1.0718 فولاذ (11SMnPb30): الخصائص والتطبيقات الرئيسية

فولاذ 1.0718 (11SMnPb30) هو نوع من الفولاذ منخفض السبيكة ويصنف بشكل أساسي كفولاذ قابل للتقطيع الحر. يتميز بسهولة التشغيل الممتازة، مما يجعله خيارًا مفضلًا في التطبيقات التي تتطلب الدقة والكفاءة في التشغيل. العناصر السبائكية الرئيسية في 1.0718 تشمل المنغنيز (Mn) والرصاص (Pb)، مما يعزز خصائصه الميكانيكية وقابلية العمل. وجود الرصاص يحسن بشكل كبير من قابلية تشغيل الفولاذ، مما يسمح بقطع أكثر سلاسة وتقليل تآكل أدوات القطع.

نظرة شاملة

فولاذ 1.0718 معروف بمزيجه الفريد من الخصائص التي تجعله مناسبًا لمختلف التطبيقات الهندسية. تشمل خصائصه الرئيسية القوة العالية، والليونة الجيدة، وسهولة التشغيل الممتازة. إضافة الرصاص لا تحسن فقط من القابلية للتشغيل ولكن أيضًا تساهم في قدرة الفولاذ على الحفاظ على استقرار الأبعاد خلال عمليات التشغيل.

الخاصية	الوصف
التصنيف	فولاذ قابل للتقطيع الحر منخفض السبيكة
العناصر السبائكية الرئيسية	المنغنيز (Mn)، الرصاص (Pb)
الخصائص الرئيسية	قوة عالية، قابلية تشغيل ممتازة، ليونة جيدة

المزايا:
- قابلية تشغيل استثنائية بسبب محتوى الرصاص.
- نسبة جيدة بين القوة والوزن.
- مناسب للمكونات الدقيقة والهندسة المعقدة.

القيود:
- قد يشكل محتوى الرصاص مخاوف بيئية وصحية أثناء التشغيل.
- مقاومة للتآكل أقل مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ.
- أداء محدود في درجات الحرارة العالية.

تاريخيًا، تم استخدام 1.0718 على نطاق واسع في صناعات السيارات والتصنيع لإنتاج مكونات مثل التروس والمحاور وتركيبات الدقة. وضعه في السوق قوي بسبب توازن التكلفة والأداء المفضل، مما يجعله خيارًا شائعًا في مختلف التطبيقات.

أسماء بديلة، معايير، ومعادلات

منظمة المعايير	الاسم/الدرجة	البلد/المنطقة الأصل	ملاحظات/تعليقات
UNS	11SMnPb30	الولايات المتحدة الأمريكية	المعادل الأقرب لـ AISI 1212
AISI/SAE	1212	الولايات المتحدة الأمريكية	اختلافات تركيبية طفيفة
DIN	1.0718	ألمانيا	مستخدم بشكل شائع في أوروبا
EN	11SMnPb30	أوروبا	تسمية فولاذ قابل للتقطيع الحر
JIS	S12PB	اليابان	خصائص مشابهة، معايير مختلفة
ISO	11SMnPb30	دولي	تسمية موحدة

تتمثل الاختلافات بين هذه الدرجات المعادلة غالبًا في النسب المحددة للعناصر السبائكية، والتي يمكن أن تؤثر على خصائص مثل قابلية التشغيل والقوة. على سبيل المثال، بينما AISI 1212 مشابه، فقد لا يحتوي على نفس مستوى الرصاص، مما يؤثر على قابليته للتشغيل.

الخصائص الرئيسية

التكوين الكيميائي

العنصر	مدى النسبة المئوية (%)
C (الكربون)	0.10 - 0.15
Mn (المنغنيز)	1.20 - 1.50
Pb (الرصاص)	0.15 - 0.35
Si (السيليكون)	0.15 - 0.40
P (الفوسفور)	≤ 0.04
S (الكبريت)	≤ 0.05

تلعب العناصر السبائكية الرئيسية في فولاذ 1.0718 أدوارًا حيوية:
- المنغنيز (Mn): يعزز القوة والصلابة مع تحسين القدرة على التسخين.
- الرصاص (Pb): يحسن بشكل كبير من قابلية التشغيل، مما يسمح بقطع أكثر سلاسة وتقليل تآكل الأدوات.
- الكربون (C): يساهم في القوة والصلابة العامة، على الرغم من كميات أقل مقارنة بالفولاذات السبائكية الأخرى.

