المواد الأساسية لتصنيع الصفائح المعدنية: الدليل الشامل

هناك أنواع عديدة من المواد المستخدمة في إنتاج الألواح المعدنية ومعالجتها، مع التركيز في المواصفات بشكل أساسي على الألواح والمواد الجانبية. تشمل المواد غير المعدنية الشائعة الورق المقوى، ولوح الباكليت، واللوح المطاطي، واللوح البلاستيكي، واللوح المركب، وما إلى ذلك. يتميز اللوح المطاطي بمرونة جيدة، ومقاومة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة المنخفضة، وخصائص العزل، ويمكن استخدامه كمادة مرنة، ومواد مانعة للتسرب، ومواد تخميد الاهتزاز، إلخ.

ونظرًا للقوة العالية واللدونة الجيدة والصلابة ومقاومة التآكل للألواح البلاستيكية الهندسية، فإنها يمكن أن تحل محل المعادن في صناعة أجزاء الصفائح المعدنية، خاصةً تلك التي تتمتع بقوة نوعية عالية (نسبة قوة الشد إلى الكثافة)، مثل البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية، والتي يمكن أن تتجاوز بشكل كبير القوة النوعية للمعادن وتستخدم على نطاق واسع في صناعة الأجزاء الهيكلية للصفائح المعدنية لتقليل الوزن.

وبالإضافة إلى ذلك، تتمتع معظم المواد البلاستيكية الهندسية بمقاومة جيدة للتآكل للوسائط مثل الأحماض والقلويات والأملاح. ومن بينها، البولي تترافلوروإيثيلين والبولي فينيل كلوريد الصلب، يتمتعان بمقاومة ممتازة للأحماض والقلويات القوية، لذلك يمكن استخدامهما في صناعة الأجزاء المقاومة للتآكل الكيميائي، والبطانات المقاومة للتآكل، وأجزاء المبادلات الحرارية، وخطوط الأنابيب الكيميائية، والأكواع، إلخ.

يسرد الجدول 1 أسماء ودرجات وخصائص وتطبيقات ألواح المواد غير المعدنية الشائعة.

الجدول 1 أسماء ورتب وخصائص وتطبيقات ألواح المواد غير المعدنية

اسم المادة	الصف	الخصائص والوصف	التطبيق
لوح مطاطي من الأسبستوس المقاوم للزيت	إن بي آر	مصنوع من لوح مطاط النتريل الاصطناعي، مع مقاومة جيدة للزيت، بسماكة 0.4 ～ 3.0 مم	تستخدم لإحكام إغلاق الحشيات في منتجات الصفائح المعدنية، مثل خطوط أنابيب النفط وخزانات تخزين النفط حلقات الختم، إلخ.
لوح مطاطي مقاوم للأحماض والقلويات	SBR2030 SBR2040	مصنوع من مطاط الستايرين-بوتادين، مع مقاومة للبرودة، ومقاومة لدرجات الحرارة المتوسطة، ومقاومة الشيخوخة، إلخ.	يستخدم لإغلاق الحشيات التي تعمل في -30 ～ 60 ℃، مع جزء حجمي من 20% من محلول الحمض والقلويات
لوح مطاطي مقاوم للزيت	NBR3001 NBR3002	مصنوعة من لوح مطاط النتريل، مع مقاومة جيدة للزيت	تستخدم للحشوات التي تعمل في درجات حرارة معينة من زيت المحركات، وزيت المحولات، والبنزين، إلخ. المحاليل العضوية
لوح مطاطي مقاوم للحرارة	SBR4001 SBR4002	مصنوع من مطاط الستايرين-بوتادين، مع مقاومة للبرودة، ومقاومة لدرجات الحرارة العالية، ومقاومة الشيخوخة، إلخ.	تُستخدم للحشوات والوسادات العازلة للحرارة التي تعمل في درجة حرارة -30 ～ 100 ℃، مع الهواء الساخن منخفض الضغط ووسائط البخار
لوح مصفح بالفينول	PF3302-1 PF3302-2 PF3302-2	مصنوع من البلاستيك الفينولي الرقائقي، ذو قوة عالية، ومقاومة جيدة للصدمات، ومقاومة للتآكل	تُستخدم كأجزاء هيكلية لوسادات فرامل السيارات، وصناديق المفاتيح الكهربائية، وأغطية الهاتف، إلخ.
لوح متعدد رباعي فلورو الإيثيلين	F-4-13	مقاومة جيدة للتآكل الحمضي والقلوي القوي، وتقليل الاحتكاك والتشحيم الذاتي بشكل ممتاز، ويمكن أن تتحمل درجات حرارة أقل من 250 درجة مئوية	تُستخدم لتبطين الحاويات التي تحتوي على وسائط تآكل، وحشيات ختم المبادلات الحرارية، إلخ.
زجاج عضوي صناعي	كمبيوتر شخصي	الكمبيوتر الشخصي عبارة عن بولي كربونات، يُعرف باسم "المعدن الشفاف"، ويتميز بالعزل الكهربائي الجيد ومقاومة الطقس، إلخ.	تُستخدم للأدوات الزجاجية العضوية الشفافة التي تعمل في درجات حرارة -60 ～ 120 ℃، إلخ.
لباد مسطح صناعي مسطح	112-44 232-36	سُمك 1 ～40 مم، 112-44 يشير إلى لباد أبيض ناعم، 232-36 يشير إلى لباد رمادي خشن	تستخدم كوسادات مانعة للتسرب، ومنع تسرب الزيت، وتخميد الاهتزازات، ووسائد توسيد لهياكل الصفائح المعدنية، واختيار اللباد الناعم أو الخشن أو شبه الخشن حسب الحاجة

