أربعة أنواع من الفولاذ الكربوني: خصائصه واستخداماته

من المتوقع أن تبلغ قيمة السوق العالمية للصلب الكربوني 1.63 تريليون دولار أمريكي بحلول عام 2025. وفقا لأحدث الدراسات, من المتوقع أن يتجاوز حجم سوق الفولاذ الكربوني 1.72 تريليون دولار أمريكي بحلول عام 2026. والسبب هو أن الفولاذ الكربوني يستخدم على نطاق واسع في الصناعات التحويلية والطبية والسيارات والبناء.

هناك عدة أنواع من الفولاذ الكربوني، وعليك معرفة أيها الأنسب لمشروعك. لنكتشف ذلك في هذا الدليل البسيط!

تركيب الفولاذ الكربوني

يتكون الفولاذ الكربوني أساسًا من الحديد والكربون. هذان العنصران يحددان قوة وصلابة الفولاذ.

• • الحديد (Fe): 98-99% من السبائك

• الكربون (C): 0.05% إلى 2.0%

• المنغنيز (Mn): 0.3% – 1.0%

• السيليكون (Si): يستخدم لإزالة الأكسجين أثناء صناعة الصلب.

• الكبريت (S) والفوسفور (P): هذه هي الشوائب.

أنواع الفولاذ الكربوني حسب محتوى الكربون

يؤثر محتوى الكربون على القوة والمرونة الكلية للفولاذ الكربوني. بناءً على مستويات الكربون، يُمكن تصنيف الفولاذ الكربوني إلى الأنواع الرئيسية التالية.

1. الفولاذ منخفض الكربون (الفولاذ المعتدل)

يحتوي الفولاذ منخفض الكربون على نسبة ضئيلة من الكربون، تتراوح تقريبًا بين 0.05% و0.32%. بفضل هذه التركيبة، يُمكن تشكيله بأي شكل تريده. مع ذلك، فهو ليس قويًا جدًا، ولكنه مرن وسهل الاستخدام.

يمكنك قطعه أو لحامه بسهولة. كما أن الفولاذ الطري أقل تكلفةً مقارنةً بأنواع الفولاذ الكربوني الأخرى. يمكنك استخدامه في الأنابيب، وهياكل السيارات، وقطع البناء، وفي... تصنيع الآلات.

خصائص الفولاذ منخفض الكربون: ناعم، ذو ليونة عالية وقابلية لحام جيدة. يصدأ دون طلاء.

أنواع الفولاذ منخفض الكربون: يحتوي الفولاذ منخفض الكربون على عدة أنواع رئيسية بناءً على قوته وتطبيقاته.

2. الفولاذ الكربوني المتوسط

يحتوي الفولاذ متوسط الكربون على نسبة كربون تتراوح بين 0.30% و0.60%. وهو أقوى وأكثر صلابة من الفولاذ منخفض الكربون، ولكنه أقل مرونة. كما يوفر هذا النوع من الفولاذ توازنًا جيدًا بين الصلابة والمتانة.

خصائص الفولاذ الكربوني المتوسط: قوة أعلى، ليونة معتدلة، تصبح صلبة عن طريق المعالجة الحرارية، مقاومة جيدة للتآكل وأقل سهولة بالنسبة لك للحام/الشكل.

أنواع الفولاذ الكربوني المتوسط: الفولاذ متوسط الكربون ينقسم إلى أنواع مختلفة حسب تركيبه واستخداماته.

3. الفولاذ عالي الكربون

يتراوح محتوى الكربون في الفولاذ عالي الكربون بين 0.60% و1.00%. ستجده شديد الصلابة والقوة ولكنه أقل مرونة. لزيادة صلابته، يمكنك تحقيق ذلك بالمعالجة الحرارية. علاوة على ذلك، يُعد الفولاذ عالي الكربون مثاليًا عند الحاجة إلى حافة حادة أو أجزاء متينة.

