فولاذ EN36: نظرة عامة على الخصائص والتطبيقات الرئيسية

الفولاذ EN36 هو فولاذ سبائك متوسط الكربون يستخدم بشكل أساسي في تصنيع التروس والمحاور ومكونات أخرى عالية القوة. يصنف كفولاذ يتم معالجته بسطح صلب، حيث يحتوي على كميات كبيرة من الكربون والمنغنيز والكروم، مما يعزز من صلابته وقوته بعد المعالجة الحرارية. تشمل العناصر الرئيسية المضافة في فولاذ EN36:

• الكربون (C): يزيد من الصلابة والقوة.
• المنغنيز (Mn): يحسن من قابلية الصلابة والقوة الشد.
• الكروم (Cr): يعزز من مقاومة التآكل وقابلية الصلابة.

الخصائص والخصائص

يتميز فولاذ EN36 بمقاومته الممتازة للتآكل، وصلابته، وقدرته على تحمل الضغوط العالية. تجعل خصائصه منه مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب قوة عالية ودوام.

المزايا:
- قوة شد عالية ومقاومة للتعب.
- قابلية جيدة للتشغيل بالآلات وقابلية للحام.
- خصائص ممتازة للمعالجة بسطح صلب.

القيود:
- مقاومة محدودة للتآكل مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ.
- يتطلب معالجة حرارية دقيقة لتحقيق الخصائص المرغوبة.

تاريخيًا، كان EN36 ذو أهمية في صناعات السيارات والطيران، حيث تعتبر المكونات ذات الأداء العالي أساسية. مركزه في السوق قوي، مع استخدام واسع في تطبيقات الهندسة المختلفة.

أسماء بديلة، معايير وبدائل

المنظمة القياسية	التعيين/الدرجة	الدولة/المنطقة الأصلية	ملاحظات/تعليقات
UNS	G86200	الولايات المتحدة الأمريكية	الأقرب إلى EN36
AISI/SAE	8620	الولايات المتحدة الأمريكية	اختلافات طفيفة في التركيب
ASTM	A29/A29M	الولايات المتحدة الأمريكية	مواصفات عامة للفولاذ السبيكي
EN	EN36	أوروبا	التسمية الرئيسية
DIN	20MnCr5	ألمانيا	خصائص مشابهة ولكن تركيب مختلف
JIS	SCr440	اليابان	معادل مع اختلافات طفيفة

يمكن أن تؤثر الاختلافات بين هذه الدرجات على الأداء في تطبيقات معينة. على سبيل المثال، بينما يكون AISI 8620 و EN36 متشابهين، قد يقدم الأخير صلابة أفضل بفضل محتواه من الكروم.

الخصائص الرئيسية

التركيب الكيميائي

العنصر (الرمز والاسم)	نسبة النطاق (%)
الكربون (C)	0.18 - 0.22
المنغنيز (Mn)	0.60 - 0.90
الكروم (Cr)	0.90 - 1.20
النيكل (Ni)	0.40 - 0.70
السيليكون (Si)	0.15 - 0.40
الفوسفور (P)	≤ 0.025
الكبريت (S)	≤ 0.025

إن الدور الأساسي للكربون في EN36 هو تعزيز الصلابة والقوة، بينما يحسن المنغنيز من قابلية الصلابة وقوة الشد. يساهم الكروم في مقاومة التآكل وقابلية الصلابة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات عالية الضغط.

الخصائص الميكانيكية

الخاصية	الحالة/الحرارة	درجة حرارة الاختبار	القيمة/النطاق النموذجي (مترية)	القيمة/النطاق النموذجي (إمبراطورية)	المعيار المرجعي لطريقة الاختبار
قوة الشد	مبرد ومصلد	درجة حرارة الغرفة	800 - 1000 ميغاباسكال	116,000 - 145,000 رطل لكل بوصة مربعة	ASTM E8
قوة العائد (0.2% إزاحة)	مبرد ومصلد	درجة حرارة الغرفة	600 - 800 ميغاباسكال	87,000 - 116,000 رطل لكل بوصة مربعة	ASTM E8
التمدد	مبرد ومصلد	درجة حرارة الغرفة	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
صلابة (HRC)	مبرد ومصلد	درجة حرارة الغرفة	30 - 40 HRC	30 - 40 HRC	ASTM E18
قوة الصدمة	مبرد ومصلد	-20 °C	30 - 50 جول	22 - 37 قدم-رطل	ASTM E23

إن الجمع بين القوة الشد العالي وقوة العائد، إلى جانب التمدد الجيد، يجعل فولاذ EN36 مناسبًا للتطبيقات التي تتعرض لأحمال ديناميكية وتحتاج إلى سلامة هيكلية.

