1065 الفولاذ: الخصائص والتطبيقات الرئيسية

فولاذ 1065 مصنف على أنه فولاذ متوسط الكربون، يتكون أساسًا من الحديد مع محتوى كربون حوالي 0.65%. تشتهر هذه الدرجة من الفولاذ بصلابتها الممتازة ومقاومتها للتآكل، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب قوة عالية وقوة تحمل. العنصر الرئيسي في سبائك فولاذ 1065 هو الكربون، والذي يؤثر بشكل كبير على خصائصه الميكانيكية، وخصوصًا صلابته وقوة الشد الخاصة به.

نظرة شاملة

فولاذ 1065 يصنف تحت نظام تصنيف AISI/SAE وغالبًا ما يستخدم في التطبيقات التي تتطلب قوة عالية ومرونة. يوفر محتوى الكربون توازنًا جيدًا بين الصلابة والليونة، مما يسمح بمعالجته حراريًا لتحسين أدائه. تشمل خصائص الفولاذ الفطرية قوة الشد العالية، ومقاومة جيدة للتآكل، والقدرة على أن يصبح صلبًا من خلال عمليات المعالجة الحرارية.

المزايا والعيوب

الإيجابيات	السلبيات
صلابة عالية ومقاومة للتآكل	عرضة للهشاشة إذا تم تصلبها بزيادة
قابلية تشغيل جيدة	مقاومة محدودة للتآكل
نسبة قوة إلى وزن ممتازة	يتطلب معالجة حرارية دقيقة لتجنب التشوه
تكلفة منخفضة نسبيًا مقارنة بالفولاذ عالي السبيكة	غير مناسب للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية

يمتلك فولاذ 1065 مكانة كبيرة في السوق نظرًا لتعدد استخداماته وفعاليته من حيث التكلفة. يستخدم عادةً في تصنيع الأدوات والشفرات ومكونات أخرى تتطلب مزيجًا من القوة والصلابة. تاريخياً، تم استخدامه في تطبيقات متنوعة، من الآلات الصناعية إلى المنتجات الاستهلاكية.

أسماء بديلة، معايير، ومكافئات

منظمة المعايير	التسمية/الدرجة	دولة/منطقة الأصل	ملاحظات/ملاحظات
UNS	G10650	الولايات المتحدة	أقرب مكافئ لـ AISI 1065
AISI/SAE	1065	الولايات المتحدة	يستخدم عادة في تصنيع الأدوات
ASTM	A108	الولايات المتحدة	مواصفات قياسية لقضبان الصلب
EN	C65	أوروبا	اختلافات تركيب طفيفة
JIS	S65C	اليابان	خصائص مشابهة، ولكن توصيات معالجة حرارية مختلفة

تسلط الجدول أعلاه الضوء على معايير ومكافئات مختلفة لفولاذ 1065. بينما قد تبدو درجات مثل C65 و S65C مشابهة، يمكن أن تحتوي على اختلافات دقيقة في التركيب وتوصيات المعالجة الحرارية التي قد تؤثر على الأداء في تطبيقات معينة.

الخصائص الرئيسية

التركيب الكيميائي

العنصر (الرمز والاسم)	نسبة النطاق (%)
C (الكربون)	0.60 - 0.70
Mn (المنغنيز)	0.60 - 0.90
Si (السيليكون)	0.15 - 0.40
P (الفوسفور)	≤ 0.04
S (الكبريت)	≤ 0.05

العنصر الرئيسي في سبائك فولاذ 1065 هو الكربون، الذي يعزز الصلابة والقوة. يساهم المنغنيز في تحسين القدرة على الصلابة وقوة الشد، بينما يساعد السيليكون في إزالة الأكسدة أثناء تصنيع الصلب. تساعد المستويات المنخفضة من الفوسفور والكبريت في الحفاظ على الليونة والصلابة.