الخصائص الميكانيكية

الخاصية	الحالة/الحرارة	القيمة/المدى النموذجي (مترية)	القيمة/المدى النموذجي (إمبراطوري)	المعيار المرجعي لطريقة الاختبار
قوة الشد	مخمد	600 - 700 ميجا باسكال	87 - 102 ksi	ASTM E8
قوة الخضوع (إزاحة 0.2%)	مخمد	350 - 450 ميجا باسكال	51 - 65 ksi	ASTM E8
التمدد	مخمد	20 - 30%	20 - 30%	ASTM E8
الصلابة (بريينيل)	مخمد	150 - 180 HB	150 - 180 HB	ASTM E10
قوة الصدمة (شاربي)	-40 درجة مئوية	30 - 40 جول	22 - 30 قدم-رطل	ASTM E23

تجعل الخصائص الميكانيكية لفولاذ 1.0718 مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب قوة عالية وليونة جيدة. تتيح قابلية التشغيل الممتازة له إنتاج أجزاء معقدة بكفاءة، بينما تضمن قوة الخضوع سلامة الهيكل تحت الحمل.

الخصائص الفيزيائية

الخاصية	الحالة/درجة الحرارة	القيمة (مترية)	القيمة (إمبراطوري)
الكثافة	-	7.85 جرام/سم³	0.284 رطل/بوصة³
نقطة الانصهار	-	1420 - 1460 درجة مئوية	2590 - 2660 درجة فهرنهايت
موصلية حرارية	20 درجة مئوية	45 واط/م·ك	31 BTU·بوصة/(ساعة·قدم²·درجة فهرنهايت)
سعة الحرارة النوعية	20 درجة مئوية	460 جول/كجم·ك	0.11 BTU/رطل·درجة فهرنهايت
مقاومة كهربائية	20 درجة مئوية	0.0006 أوم·م	0.000035 أوم·بوصة

تعد الخصائص الفيزيائية الرئيسية مثل الكثافة والموصلية الحرارية مهمة للتطبيقات التي تتطلب وزن وتبديد الحرارة. تجعل كثافة فولاذ 1.0718 مناسبًا للمكونات خفيفة الوزن، بينما تسمح موصلية الحرارة الفعالة بإدارة الحرارة في الأنظمة الميكانيكية.

مقاومة التآكل

العامل المسبب للتآكل	التركيز (%)	درجة الحرارة (°C/°F)	تقييم المقاومة	ملاحظات
كلوريدات	3-10	20-60 °C (68-140 °F)	عادل	خطر حدوث تعميق
أحماض (كبريتيك)	5-20	20-40 °C (68-104 °F)	سيء	عرضة للتكسير الناتج عن الإجهاد
محاليل قلوية	1-5	20-60 °C (68-140 °F)	عادل	مقاومة متوسطة

يظهر فولاذ 1.0718 مقاومة متوسطة للتآكل، خاصة في بيئات تحتوي على كلوريدات وظروف حمضية. إنه عرضة لتآكل موضعي مثل التعميق وتكسير الإجهاد. مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ مثل AISI 304، الذي يوفر مقاومة تآكل أفضل، فإن 1.0718 أقل ملاءمة للبيئات القاسية.

مقاومة الحرارة

الخاصية/الحد	درجة الحرارة (°C)	درجة الحرارة (°F)	ملاحظات
الحد الأقصى لدرجة حرارة الخدمة المستمرة	300 درجة مئوية	572 درجة فهرنهايت	مناسب لدرجات الحرارة المتوسطة
الحد الأقصى لدرجة حرارة الخدمة المتقطعة	350 درجة مئوية	662 درجة فهرنهايت	تعريض لمدة قصيرة فقط
درجة حرارة التقشر	400 درجة مئوية	752 درجة فهرنهايت	خطر الأكسدة بعد هذا الحد

عند درجات الحرارة المرتفعة، يحافظ فولاذ 1.0718 على قوته ولكنه قد يشهد أكسدة وتقشر. لا يُوصى به للت应用ات التي تتطلب تعرضًا طويل الأمد لدرجات حرارة عالية، حيث يمكن أن تتدهور خصائصه الميكانيكية.

خصائص التصنيع

قابلية اللحام

عملية اللحام	المعدن الملائم الموصى به (تصنيف AWS)	غاز/فلور المظلة النموذجي	ملاحظات
MIG	ER70S-6	الأرجون + CO2	يوصى بالتسخين المسبق
TIG	ER70S-2	الأرجون	جيد للأقسام الرقيقة
اللحام بالقوس	E7018	-	يتطلب معالجة دقيقة

يعتبر فولاذ 1.0718 قابلًا للحام بشكل عام، لكن وجود الرصاص يمكن أن يعقد عملية اللحام. غالبًا ما يُوصى بالتسخين المسبق لتقليل خطر التشقق. قد يكون من الضروري أيضًا علاج حراري بعد اللحام لتخفيف الضغوط.