الخصائص الفيزيائية

الخاصية	الحالة/درجة الحرارة	القيمة (مترية)	القيمة (إمبراطورية)
الكثافة	درجة حرارة الغرفة	7.85 غرام/سم³	0.284 رطل/بوصة³
نقطة انصهار	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
الموصلية الحرارية	درجة حرارة الغرفة	45 واط/م·ك	31 وحدة حرارية بريطانية·بوصة/ساعة·قدم²·°F
السعة الحرارية النوعية	درجة حرارة الغرفة	460 جول/كغم·ك	0.11 وحدة حرارية بريطانية/رطل·°F
معامل التمدد الحراري	درجة حرارة الغرفة	11.5 × 10⁻⁶/ك	6.36 × 10⁻⁶/°F

تساهم كثافة فولاذ EN36 في وزنه وقوته، بينما تعتبر موصليته الحرارية وسعته الحرارية النوعية مهمتين لتطبيقات تتضمن عمليات المعالجة الحرارية.

مقاومة التآكل

العامل المسبب للتآكل	التركيز (%)	درجة الحرارة (°C)	تصنيف المقاومة	ملاحظات
الكليوريدات	3-5%	25 °C	مقبول	خطر تآكل التآكل
حمض الكبريتيك	10%	20 °C	ضعيف	غير موصى به
مياه البحر	-	25 °C	مقبول	مقاومة معتدلة

يظهر فولاذ EN36 مقاومة متوسطة للتآكل، خاصة في البيئات المحتوية على الكلوريد، حيث قد يكون عرضة للتآكل. مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ مثل AISI 304، الذي يوفر مقاومة ممتازة للتآكل، يعتبر EN36 أقل ملاءمة للبيئات شديدة التآكل. ومع ذلك، فإن مقاومته للتآكل تجعله مفضلاً في التطبيقات التي تكون فيها الضغوط الميكانيكية مصدر قلق.

مقاومة الحرارة

الخاصية/الحد	درجة الحرارة (°C)	درجة الحرارة (°F)	ملاحظات
أقصى درجة حرارة خدمة مستمرة	300 °C	572 °F	مناسب للتعرض المطول
أقصى درجة حرارة خدمة متقطعة	400 °C	752 °F	تعرض قصير الأمد
درجة حرارة التآكل	600 °C	1112 °F	خطر الأكسدة فوق هذه الحرارة

عند درجات حرارة مرتفعة، يحافظ فولاذ EN36 على قوته ولكنه قد يتعرض للأكسدة. يمكن أن تعزز المعالجة الحرارية المناسبة من أدائه في التطبيقات عالية الحرارة.

خصائص التصنيع

قابلية اللحام

عملية اللحام	الملحوم المعدني الموصى به (تصنيف AWS)	الغاز/الفلور الشائع	ملاحظات
MIG	ER70S-6	أرجون + CO₂	يوصى ببدء التسخين
TIG	ER80S-Ni	أرجون	معالجة حرارية بعد اللحام
Stick	E7018	-	يتطلب انضباط دقيق

يمكن لحام فولاذ EN36 بشكل عام، لكن يُوصى بالتسخين المسبق لتجنب التشقق. يمكن أن تساعد المعالجة الحرارية بعد اللحام في تخفيف الضغوط وتحسين المتانة.

قابلية التشغيل بالآلات

معامل التشغيل بالآلات	فولاذ EN36	AISI 1212	ملاحظات/نصائح
مؤشر قابلية التشغيل النسبي	60	100	قابلية تشغيل متوسطة
سرعة القطع النموذجية (الدوران)	30 م/دقيقة	50 م/دقيقة	تعديل لارتداء الأداة

يتطلب تشغيل EN36 اختيارًا دقيقًا لأدوات القطع والمعلمات لتحقيق أفضل النتائج. إنه أقل قابلية للتشغيل بالآلات من الفولاذات السهلة القطع مثل AISI 1212.

