سبائك الصلب الهيكل

سبائك الصلب الهيكل
تفاصيل المنتج

ما هو الفولاذ الهيكلي؟

فئة منظمة من الفولاذ ، يجب أن يلبي الفولاذ الهيكلي معايير الصناعة لتحمل الأبعاد والتكوين. في الولايات المتحدة ، يتم تحديد وتنظيم درجات الصلب من قبل ASTM International. وبالمثل ، لدى أوروبا وكندا هيئات ومعايير تنظيمية خاصة بها. بينما تقدم Shew-eSteel Pipe صفيحة فولاذية قياسية EN ولوحة فولاذية CSA G40.21.

تتوفر مجموعة واسعة من درجات الفولاذ الإنشائي ، مع أشهرها ASTM A572 و ASTM A36. تستخدم درجات الصلب هذه إلى جانب درجات الفولاذ الإنشائية الأخرى بشكل أساسي لبناء إطارات الجسور والمباني.

ويعملون أيضًا في بناء:

  • سيارات الشحن

  • أدوات البناء

  • قطع غيار الشاحنات

  • الات

  • ذراع الرافعة

  • أبراج الإرسال

  • إطارات الشاحنات

أظهر بحث نشره المعهد الأمريكي للإنشاءات الحديدية أن الفولاذ الهيكلي يحتوي على 47 ٪ من جميع مواد البناء ، مما يجعل من المحتمل جدًا أن يكون الفولاذ الهيكلي مسؤولًا عن بعض التصميم في الهياكل أو المباني أو الجسور التي يواجهها الناس.

إنتاج واختبار الصلب الإنشائي

من أجل الفهم الكامل لكيفية اختلاف الفولاذ الهيكلي عن الفولاذ غير الهيكلي ، مثل الفولاذ المستخدم على أسرة الشاحنات أو السفن أو الدبابات العسكرية ، من المهم النظر إلى تكوين الفولاذ الهيكلي.

يمكن تصنيع الفولاذ من المواد الخام ، أو يمكن تصنيعه من إعادة تدوير الفولاذ القديم. أثناء عملية تغيير الفولاذ المعاد تدويره إلى فولاذ جديد ، يتم صهر الفولاذ الموجود وتكريره ليتناسب مع مواصفات معينة. إنها عملية أطول بكثير لتصنيع الفولاذ من المواد الخام.

الفولاذ عبارة عن سبيكة تحتوي على الكربون والحديد ، وكلاهما متوفر بكثرة ولكن نادرًا ما يوجد في شكل نقي. من أجل تصنيع الفولاذ من المواد الخام ، يتم الحصول على الحديد من خام الحديد ، الذي يحتوي على الكثير من أكاسيد الحديد. يتم استخراج معظم خام الحديد في الولايات المتحدة من تاكونيت ، وهو متوفر بكثرة في ولاية مينيسوتا. أثناء عملية الاستخراج ، يتم طحن تاكونيت في تركيبة رملية ، ويتم استخدام المغناطيس لفصل خام الحديد (في شكل مغنتيت) عن المواد والمعادن الأخرى.

على الرغم من أن الحديد غالبًا ما يُعتقد أنه قوي وصلب ، إلا أن خام الحديد الخام ناعم جدًا بحيث يمكن قطعه بسكين وبعض العضلات. تحصل سبائك الحديد على قوتها من إضافة الكربون.

يتم إنتاج سبائك الحديد والكربون بشكل عام عن طريق الجمع بين فحم الكوك وخام الحديد وتطبيق الحرارة حتى يشتعل الكوك. فحم الكوك هو شكل من أشكال الفحم الغني بالكربون. نتيجة لهذا التسخين القوي ، يسقط فحم الكوك الكربونات ويلتصق بالأوكسجين من أكاسيد الحديد ، تاركًا مزيجًا من الكربون والحديد. هذه العملية تسمى الاختزال.

بعد الاختزال ، يوجد حوالي 4 ٪ من الكربون في المادة ، والتي تخضع لمزيد من عمليات التدفئة والتبريد لتقليل كمية الكربون ، مما يجعل المادة أقوى وأكثر صلابة. بمجرد انخفاض محتوى الكربون إلى أقل من 2.1٪ من وزن المادة ، تصبح المادة فولاذًا. من أجل تصنيع الفولاذ الهيكلي ، يجب تقليل الكربون حتى يصبح تكوينه 0.05٪ -0.25٪ فقط.

النتيجة النهائية هيهيكلl الصلب ،وهو ذو سعر اقتصادي وقابل لإعادة التدوير بنسبة 100٪ ولديه نسبة عالية من القوة إلى الوزن. تتوفر درجات مختلفة من الفولاذ الهيكلي ، وكلها تختلف إلى حد ما في تكوينها. تساعد هذه التركيبات بشكل كبير في إنشاء المواد المطلوبة لأي مشروع محدد.

من ناحية أخرى ، يمكن معالجة الفولاذ بشكل إضافي - من خلال المزيد من معالجات التدفئة والتبريد و / أو إضافة السبائك ، على سبيل المثال ، التيتانيوم والموليبدينوم والكروم - لتعزيز الصلابة. تؤثر هذه العمليات على الهشاشة الكلية ، في معظم الحالات ، مما يجعل المواد التالية غير مناسبة للتطبيقات الهيكلية.