على الرغم من استخدام المواد غير المعدنية على نطاق واسع في هياكل الصفائح المعدنية، إلا أن المواد المعدنية لا تزال الأكثر استخدامًا في إنتاج الصفائح المعدنية والمعالجة، والتي تنقسم إلى مواد معدنية حديدية وغير حديدية.

I. المواد الحديدية

المواد الحديدية هي سبائك الحديد والكربون مع الحديد كمصفوفة. وبوجه عام، تسمى سبائك الحديد والكربون التي يزيد جزء كتلتها الكربونية عن 2.111 تيرابايت ثلاثي الفوسفات بالحديد الزهر، وتسمى تلك التي يقل جزء كتلتها الكربونية عن 2.111 تيرابايت ثلاثي الفوسفات بالصلب. تشمل المواد الحديدية بشكل أساسي الصلب الكربوني وسبائك الصلب والحديد الزهر والفولاذ المصبوب.

هناك العديد من طرق تصنيف الفولاذ، والتي يمكن تصنيفها وفقًا لطريقة صناعة الفولاذ، أو جودة الفولاذ، أو التركيب الكيميائي، أو وفقًا للتركيبات والاستخدامات المعدنية المختلفة. وبالنظر إلى هذه العوامل بشكل شامل، يمكن تصنيف الصلب بشكل عام كما هو موضح في الشكل 1.

الأكثر استخدامًا في منتجات الصفائح المعدنية هي الفولاذ الهيكلي منخفض الكربون، والفولاذ الهيكلي منخفض السبائك، والفولاذ الهيكلي منخفض الأداء. يتم تقديم التركيب والأداء والمواصفات ونطاق الاستخدام لكل نوع من أنواع الفولاذ على النحو التالي.

1. فولاذ إنشائي منخفض الكربون

يمكن اختصار الفولاذ الهيكلي منخفض الكربون على أنه فولاذ منخفض الكربون. وفقًا للجزء الكتلي من الشوائب الضارة مثل الكبريت والفوسفور، يمكن تقسيمه إلى فولاذ عادي منخفض الكربون، وفولاذ منخفض الكربون عالي الجودة، وفولاذ منخفض الكربون عالي الجودة؛ وفقًا لحالة الدرفلة، يمكن تقسيمه إلى ألواح مدرفلة على الساخن ومدرفلة على البارد؛ وفقًا لحالة المعالجة بعد الدرفلة، يمكن تقسيمه إلى فولاذ عادي منخفض الكربون وفولاذ منخفض الكربون مطلي. عادةً ما يتم ترقيم الفولاذ منخفض الكربون وفقًا للتركيب والجودة.

