S350GD الصلب: الخصائص والتطبيقات الرئيسية

فولاذ S350GD هو درجة فولاذ مغلف زنكياً بالغمس الساخن تُستخدم بشكل أساسي في صناعات السيارات والبناء. falls تحت فئة الفولاذ منخفض الكربون، المصمم خصيصًا للتطبيقات التي تتطلب قابلية تشكيل جيدة ومقاومة للتآكل. العناصر السبائكية الرئيسية في S350GD تشمل الحديد (Fe) والكربون (C) والزنك (Zn)، مع كون الزنك ضروريًا لعملية الجلفنة الخاصة بها، التي تعزز مقاومتها للتآكل.

نظرة شاملة

فولاذ S350GD مصنف كفولاذ منخفض الكربون، ويتمتع بتوازن ممتاز بين القوة والليونة ومقاومة التآكل. العنصر السبائكي الرئيسي هو الزنك، الذي يُطبق من خلال عملية الجلفنة بالغمس الساخن، مما يوفر طبقة حماية تعزز بشكل كبير من قوة الفولاذ في بيئات التآكل. المحتوى الكربوني عادة ما يكون منخفضاً، مما يساهم في قابلية اللحام والتشكيل الجيدة.

الخصائص الرئيسية:
- قوة عالية: يظهر S350GD قوة حد أدنى للإجهاد تبلغ 350 ميغا باسكال، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات الهيكلية.
- ليونة جيدة: يسمح محتوى الكربون المنخفض بالتشوه الكبير دون كسر.
- مقاومة للتآكل: يوفر الطلاء الزنك الحماية الممتازة ضد الصدأ والتآكل، مما يطيل عمر المكونات المصنوعة من هذا الفولاذ.

المزايا:
- فعالية من حيث التكلفة: عملية الجلفنة اقتصادية، حيث توفر حماية طويلة الأمد دون الحاجة إلى طلاءات إضافية.
- تطبيقات متعددة: مناسبة لمجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك قطع السيارات ومكونات البناء والأجهزة.

القيود:
- حساسية درجة الحرارة: قد تتدهور الخصائص الميكانيكية عند درجات حرارة مرتفعة.
- تطبيقات قوة عالية محدودة: على الرغم من أنه قوي، قد لا يكون مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب مواد بقوة فائقة.

اكتسب S350GD شعبية في السوق بسبب توازنه بين الأداء والتكلفة، مما يجعله خيارًا مفضلًا في العديد من التطبيقات الهندسية.

أسماء بديلة ومعايير ومعادلات

المنظمة القياسية	التسمية/الدرجة	البلد/المنطقة الأصلية	ملاحظات/ملاحظات
UNS	S350GD	دولي	أقرب معادل لـ EN 10346
EN	S350GD	أوروبا	يستخدم عادة في تطبيقات السيارات
ASTM	A653	الولايات المتحدة	خصائص متشابهة ولكن مواصفات طلاء مختلفة
JIS	G3302	اليابان	اختلافات تركيبية طفيفة يجب الانتباه إليها

تُبرز الجدول أعلاه المعايير والمعادلات المختلفة لفولاذ S350GD. على الرغم من أن هذه الدرجات قد تعتبر معادلة، فإن الاختلافات الطفيفة في التركيب وعمليات الطلاء يمكن أن تؤثر على أدائها في تطبيقات معينة. على سبيل المثال، قد تكون لمتطلبات سمك الطلاء لـ ASTM A653 اختلافات، مما قد يؤثر على مقاومة التآكل.

الخصائص الرئيسية

تركيبة كيميائية

العنصر (الرمز والاسم)	نطاق النسبة المئوية (%)
Fe (حديد)	متوازن
C (كربون)	0.06 - 0.12
Zn (زنك)	0.5 - 1.5
Mn (منغنيز)	0.3 - 0.8
P (فوسفور)	≤ 0.04
S (كبريت)	≤ 0.03

تلعب العناصر السبائكية الأساسية في فولاذ S350GD أدوارًا حيوية:
- الزنك (Zn): يوفر مقاومة للتآكل من خلال الجلفنة.
- الكربون (C): يعزز القوة ولكن يجب أن يكون منخفضًا للحفاظ على اللين.
- المنغنيز (Mn): يحسن قابلية التطويع والقوة.