الخصائص الميكانيكية

الخاصية	الشرط/المعاملة	درجة حرارة الاختبار	القيمة/النطاق النموذجي (الوحدات المترية - وحدات SI)	القيمة/النطاق النموذجي (الوحدات الإمبراطورية)	المعيار المرجعي لطريقة الاختبار
قوة الشد	مقوم	درجة حرارة الغرفة	600 - 850 ميغاباسكال	87 - 123 ksi	ASTM E8
قوة الخضوع (0.2% انزلاق)	مقوم	درجة حرارة الغرفة	350 - 550 ميغاباسكال	51 - 80 ksi	ASTM E8
الاستطالة	مقوم	درجة حرارة الغرفة	15 - 20%	15 - 20%	ASTM E8
الصلابة	مقوم	درجة حرارة الغرفة	170 - 210 HB	170 - 210 HB	ASTM E10
قوة الصدمة	مروي ومقوى	-20°C	30 - 50 جول	22 - 37 قدم·رطل	ASTM E23

تجعل الخصائص الميكانيكية لفولاذ 1065 مناسبة للتطبيقات التي تتطلب قوة عالية ومرونة. تشير قوة الشد وقوة الخضوع إلى قدرته على تحمل أحمال كبيرة، بينما تعكس نسبة الاستطالة ليونته، مما يسمح بالتشوه دون كسر. تشير قيم الصلابة إلى أنه يمكن استخدامه بفعالية في التطبيقات المقاومة للتآكل.

الخصائص الفيزيائية

الخاصية	الشرط/درجة الحرارة	القيمة (الوحدات المترية - وحدات SI)	القيمة (الوحدات الإمبراطورية)
الكثافة	درجة حرارة الغرفة	7.85 جرام/سم³	0.284 رطل/إنش³
نقطة الانصهار	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
الموصلية الحرارية	درجة حرارة الغرفة	45 واط/م·ك	31 BTU·إنش/(ساعة·قدم²·°ف)
القدرة الحرارية النوعية	درجة حرارة الغرفة	0.46 جول/جرام·ك	0.11 BTU/رطل·°ف
المقاومة الكهربائية	درجة حرارة الغرفة	0.0000015 أوم·م	0.0000009 أوم·إنش

تشير كثافة فولاذ 1065 إلى كتلته لكل وحدة حجم، وهو أمر أساسي للتطبيقات الحساسة للوزن. نقطة الانصهار مهمة للعمليات التي تتطلب درجات حرارة عالية، بينما الموصلية الحرارية والقدرة الحرارية النوعية مهمة للتطبيقات المعنية بنقل الحرارة.

مقاومة التآكل

عامل التآكل	التركيز (%)	درجة الحرارة (°C/°F)	تصنيف المقاومة	ملاحظات
ماء البحر	3.5%	25°C/77°F	متوسط	خطر تآكل الحفرة
حمض الكبريتيك	10%	20°C/68°F	ضعيف	لا يوصى به
كلوريدات	1%	30°C/86°F	ضعيف	عرضة للتآكل الناتج عن الضغوط

يظهر فولاذ 1065 مقاومة محدودة للتآكل، خاصة في البيئات ذات التركيزات العالية من الكلور أو الظروف الحمضية. إنه عرضة لتآكل الحفرة وتآكل الضغوط، مما يجعله أقل ملائمة للتطبيقات البحرية أو الكيميائية مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ. بالمقارنة، توفر درجات مثل 4140 و 1045 مقاومة أفضل للتآكل نظرًا لعناصر السبيكة الخاصة بها.

مقاومة الحرارة

الخاصية/الحد	درجة الحرارة (°C)	درجة الحرارة (°F)	ملاحظات
أقصى درجة حرارة خدمة مستمرة	400°C	752°F	مقاومة أكسدة محدودة
أقصى درجة حرارة خدمة متقطعة	500°C	932°F	خطر التقشر
قوة التشوه	300°C	572°F	تبدأ في الانخفاض

عند درجات الحرارة المرتفعة، يمكن أن يتعرض فولاذ 1065 للأكسدة والتقشر، مما قد يؤثر سلبًا على خصائصه الميكانيكية. أداؤه في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية محدود، مما يجعله غير مناسب للمكونات التي تعمل تحت حرارة عالية مستمرة.

خصائص التصنيع

اللحام

عملية اللحام	معدن الحشو الموصى به (تصنيف AWS)	الغاز/الحمض الواقي النموذجي	ملاحظات
MIG	ER70S-6	الأرجون/CO2	موصى بالتسخين المسبق
TIG	ER70S-2	الأرجون	يتطلب معالجة حرارية بعد اللحام

يمكن لحام فولاذ 1065 باستخدام عمليات شائعة مثل MIG و TIG، ولكن يُوصى غالبًا بالتسخين المسبق لمنع التشقق. يمكن أن تساعد المعالجة الحرارية بعد اللحام في تخفيف الضغوط وتحسين المتانة.