قابلية التشغيل

معامل التشغيل	فولاذ 1.0718	AISI 1212	ملاحظات/نصائح
مؤشر قابلية التشغيل النسبي	100	130	1.0718 أقل قابلية للتشغيل قليلاً
سرعة القطع النموذجية (دوارة)	80 م/د	100 م/د	تعديل الأدوات لتحقيق الأداء الأمثل

يقدم فولاذ 1.0718 قابلية تشغيل جيدة، على الرغم من أنه أقل تفضيلًا قليلاً من AISI 1212. يجب اختيار سرعات القطع المثلى والأدوات لتعزيز الأداء وتقليل التآكل.

قابلية التشكيل

يظهر فولاذ 1.0718 قابلية تشكيل جيدة، مما يجعله مناسبًا لعمليات التشكيل الباردة والساخنة. ومع ذلك، يجب توخي الحذر لتجنب العمل المفرط الذي يمكن أن يؤدي إلى التشقق أثناء عمليات الانحناء. يجب الالتزام بنصف قطر الانحناء الموصى به لتحقيق النتائج المثلى.

معالجة الحرارة

عملية المعالجة	مدى درجة الحرارة (°C/°F)	مدة النقع النموذجية	طريقة التبريد	الغرض الأساسي / النتيجة المتوقعة
الأنودة	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 ساعة	هواء أو ماء	تليين، تحسين قابلية التشغيل
التبريد السريع	850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F	30 دقيقة	زيت أو ماء	تقوية، زيادة القوة
التلطيف	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 ساعة	هواء	تقليل الهشاشة، تحسين المتانة

تؤثر عمليات معالجة الحرارة بشكل كبير على التركيب الدقيق والخصائص لفولاذ 1.0718. تعزز الأنودة قابلية التشغيل، بينما يؤدي التبريد السريع والتلطيف إلى تحسين القوة والمتانة.

التطبيقات النموذجية والاستخدامات النهائية

الصناعة/القطاع	مثال على تطبيق محدد	خصائص الفولاذ الرئيسية المستخدمة في هذا التطبيق	سبب الاختيار (باختصار)
السيارات	التروس	قوة عالية، قابلية تشغيل ممتازة	مكونات دقيقة
التصنيع	المحاور	ليونة جيدة، قوة	هندسة معقدة
الطائرات	المثبتات	نسبة قوة إلى وزن عالية	خفيفة الوزن ودائمة

تشمل التطبيقات الأخرى:
- تركيبات دقيقة
- مكونات هيدروليكية
- أجزاء ماكينات

يتم اختيار فولاذ 1.0718 لهذه التطبيقات بسبب توازنه المفضل من القوة، وقابلية التشغيل، والجدوى الاقتصادية، مما يجعله مثاليًا لإنتاج مكونات عالية الدقة.

اعتبارات مهمة، معايير الاختيار، ورؤى إضافية

الميزة/الخاصية	فولاذ 1.0718	AISI 1212	AISI 1045	ملاحظة مختصرة حول الإيجابيات/السلبيات أو المقايضة
خاصية ميكانيكية رئيسية	قوة جيدة	قابلية تشغيل ممتازة	قوة أعلى	فولاذ 1.0718 أكثر جدوى من حيث التكلفة
جانب التآكل الرئيسي	مقاومة عادلة	مقاومة جيدة	مقاومة متوسطة	فولاذ 1.0718 أقل مقاومة للتآكل
قابلية اللحام	متوسطة	جيدة	عادية	يتطلب فولاذ 1.0718 مزيدًا من العناية أثناء اللحام
قابلية التشغيل	جيدة	ممتازة	متوسطة	فولاذ 1.0718 أسهل في التشغيل من 1045
قابلية التشكيل	جيدة	عادية	جيدة	فولاذ 1.0718 له قابلية تشكيل أفضل
التكلفة النسبية التقريبية	متوسطة	متوسطة	منخفضة	فولاذ 1.0718 بسعر تنافسي
التوفر النموذجي	شائع	شائع	شائع	جميع الدرجات متاحة بسهولة

عند اختيار فولاذ 1.0718، تشمل الاعتبارات قابليته للتشغيل، جدواه الاقتصادية، وملاءمته للتطبيقات المحددة. بينما قد لا يوفر نفس مقاومة التآكل مثل الفولاذ المقاوم للصدأ، إلا أن توازنه بين الخصائص يجعله خيارًا قيمًا في العديد من السياقات الهندسية. بالإضافة إلى ذلك، يجب مراعاة التداعيات البيئية لمحتوى الرصاص أثناء المعالجة والاستخدام.