خصائص الفولاذ عالي الكربون:

• صلبة وقوية جدًا
• انخفاض اللدونة والمرونة
• مقاومة ممتازة للتآكل
• يمكن أن يتشقق بسهولة إذا تم ثنيه كثيرًا
• قوة الخضوع 485 ميجا باسكال
• القدرة على التلطيف
• مقاومة معتدلة للتآكل
• استجابة المعالجة الحرارية

4. الفولاذ عالي الكربون

يحتوي الفولاذ عالي الكربون على نسبة كربون تتراوح بين 1.00% و2.00% تقريبًا. يتميز هذا الفولاذ بصلابة وقوة فائقتين، إلا أنه ليس مرنًا جدًا. يتكون في الغالب من الحديد والكربون. أحيانًا، تُضاف إليه كميات صغيرة من عناصر أخرى، مثل المنغنيز أو السيليكون، لتحسين أدائه. يصعب تشكيله أو لحامه، لذا يجب معالجته بعناية باستخدام المعالجة الحرارية وأدوات خاصة.

خصائص الفولاذ عالي الكربون:

• غني بالكربون
• صعب جدا
• قوة شد قوية
• مقاومة ممتازة للتآكل
• مرونة / ليونة منخفضة
• مقاومة محدودة للتآكل
• يمكن معالجتها حراريا

التطبيقات: يمكنك استخدامه في أدوات القطع، والقوالب، والقوالب، والينابيع، والبكرات، والكابلات عالية القوة، وأجزاء السيارات والطائرات المتينة.

أنواع الفولاذ الكربوني العادي (حسب عملية التصنيع)

• الفولاذ الكربوني المقتول

الفولاذ الكربوني المقتول بالكامل إزالة الأكسدة أثناء الإنتاج. لهذا الغرض، يُضاف الألومنيوم أو السيليكون لإزالة الأكسجين. هذا يمنع تكوّن فقاعات الغاز في الفولاذ. هذه الخصائص تجعله متجانسًا وخاليًا من المسامية، بالإضافة إلى سطحه الأملس. يمكنك استخدام هذا الفولاذ عندما يكون القوام والمتانة مهمين بالنسبة لك.

• الفولاذ الكربوني شبه الميت

أثناء تصنيع الفولاذ الكربوني شبه الميت، يُزال الأكسجين جزئيًا. ومع ذلك، يبقى بعض الغاز في الفولاذ، لذا فهو ليس بنفس تجانس الفولاذ الميت. يمكن تحضيره بإضافة كمية أقل من عوامل إزالة الأكسدة، مثل الألومنيوم أو السيليكون، مقارنةً بالفولاذ الميت.

هذه الطريقة تجعل إنتاج الفولاذ منخفض التكلفة مع الحفاظ على قوة عالية. يُعد الفولاذ شبه المُذاب مثاليًا للاستخدام في الأجزاء الهيكلية، والصفائح، وأسلاك الإطارات المجلفنة، والمنتجات المدرفلة.

• فولاذ ذو حافة

يُصنع الفولاذ المُحاط بإطارات عن طريق إزالة الأكسجين بشكل طفيف أثناء الإنتاج. هذا يسمح بتسرب بعض الغازات ببطء. ونتيجةً لذلك، يصبح الفولاذ أملسًا من الخارج، وأقل تجانسًا من الداخل، وقليل الشوائب.

يُمكن قطع وتشكيل وتشكيل هذا الفولاذ الكربوني بسهولة. أما تطبيقاته الرئيسية، فتشمل الصفائح المعدنية، والمنتجات المدرفلة على البارد، والأجزاء التي تتطلب سطحًا نظيفًا.