الجزء الكتلي من الكبريت في الفولاذ العادي منخفض الكربون S هو ≤0.055%، والجزء الكتلي من الفوسفور P هو ≤0.045%. يمكن أن تعكس درجته الخواص الميكانيكية؛ فالجزء الكتلي من الكبريت والفوسفور في الفولاذ منخفض الكربون عالي الجودة S، P هو ≤0.040%؛ بينما الجزء الكتلي من الكبريت في الفولاذ منخفض الكربون عالي الجودة S هو ≤0.030%، والفوسفور P هو ≤0.035%. يمكن أن تعكس رتبته الجزء الكتلي من الكربون، ويمثله رقمان يشيران إلى متوسط الجزء الكتلي من الكربون. ويوضح الجدول 2 طريقة تصنيف وترقيم الفولاذ الإنشائي منخفض الكربون.

الجدول 2 طريقة تصنيف وترقيم الصلب الإنشائي منخفض الكربون

التصنيف	مثال على ذلك	شرح الترقيم
الفولاذ الإنشائي العادي منخفض الكربون	Q235AF س235 ب Q235C كيو 235 د	"Q" هو الحرف الأول من كلمة "خضوع" باللغة الصينية، والرقم الذي يليه هو قوة الخضوع (MPa). A، B، C، D تمثل درجات الجودة، من اليسار إلى اليمين، تتحسن الجودة بالتتابع. F، b، Z، TZ تمثل الفولاذ المغلي، والفولاذ شبه المقتول، والفولاذ المقتول، والفولاذ المقتول والفولاذ المقتول الخاص، على التوالي، ولكن الفولاذ المقتول غير مميز. لذلك ، إذا لم تكن هناك علامة حرف بعد درجة الجودة ، فهذا يشير إلى الفولاذ المقتول ، مثل "Q235A" يمثل الفولاذ الهيكلي الكربوني العادي ، σ_s= 235 ميجا باسكال، فولاذ مقتول من الدرجة A عالي الجودة
فولاذ إنشائي منخفض الكربون عالي الجودة	08 ف، 10 ف، 15، 20	رقمان يمثلان متوسط الكسر الكتلي للكربون، بوحدة 0.01%، مثل 08F يمثل الفولاذ الهيكلي منخفض الكربون عالي الجودة المغلي بمتوسط كسر كتلي من الكربون يبلغ 0.08%؛ 20 يمثل الفولاذ الهيكلي منخفض الكربون عالي الجودة بمتوسط كسر كتلي من الكربون يبلغ 0.20%

(1) الفولاذ الهيكلي العادي منخفض الكربون

عادةً ما يستخدم الفولاذ الهيكلي العادي منخفض الكربون بعد الدرفلة على الساخن، في حالة التلدين أو التطبيع، بشكل عام دون معالجة حرارية. يستخدم معظمها في الحالة المدرفلة على الساخن أو في الحالة الطبيعية بعد الدرفلة على الساخن. إذا كانت هناك احتياجات خاصة، فيمكن أيضًا إجراء بعض المعالجات الحرارية المقابلة للتلدين أو التطبيع أو التبريد. يوضح الجدول 3 المكونات الرئيسية وخصائص الأداء وتطبيقات الفولاذ الإنشائي العادي منخفض الكربون الشائع الاستخدام في الجدول 3.

الجدول 3 المكونات الرئيسية وخصائص الأداء وتطبيقات الفولاذ الإنشائي العادي منخفض الكربون الشائع الاستخدام

درجة المادة	الصف	ث (ج) (%)	ث (من) (%)	σ_s/MPa≥	σ_b/MPa≥	δ₅(%)≥	خصائص الأداء والتطبيقات
Q195	-	0.06～0.12	0.25～0.50	195	315～390	33	استطالة عالية، وقابلية لحام جيدة وصلابة، وتستخدم بشكل أساسي لتصنيع أجزاء معالجة المعادن والأجزاء الملحومة ذات المتطلبات المنخفضة، مثل المداخن وألواح التسقيف والصلب شبكة سلكية، إلخ.
Q215	A	0.09～0.15	0.25～0.55	215	335～410	31
	B
Q235	A	0.14～0.22	0.30～0.65	235	375～460	26	استطالة وقوة معينة، وصلابة جيدة وقابلية الصب، ومناسبة للختم واللحام، وتستخدم على نطاق واسع. بشكل رئيسي تُستخدم لتصنيع أنواع مختلفة من المقاطع الفولاذية، والألواح المتوسطة والسميكة للهياكل الفولاذية، وأغلفة الحاويات الكيميائية، والفلنجات، إلخ.
	B	0.12～0.20	0.30～0.70
	C	≤0.13	0.35～0.80
	D	≤0.17

