عندما يتعلق الأمر باختيار المواد للبناء أو التصنيع أو التطبيقات المتخصصة، غالباً ما تكون المدى الطويل هي الاهتمام الرئيسي.الفولاذ سبائك هي مادة تستخدم على نطاق واسع معروفة لتعدديتها وقوتهافي هذه المقالة، نقارن الصلب المسبوك مع الصلب الكربوني والصلب المقاوم للصدأ، والإجابة على الأسئلة الرئيسية حول مدته،واستكشاف الحقول المتطرفة حيث أداء الفولاذ سبائك أفضل.
لفهم مدى استمرارية الفولاذ اللاسيكي، علينا أولاً أن ننظر إلى كيفية تجميعه مقابل نوعين آخرين من الفولاذ الشائع:
| الممتلكات | الفولاذ المسبوب | فولاذ الكربون | الفولاذ المقاوم للصدأ |
|---|---|---|---|
| التكوين | الصلب المختلط بالعناصر الأخرى (Cr، Ni، Mo، الخ) | في الغالب الحديد + الكربون | الفولاذ ذو الكروم ≥ 10,5% |
| مقاومة التآكل | معتدلة إلى عالية، يعتمد على سبيكة | منخفضة، عرضة للصدأ | ممتازة، مقاومة للتآكل للغاية |
| القوة | عالية، تحسنت عن طريق عناصر سبيكة | معتدل إلى مرتفع | معتدل إلى مرتفع |
| صلابة | غالبًا ما تكون أعلى بسبب السبائك | معتدلة | معتدلة |
| صلابة | صلابة جيدة، تختلف حسب السبائك | جيد | جيد |
| التكلفة | معتدل إلى مرتفع | منخفضة | عالية |
| استخدامات نموذجية | السيارات والفضاء والآلات الثقيلة | البناء، الأدوات | المعالجة الغذائية، الأجهزة الطبية، الهندسة المعمارية |
يتم تصنيع الفولاذ السبائك عن طريق إضافة عناصر كيميائية محددة مثل الكروم والنيكل والموليبدينوم والفاناديوم إلى الفولاذ الكربوني. تحسن هذه العناصر خصائصه الميكانيكية بشكل كبير.مثلاً، الموليبدينوم يزيد من صلابة وقوة في درجات الحرارة العالية، في حين أن الكروم يحسن الصلابة ومقاومة التآكل.
النتيجة هي مادة ذات قوة سحب أعلى وقسوة أكبر مقارنة مع الصلب الكربوني العادي، والذي يسهم بشكل مباشر في مدة استمراره تحت الأحمال الثقيلة،والظروف الهشةهذا يجعل الفولاذ السبائك مثالية للتطبيقات التي تتطلب حياة خدمة طويلة تحت الإجهاد الميكانيكي.
في حين أن مقاومة الفولاذ المسبوك للتآكل أفضل بشكل عام من فولاذ الكربون، فإنه لا يطابق مقاومة التآكل الاستثنائية من الفولاذ المقاوم للصدأ،الذي يحتوي على نسبة عالية من الكروم وتشكل طبقة أكسيد سلبيةومع ذلك، تم تصميم العديد من الفولاذات السبائك لزيادة مقاومة الارتداء والأكسدة، وحتى بعض المواد الكيميائية، اعتمادا على عناصر السبائك المستخدمة.
على سبيل المثال ، يمكن للسبائك التي تحتوي على الكروم والنيكل أن تتحمل البيئات المآكلة بشكل أفضل من الصلب الكربوني.هذا يجعل الفولاذ سبائك خيار جيد لأجزاء الآلات المعرضة للتآكل المعتدل أو درجات الحرارة العالية.
على الرغم من العديد من مزاياه ، إلا أن الفولاذ السبائك له قيود. عادة ما يكون أكثر عرضة للتآكل من الفولاذ المقاوم للصدأ ، وخاصة في البيئات الحمضية أو المالحة للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ يحتوي على عدة ميزات.يمكن أن تختلف المتانة اختلافًا كبيرًا حسب تكوين السبائك المحدد وعمليات المعالجة الحرارية المستخدمة.
بدون حماية السطح المناسبة أو الطلاء، يمكن أن تتحلل السبائك في ظروف تآكل أو أكسدة شديدة.يمكن أن يكون عرضة للكسر عند درجات الحرارة المنخفضة إذا لم يتم سبقه بشكل صحيح.
يقدم الفولاذ السبائك توازنًا قويًا في القوة والصلابة ومقاومة التآكل المعتدلة ، مما يجعله متينًا للغاية للعديد من التطبيقات الصناعية.فهي تتفوق على الصلب الكربوني في كل جوانب ميكانيكية تقريبًا ويمكن أن تقترب أو تتجاوز الصلب المقاوم للصدأ في بعض السباكة والسبائك المقاومة للتآكل.