قابلية التشكيل

يظهر فولاذ EN36 قابلية تشكيل معتدلة. يمكن تشكيله بالبرودة، لكن التشكيل بالحرارة يُفضل للأشكال المعقدة. يمكن أن تؤثر عملية العمل على صلابة المواد على نسب الانحناء، مما يتطلب اعتبارات تصميم دقيقة.

المعالجة الحرارية

عملية المعالجة	نطاق درجة الحرارة (°C)	الوقت النموذجي للتشبع	طريقة التبريد	الغرض الأساسي / النتيجة المتوقعة
التخليص	600 - 700	1 - 2 ساعة	هواء	تليين، تحسين قابلية التشغيل بالآلات
التبريد السريع	850 - 900	30 دقيقة	زيت أو ماء	التقوية، زيادة القوة
المعالجة بالتسخين	150 - 300	1 ساعة	هواء	تقليل الهشاشة، تحسين المتانة

تؤثر عمليات المعالجة الحرارية بشكل كبير على التركيب الدقيق لفولاذ EN36، مما يعزز خصائصه الميكانيكية. يزيد التبريد من الصلابة، بينما تقلل المعالجة بالتسخين من الهشاشة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات عالية الضغط.

التطبيقات والاستخدامات النموذجية

الصناعة/القطاع	مثال على تطبيق محدد	الخصائص المهمة للفولاذ المستخدمة في هذا التطبيق	سبب الاختيار
السيارات	تصنيع التروس	قوة شد عالية، مقاومة للتآكل	دوام تحت الحمل
الطيران	مكونات المحاور	مقاومة للتعب، متانة	السلامة والموثوقية
الماكينات	محاور الدوران	قوة عالية، قابلية للتشغيل بالآلات	هندسة دقيقة

تتضمن التطبيقات الأخرى:
- - مكونات الماكينات الثقيلة
- - الأدوات والقوالب
- - مكونات هيكلية في بيئات عالية الضغط

تم اختيار فولاذ EN36 لهذه التطبيقات بسبب مزيجه من القوة والمتانة ومقاومة التآكل، مما يجعله مثاليًا للمكونات المعرضة لأحمال ديناميكية.

إعتبارات مهمة، معايير الاختيار، ورؤى إضافية

الميزة/الخاصية	فولاذ EN36	AISI 4140	AISI 8620	ملاحظة موجزة عن المزايا/العيوب أو المقايضة
خاصية ميكانيكية رئيسية	قوة شد عالية	صلابة جيدة	قابلية تصلب ممتازة	يوفر EN36 توازنًا في الخصائص
جانب التآكل الرئيسي	مقبول	ضعيف	مقبول	يوفر EN36 مقاومة أكبر للتآكل مقارنة بـ 4140
قابلية اللحام	جيدة	متوسطة	جيدة	يوصى بالتسخين المسبق لـ EN36
قابلية التشغيل بالآلات	متوسطة	متوسطة	جيدة	FEN36 أقل قابلية للتشغيل بالآلات من 8620
التكلفة التقريبية النسبية	متوسطة	متوسطة	منخفضة	تختلف التكلفة حسب ظروف السوق
توفر نموذجي	شائع	شائع	شائع	متاح على نطاق واسع بأشكال متنوعة

عند اختيار فولاذ EN36، ضع في اعتبارك عوامل مثل الجدوى الاقتصادية، والتوافر، ومتطلبات التطبيق المحددة. إن توازن خصائصه يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من تطبيقات الهندسة، وخاصة حيث تكون القوة العالية والمتانة أمران حاسمان.

وباختصار، فإن فولاذ EN36 هو مادة متعددة الاستخدامات تتفوق في التطبيقات عالية الأداء، حيث يقدم مزيجًا فريدًا من القوة والمتانة ومقاومة التآكل. يمكن تعديل خصائصه من خلال المعالجة الحرارية، مما يجعله خيارًا مفضلًا في البيئات الصعبة.