قابلية التشغيل

معامل التشغيل	فولاذ 1065	AISI 1212	ملاحظات/نصائح
مؤشر قابلية التشغيل النسبي	60%	100%	1212 أسهل في التشغيل
سرعة القطع النموذجية (التدوير)	30 م/دقيقة	50 م/دقيقة	تعديل للضغط على الأداة

بينما يتمتع فولاذ 1065 بقابلية تشغيل جيدة، إلا أنه ليس سهل التشغيل مثل بعض الفولاذات منخفضة الكربون. يمكن أن تعزز أدوات القطع والسرعات المناسبة من كفاءة التشغيل.

الليونة

يظهر فولاذ 1065 ليونة معتدلة، مما يجعله مناسبًا لعمليات التشكيل البارد والساخن. ومع ذلك، من المهم أخذ تأثيرات صلابة العمل في الاعتبار خلال عمليات التشكيل، حيث يمكن أن تؤدي التشوهات المفرطة إلى الهشاشة.

المعالجة الحرارية

عملية المعالجة	نطاق درجة الحرارة (°C/°F)	مدة النقع النموذجية	طريقة التبريد	الهدف الرئيسي / النتيجة المتوقعة
تليين	700 - 800°C / 1292 - 1472°F	1 - 2 ساعة	تبريد هوائي	تليين، وتحسين الليونة
تصلب	800 - 900°C / 1472 - 1652°F	30 دقيقة	زيت أو ماء	تصلب
تمليس	150 - 300°C / 302 - 572°F	ساعة واحدة	تبريد هوائي	تقليل الهشاشة

تؤثر عمليات المعالجة الحرارية بشكل كبير على الهيكل الدقيق وخصائص فولاذ 1065. يلين التليين الفولاذ، بينما تزيد التصلب من الصلابة. التمليس أمر حاسم لتقليل الهشاشة وتعزيز المتانة.

التطبيقات النموذجية والاستخدامات النهائية

الصناعة/القطاع	مثال عن التطبيق المحدد	الخصائص الرئيسية للصلب المستخدمة في هذا التطبيق	سبب الاختيار (بإيجاز)
تصنيع الأدوات	أدوات القطع	صلابة عالية، مقاومة للتآكل	أساسي للمتانة
صناعة السيارات	أعمدة التروس	قوة عالية، مرونة	حرج للأداء
البناء	المكونات الهيكلية	نسبة القوة إلى الوزن جيدة	حل فعال من حيث التكلفة

تشمل التطبيقات الأخرى:

• • شفروات للأدوات الصناعية المعنية بالقطع
• • نابض ومثبتات
• • معدات زراعية

تم اختيار فولاذ 1065 لهذه التطبيقات بسبب توازنه الممتاز بين القوة والصلابة والجدوى الاقتصادية، مما يجعله مثاليًا للمكونات التي تتطلب المتانة تحت الضغط.

اعتبارات هامة، معايير الاختيار، ورؤى إضافية

الميزة/الخاصية	فولاذ 1065	AISI 4140	AISI 1045	ملاحظات مختصرة عن الإيجابيات/السلبيات أو التجارة-أوف
الخاصية الميكانيكية الرئيسية	صلابة عالية	مرونة أعلى	صلابة متوسطة	فولاذ 1065 أصعب، وفولاذ 4140 أكثر مرونة
البعد الرئيسي لمقاومة التآكل	متوسط	جيد	متوسط	فولاذ 4140 يقدم مقاومة أفضل
قابلية اللحام	متوسطة	جيدة	متوسطة	فولاذ 4140 أسهل في اللحام
قابلية التشغيل	متوسطة	جيدة	متوسطة	فولاذ 4140 يعمل بشكل أفضل
الليونة	متوسطة	ضعيفة	متوسطة	فولاذ 1065 أكثر ليونة
التكلفة النسبية التقريبية	منخفضة	متوسطة	منخفضة	فولاذ 1065 اقتصادي
التوافر النموذجي	شائع	شائع	شائع	جميع الدرجات متاحة على نطاق واسع

عند اختيار فولاذ 1065، يجب أخذ خصائصه الميكانيكية وفعاليته من حيث التكلفة وتوافره في الاعتبار. بينما يقدم صلابة ممتازة ومقاومة للتآكل، يجب أخذ قيوده في مقاومة التآكل والأداء عند درجات الحرارة العالية في الاعتبار. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤثر قابليته للتشغيل واللحام على الاختيار للتطبيقات المحددة، خاصة بالمقارنة مع درجات بديلة مثل AISI 4140 و AISI 1045.