أنواع الفولاذ الكربوني للسكاكين

• فولاذ كربوني 1095 مادة شائعة جدًا في صناعة السكاكين. تحتوي على حوالي 0.95% من الكربون. يتميز هذا الفولاذ بثباته العالي وحدّته، كما أنه سهل الشحذ.
• فولاذ كربوني 5160 يُستخدم عادةً في صناعة السكاكين أو السيوف الكبيرة. وهو أكثر مرونةً وصلابةً.
• فولاذ 52100 فولاذ سبائكي عالي الكربون يتميز بمقاومة ممتازة للتآكل. يُستخدم في السكاكين الفاخرة.
• فولاذ الأدوات O1 يتميز هذا النوع بصلابته وقدرته على الاحتفاظ بالحواف. ولذلك يُستخدم على نطاق واسع في أدوات القطع والسكاكين.
• فولاذ D2 هو فولاذ عالي الكربون وغني بالكروم. ولذلك يُسمى أيضًا شبه مقاوم للصدأ. يتميز هذا الفولاذ الكربوني بمقاومته العالية للتآكل، ويحافظ على حافته لفترة طويلة.

درجات الفولاذ الكربوني

درجات الفولاذ الكربوني هي تصنيفات تُظهر قوة الفولاذ ومحتواه من الكربون. الدرجات الأعلى تعني عادةً فولاذاً أقوى وأكثر صلابة، بينما الدرجات الأدنى أكثر ليونة وأسهل في العمل.

جدول درجات الفولاذ الكربوني

خاتمة

في النهاية، لديك الآن معلومات وافية حول جميع أنواع الفولاذ الكربوني وتطبيقاتها في مختلف القطاعات. ننصحك بالتحقق دائمًا من محتوى الكربون للتأكد من أن الفولاذ يلبي غرض مشروعك.

في مصنع JACKWIN، لدينا مخزون كبير من الطرق و منتجات السلامة المرورية وهي مصنوعة من الفولاذ الكربوني. لذا يمكنك مراسلتنا للحصول على عروض الأسعار أو إرشادات الخبراء في أي وقت.

الناس يسألون أيضا

نسبة الكربون في الفولاذ المقاوم للصدأ

يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على نسبة كربون تتراوح بين 0.03% و1.2%، ولكن هذا النطاق يعتمد على نوع الفولاذ المقاوم للصدأ. ستجد أن الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون ناعم وسهل التشكيل. أما إذا كان الفولاذ المقاوم للصدأ عالي الكربون، فسيكون صلبًا وله حافة أكثر حدة.

هل 4140 هو الفولاذ الكربوني؟

فولاذ 4140 هو فولاذ كربوني، ولكنه ليس نقيًا. يحتوي أيضًا على الكروم والموليبدينوم إلى جانب الكربون. هذا النوع من الفولاذ متوسط الكربون، معروف بمتانته ومقاومته للتآكل.

هل الفولاذ الكربوني العالي يصدأ؟

نعم، الفولاذ عالي الكربون قابل للصدأ لاحتوائه على نسبة عالية من الكربون ونسبة قليلة من الكروم أو خالية منه. لمنع الصدأ، يجب الحفاظ عليه جافًا ونظيفًا. كما يجب تزييته من حين لآخر، لأنه لا يمكن جعله مقاومًا للصدأ.

هل الفولاذ الكربوني آمن للطهي؟

بالتأكيد نعم. لأن الفولاذ الكربوني مصنوع من الحديد والكربون، فإنه يُشكّل سطحًا غير لاصق طبيعيًا عند معالجته. وعلى عكس بعض المقالي غير اللاصقة، لا يحتوي الفولاذ الكربوني على أي مواد كيميائية ضارة مثل حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFOA) أو حمض بيرفلورو الأوكتانويك (PFAS).

لماذا الفولاذ الكربوني أفضل من الفولاذ المقاوم للصدأ؟

يُعدّ الفولاذ الكربوني أفضل من الفولاذ المقاوم للصدأ، لأنه أقوى وأقل تكلفة. كما يُمكن استخدامه في صنع أدوات حادة ومتينة للغاية. كما يتحمّل الفولاذ الكربوني درجات حرارة أعلى، مما يجعله مثاليًا لأجزاء البناء والهياكل.