تكوين الفولاذ الهيكلي

فيما يلي تكوين درجتين معروفتين من الفولاذ الهيكلي: ASTM 572 و ASTM A36. في حين أن درجات الفولاذ الهيكلي الأخرى تمتلك تركيبات متشابهة ، فقد تحتوي أيضًا على سبائك إضافية أو خضعت لمعالجة إضافية.

درجةكربونالمنغنيزالفسفورالكبريتسيليكون
A360.25-0.29%1.03%0.04%0.05%0.28%
A5720.18-0.23%0.5-0.7%0.035٪ كحد أقصى0.04٪ كحد أقصى0.150-0.3%
A514*0.12-0.21%0.85%غير محددغير محدد0.28%


* يحتوي A514 أيضًا على 0.2٪ موليبدنوم و 0.48٪ كروم و 0.05٪ فاناديوم و 0.02٪ تيتانيوم و 0.003٪ بورون.

إن وجود سبائك إضافية تعزز كلا من الصلابة والهشاشة هو الاختلاف الرئيسي في التركيب بين الفولاذ غير الهيكلي والصلب الهيكلي. في بعض الحالات ، لا تزال السبائك الإضافية قادرة على إنشاء الفولاذ الهيكلي ؛ ومع ذلك ، في حالات أخرى ، يكون الصلب المنتج هشًا للغاية للاستخدام في القدرات الهيكلية.

العائد وقوة الشد

بالإضافة إلى التركيب الكيميائي ، تساعد قوة الشد والإنتاج في تحديد درجة الفولاذ بالإضافة إلى التطبيق العام.

أعلى نقطة من الضغط هي قوة الخضوع,حيث ستتغير المادة بشكل دائم. على سبيل المثال ، عندما يقفز شخص ما من لوحة الغوص ، ينحني المجلس بشكل طبيعي لامتصاص الطاقة والوزن ، ولكن بعد أن يقفز هذا الشخص من اللوحة ، ستعود اللوحة إلى شكلها الأصلي. ستكون قوة الخضوع للوحة هي النقطة التي ينحني فيها تحت الطاقة والوزن ، وتبقى عازمة بشكل دائم حتى بعد إطلاق الغواص.

من السمات الحيوية للصلب الإنشائي ، يجب أن يعطي الغلة بعضًا لامتصاص الوزن. على سبيل المثال ، قوة الخضوع في الجسور هي الوزن الأقصى الذي يمكن أن يتحمله الجسر قبل تعرضه لضرر دائم.

تشير قوة الشد إلى النقطة التي تنكسر عندها المادة المثنية. في مثال لوحة الغوص أعلاه ، هذه هي الطاقة والوزن الذي ستستغرقه لكسر اللوحة.

فيما يلي رسم بياني يوضح نقاط الشد والعائد لثلاثة أنواع شائعة من الفولاذ الهيكلي. يتم حساب هذه النقاط إما بالكيلوبونات لكل بوصة مربعة ("ksi") أو بالجنيه الاسترليني لكل بوصة مربعة ("psi") ، كما هو موضح أدناه. في بعض الأحيان ، يتم الإشارة إليها أيضًا في ميجا باسكال.

درجةمنطقه تخفيف سرعهنقطة الشد
A3636 ksi58-80 ksi
A572من 42 إلى 65 كيلو *0.5-0.7%
A514100 كيلو110-130 ksi

* يعتمد العائد على السماكة ، ولكن الدرجة الأكثر شيوعًا هي 50 كيلوغرام.

هذان المقياسان مهمان جدًا للمهندسين حيث يخططون المواد المطلوبة لمشروع معين.

اختبار تأثير شاربي

ما هو مهم بشكل خاص في الهياكل هو قدرتها على امتصاص الطاقة. المواد الهشة قادرة فقط على امتصاص كمية منخفضة من الطاقة قبل الفشل أو الكسر. يدمج الفولاذ الهيكلي الليونة مع القوة ، مما يتيح لها امتصاص كميات كبيرة من الطاقة قبل الفشل.

اختبار تأثير تشاربي - الذي أطلق عليه اسم جورج تشاربي ، الذي كان مسؤولاً عن توحيد اختبار الأثر - يستخدم بندول مطرقة ثقيل لحساب كمية الطاقة التي يمكن امتصاصها بواسطة نوع معين من الفولاذ. يذهب اختبار تأثير شاربي إلى أبعد من ذلك ويختبر التأثيرات عند درجات حرارة مختلفة. هذا أمر حيوي للهياكل القائمة على الصلب التي تكون في الهواء الطلق في درجات حرارة معاكسة.

بالنسبة لمشاريع الفولاذ الإنشائي ، تعد اختبارات Charpy شائعة نسبيًا. يتم قطع عينة صغيرة من الفولاذ - تسمى القسيمة - من اللوحة الرئيسية ثم نقلها إلى مختبر مستقل للاختبار. تخبر النتائج المهندسين عما إذا كانت المادة كافية لمشروعهم ، وقد تم الحصول على هذه المعلومات ومراجعتها وتكييفها من المواد التي توفرها أنابيب فولاذية شي

لمزيد من المعلومات حول هذا المصدر ، يرجى زيارة أنابيب فولاذية shew-e.

Hot Tags: سبائك الصلب الهيكل ، الشركة المصنعة ، الموردين ، المصانع ، الشركة ، عالية الجودة
التحقيق

You Might Also Like