسمة. بينما يوفر توازنًا جيدًا بين الخصائص، قد تقدم البدائل مثل AISI 1045 قوة أعلى، وقد يكون AISI 1020 أكثر فعالية من حيث التكلفة وأسهل في التعامل معه. سيوجه فهم المتطلبات المحددة للتطبيق عملية الاختيار، مما يضمن الأداء الأمثل والفعالية من حيث التكلفة.

العودة إلى المدونة

Leave a comment