الخصائص الميكانيكية

الخاصية	الحالة/الحرارة	القيمة النموذجية/النطاق (مترية)	القيمة النموذجية/النطاق (إنجليزية)	المعيار المرجعي لطريقة الاختبار
قوة الإنبعاث (0.2% إزاحة)	مغلف بالغمس الساخن	350 ميغا باسكال	50.8 كيلو باوند	ASTM E8
قوة الشد	مغلف بالغمس الساخن	450 ميغا باسكال	65.3 كيلو باوند	ASTM E8
التمدد	مغلف بالغمس الساخن	22%	22%	ASTM E8
الصلابة (برينيل)	مغلف بالغمس الساخن	120 HB	120 HB	ASTM E10
قوة التأثير	-	27 جول (عند -20 درجة مئوية)	20 قدم-رطل (عند -4 درجة فهرنهايت)	ASTM E23

تجعل الخصائص الميكانيكية لفولاذ S350GD مناسبة للتطبيقات الهيكلية حيث تكون القوة والليونة حاسمة. تضمن قوة الإنبعاث التي تبلغ 350 ميغا باسكال أنها يمكنها تحمل أحمال كبيرة، بينما تشير نسبة التمدد إلى قابلية تشكيل جيدة.

الخصائص الفيزيائية

الخاصية	الحالة/درجة الحرارة	القيمة (مترية)	القيمة (إنجليزية)
الكثافة	-	7.85 جرام/سم³	0.284 رطل/إنش³
نقطة الانصهار	-	1425 - 1540 درجة مئوية	2600 - 2800 درجة فهرنهايت
الموصلية الحرارية	20 درجة مئوية	50 واط/م·ك	34.5 وحدة فهرنهايت·إنش/(ساعة·قدم²·درجة فهرنهايت)
السعة الحرارية النوعية	-	0.46 كيلوجول/كجم·ك	0.11 وحدة فهرنهايت/رطل·درجة فهرنهايت
المقاومة الكهربائية	-	0.0000017 أوم·م	0.0000017 أوم·إنش

تشير الكثافة ونقطة الانصهار لفولاذ S350GD إلى ملاءمته للتطبيقات عالية الحرارة. تقترح الموصلية الحرارية والسعة الحرارية النوعية أنه يمكنه تصريف الحرارة بشكل فعال، مما يكون ميزة في التطبيقات السيارات.

مقاومة التآكل

العميل التآكلي	التركيز (%)	درجة الحرارة (°C)	تصنيف المقاومة	ملاحظات
كلوريد	3%	25 درجة مئوية	عيد عادل	خطر النقاط
حمض الكبريتيك	10%	20 درجة مئوية	ضعيف	غير موصى به
هيدروكسيد الصوديوم	5%	25 درجة مئوية	جيد	التعرض المحدود مقبول

يظهر فولاذ S350GD مقاومة جيدة للتآكل الجوي ومقاومة معتدلة للكلوريدات. ومع ذلك، فهو عرضة للتآكل في البيئات الحمضية، مما قد يؤدي إلى التحلل السريع. مقارنةً بفئات أخرى مثل S235 و S355، يقدم S350GD مقاومة تآكل متفوقة نظرًا لجلفنته، مما يجعله خيارًا مفضلًا في البيئات المعرضة للرطوبة والعوامل المسببة للتآكل.

مقاومة الحرارة

الخاصية/الحد	درجة الحرارة (°C)	درجة الحرارة (°F)	ملاحظات
درجة حرارة الخدمة القصوى المستمرة	200 درجة مئوية	392 درجة فهرنهايت	قد تتدهور الخصائص أعلاه
درجة حرارة الخدمة القصوى المتقطعة	250 درجة مئوية	482 درجة فهرنهايت	يمكن التعرض القصير المدى
درجة حرارة التقصف	300 درجة مئوية	572 درجة فهرنهايت	يزيد خطر الأكسدة

عند درجات الحرارة المرتفعة، يحتفظ فولاذ S350GD بخصائصه الميكانيكية حتى حد معين. بعد 200 درجة مئوية، يزيد خطر الأكسدة وفقدان القوة، مما يجعله غير مناسب للتطبيقات عالية الحرارة دون اعتبارات خاصة.

خصائص التصنيع

قابلية اللحام

عملية اللحام	المعدن الملحق الموصى به (تصنيف AWS)	الغاز/الفلور الشائع للحماية	ملاحظات
MIG	ER70S-6	الأرجون/CO2	جيد للأقسام الرقيقة
TIG	ER70S-2	الأرجون	يتطلب تسخين مسبق للأقسام السميكة

يعتبر فولاذ S350GD عمومًا قابلاً للحام، ولكن يجب اتخاذ الحيطة لتجنب مشكلات مثل التشقق الناجم عن الهيدروجين. قد يكون من الضروري تسخين الأقسام السميكة مسبقًا لضمان الاندماج المناسب وتقليل الضغوط المتبقية.