بفضل خصائصها الميكانيكية المحسنة والتركيبات المخصصة ، يؤدي الفولاذ اللاسلكي بشكل مثالي في البيئات القاسية
عندما يتعلق الأمر باختيار المواد للبناء أو التصنيع أو التطبيقات المتخصصة، غالباً ما تكون المدى الطويل هي الاهتمام الرئيسي.الفولاذ سبائك هي مادة تستخدم على نطاق واسع معروفة لتعدديتها وقوتهافي هذه المقالة، نقارن الصلب المسبوك مع الصلب الكربوني والصلب المقاوم للصدأ، والإجابة على الأسئلة الرئيسية حول مدته،واستكشاف الحقول المتطرفة حيث أداء الفولاذ سبائك أفضل.
لفهم مدى استمرارية الفولاذ اللاسيكي، علينا أولاً أن ننظر إلى كيفية تجميعه مقابل نوعين آخرين من الفولاذ الشائع:
| الممتلكات | الفولاذ المسبوب | فولاذ الكربون | الفولاذ المقاوم للصدأ |
|---|---|---|---|
| التكوين | الصلب المختلط بالعناصر الأخرى (Cr، Ni، Mo، الخ) | في الغالب الحديد + الكربون | الفولاذ ذو الكروم ≥ 10,5% |
| مقاومة التآكل | معتدلة إلى عالية، يعتمد على سبيكة | منخفضة، عرضة للصدأ | ممتازة، مقاومة للتآكل للغاية |
| القوة | عالية، تحسنت عن طريق عناصر سبيكة | معتدل إلى مرتفع | معتدل إلى مرتفع |
| صلابة | غالبًا ما تكون أعلى بسبب السبائك | معتدلة | معتدلة |
| صلابة | صلابة جيدة، تختلف حسب السبائك | جيد | جيد |
| التكلفة | معتدل إلى مرتفع | منخفضة | عالية |
| استخدامات نموذجية | السيارات والفضاء والآلات الثقيلة | البناء، الأدوات | المعالجة الغذائية، الأجهزة الطبية، الهندسة المعمارية |
يتم تصنيع الفولاذ السبائك عن طريق إضافة عناصر كيميائية محددة مثل الكروم والنيكل والموليبدينوم والفاناديوم إلى الفولاذ الكربوني. تحسن هذه العناصر خصائصه الميكانيكية بشكل كبير.مثلاً، الموليبدينوم يزيد من صلابة وقوة في درجات الحرارة العالية، في حين أن الكروم يحسن الصلابة ومقاومة التآكل.
النتيجة هي مادة ذات قوة سحب أعلى وقسوة أكبر مقارنة مع الصلب الكربوني العادي، والذي يسهم بشكل مباشر في مدة استمراره تحت الأحمال الثقيلة،والظروف الهشةهذا يجعل الفولاذ السبائك مثالية للتطبيقات التي تتطلب حياة خدمة طويلة تحت الإجهاد الميكانيكي.
في حين أن مقاومة الفولاذ المسبوك للتآكل أفضل بشكل عام من فولاذ الكربون، فإنه لا يطابق مقاومة التآكل الاستثنائية من الفولاذ المقاوم للصدأ،الذي يحتوي على نسبة عالية من الكروم وتشكل طبقة أكسيد سلبيةومع ذلك، تم تصميم العديد من الفولاذات السبائك لزيادة مقاومة الارتداء والأكسدة، وحتى بعض المواد الكيميائية، اعتمادا على عناصر السبائك المستخدمة.
على سبيل المثال ، يمكن للسبائك التي تحتوي على الكروم والنيكل أن تتحمل البيئات المآكلة بشكل أفضل من الصلب الكربوني.هذا يجعل الفولاذ سبائك خيار جيد لأجزاء الآلات المعرضة للتآكل المعتدل أو درجات الحرارة العالية.
على الرغم من العديد من مزاياه ، إلا أن الفولاذ السبائك له قيود. عادة ما يكون أكثر عرضة للتآكل من الفولاذ المقاوم للصدأ ، وخاصة في البيئات الحمضية أو المالحة للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ يحتوي على عدة ميزات.يمكن أن تختلف المتانة اختلافًا كبيرًا حسب تكوين السبائك المحدد وعمليات المعالجة الحرارية المستخدمة.
بدون حماية السطح المناسبة أو الطلاء، يمكن أن تتحلل السبائك في ظروف تآكل أو أكسدة شديدة.يمكن أن يكون عرضة للكسر عند درجات الحرارة المنخفضة إذا لم يتم سبقه بشكل صحيح.
يقدم الفولاذ السبائك توازنًا قويًا في القوة والصلابة ومقاومة التآكل المعتدلة ، مما يجعله متينًا للغاية للعديد من التطبيقات الصناعية.فهي تتفوق على الصلب الكربوني في كل جوانب ميكانيكية تقريبًا ويمكن أن تقترب أو تتجاوز الصلب المقاوم للصدأ في بعض السباكة والسبائك المقاومة للتآكل.
بفضل خصائصها الميكانيكية المحسنة والتركيبات المخصصة ، يؤدي الفولاذ اللاسلكي بشكل مثالي في البيئات القاسية