قابلية التشغيل

بارامتر التشغيل	S350GD	AISI 1212	ملاحظات/نصائح
مؤشر قابلية التشغيل النسبي	60	100	قابلية تشغيل معتدلة
سرعة القطع النموذجية (التدوير)	90 م/دقيقة	150 م/دقيقة	استخدم أدوات حادة للحصول على أفضل النتائج

يظهر S350GD قابلية تشغيل معتدلة، والتي يمكن تحسينها باستخدام أدوات مناسبة وظروف قطع صحيحة. من الضروري استخدام أدوات حادة وسرعات قطع مناسبة لتحقيق أفضل النتائج.

قابلية التشكيل

فولاذ S350GD مناسب لعمليات التشكيل الساخن والبارد. تسمح نسبة الكربون المنخفضة بتشكيل كبير دون كسر، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب أشكالًا معقدة. عادةً ما يكون نصف قطر الانحناء الموصى به ثلاث مرات سمك المادة لتجنب الكسر أثناء التشكيل.

معالجة الحرارة

عملية المعالجة	نطاق درجة الحرارة (°C)	الوقت النموذجي لنقع	طريقة التبريد	الهدف الأساسي / النتيجة المتوقعة
التسخين	600 - 700	1 - 2 ساعة	هواء	تحسين الليونة وتقليل الصلابة
التطبيع	850 - 900	1 - 2 ساعة	هواء	تصفية هيكل الحبيبات

يمكن أن تؤثر عمليات المعالجة الحرارية مثل التسخين والتطبيع بشكل كبير على البنية المجهرية لفولاذ S350GD، مما يعزز من ليونته ويقلل من الضغوط المتبقية. هذه المعالجات ضرورية للتطبيقات التي تتطلب تحسين قابلية التشكيل.

التطبيقات والغايات الشائعة

الصناعة/القطاع	مثال تطبيق محدد	خصائص الفولاذ الرئيسية المستخدمة في هذا التطبيق	سبب الاختيار (بإيجاز)
السيارات	ألواح الهيكل	قوة عالية، قابلية جيدة للتشكيل	خفيف الوزن ومتعدد الاستخدامات
البناء	مكونات هيكلية	مقاومة للتآكل، قابلية اللحام	أداء طويل الأمد
الأجهزة	غسالات	قابلية تشغيل جيدة، تشطيب جمالي	فعالية من حيث التكلفة وموثوقية

• السيارات: يستخدم لألواح الهيكل ومكونات الهيكل بسبب قوته ومقاومته للتآكل.
• البناء: مثالي للتطبيقات الهيكلية حيث تكون المتانة أساسية.
• الأجهزة: يستخدم عادةً في تصنيع الغسالات وغيرها من الأجهزة المنزلية.

يتم اختيار S350GD لهذه التطبيقات بسبب توازنه الممتاز بين الخصائص الميكانيكية ومقاومة التآكل وفعاليته من حيث التكلفة.

اعتبارات هامة ومعايير اختيار ورؤى إضافية

الميزة/الخاصية	S350GD	S235	S355	ملاحظة موجزة عن الفوائد أو التنازلات
قوة الإنبعاث	350 ميغا باسكال	235 ميغا باسكال	355 ميغا باسكال	قوة أعلى في S355
مقاومة التآكل	جيدة	عادلة	عادلة	متفوقة بفضل الجلفنة
قابلية اللحام	جيدة	ممتازة	جيدة	S235 لديه قابلية لحام أفضل
قابلية التشغيل	معتدلة	جيدة	معتدلة	S235 أسهل في التشغيل
قابلية التشكيل	جيدة	ممتازة	جيدة	S235 يقدم قابلية تشكيل أفضل
التكلفة النسبية التقريبية	معتدلة	منخفضة	مرتفعة	S350GD هو فعال من حيث التكلفة
توفر النموذجي	شائع	شائع جداً	شائع	S235 متوفر على نطاق واسع

عند اختيار فولاذ S350GD، تشمل الاعتبارات خصائصه الميكانيكية، مقاومة التآكل، وفعاليته من حيث التكلفة. على الرغم من أن S235 يوفر قابلية لحام وتشكيل أفضل، فإن جلفنة S350GD تقدم مقاومة تآكل متفوقة، مما يجعله خيارًا مفضلًا للعديد من التطبيقات. بالإضافة إلى ذلك، فإن تكلفته المعتدلة وتوفره يجعله خيارًا جذابًا للمصنعين.

في الختام، فإن فولاذ S350GD هو مادة متعددة الاستخدامات تتمتع بالتوازن بين القوة والليونة ومقاومة التآكل، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات في صناعات السيارات والبناء والأجهزة. خصائصه الفريدة وفعاليته من حيث التكلفة تضعه في موقع ملائم في السوق، مما يضمن استمراريته في الهندسة الحديثة.