(2) الفولاذ الهيكلي منخفض الكربون عالي الجودة

يضمن الفولاذ الإنشائي منخفض الكربون عالي الجودة كلاً من التركيب الكيميائي والخصائص الميكانيكية عند التسليم، ويتم تنظيمه بشكل أكثر صرامة من الفولاذ الإنشائي الكربوني العادي. وينبغي التحكم في الجزء الكتلي من الكبريت والفوسفور بأقل من 0.35%، مع وجود شوائب غير معدنية أقل ومستويات جودة أعلى، وتستخدم عادةً بعد المعالجة الحرارية (باستثناء الفولاذ الخاص بالحاويات، مثل 20R).

يستخدم الفولاذ الإنشائي الكربوني عالي الجودة رقمين عربيين لتمثيل متوسط الكسر الكتلي من الكربون بالعشرة آلاف، مع إضافة حرف F للفولاذ المغلي وعدم وجود حرف للفولاذ المقتول. على سبيل المثال، يمثّل الرقم "45" الفولاذ الهيكلي الكربوني عالي الجودة بجزء كتلة كربونية تبلغ 0.45%، أي الفولاذ المقتول. يوضح الجدول 4 مؤشرات الأداء والخصائص الرئيسية وتطبيقات الفولاذ الهيكلي الكربوني المنخفض الكربون عالي الجودة شائع الاستخدام.

الجدول 4 مؤشرات الأداء والخصائص الرئيسية وتطبيقات الفولاذ الهيكلي منخفض الكربون عالي الجودة الشائع الاستخدام

درجة المادة	σ_b/MPa	σ_s/MPa	δ₅(%)	ψ(%)	صلابة حالة التسليم HBW≤	الخصائص والتطبيقات الرئيسية
08F	295	175	35	60	131	تستخدم عادة لتصنيع التشوه الكبير ختم الأجزاء والأجزاء الملحومة، مثل الأصداف، والصناديق، والأغطية، والحواجز الثابتة، إلخ. تستخدم بشكل عام بدون معالجة حرارية، يمكن أن تزيد المعالجة الباردة من القوة. لتحسين هيكل الفولاذ، وإزالة الإجهاد الداخلي الناجم عن المعالجة على البارد، وتحسين أداء القطع للفولاذ، يلزم أيضًا تقوية المعالجة الحرارية
10F	315	185	33	55	137	لدونة جيدة وقابلية لحام جيدة. يُستخدم بشكل رئيسي في الأجزاء التي تتطلب لدونة جيدة، مثل الأنابيب والحشيات والغسالات وغيرها، والأجزاء المكربنة ذات المتطلبات المنخفضة القوة الأساسية، مثل الأكمام والأقواس والقوالب والتروس والقوابض وغيرها.
15F	355	205	29	55	143	مرونة وصلابة وقابلية لحام وأداء ختم جيد، ولكن قوة منخفضة. تُستخدم لتصنيع الأجزاء ذات الإجهاد المنخفض والمتانة العالية، والأجزاء المكربنة، والمثبتات، والمطروقات بالقالب، وكذلك الأجزاء منخفضة التحميل التي لا تتطلب معالجة حرارية، مثل البراغي والبراغي والفلنجات
08	325	195	33	60	131	يتميز هذا الفولاذ بقوة منخفضة، ومرونة عالية جدًا للتشوه على البارد، وأداء جيد في الختم، والسحب العميق، وأداء الانحناء، وقابلية لحام ممتازة، وأحيانًا حساسة للتقادم، وأداء قطع أفضل في الحالة المسحوبة على البارد أو في الحالة الطبيعية مقارنة بالحالة الملدنة. يمكن استخدامها لتصنيع أجزاء الختم والأجزاء الملحومة، إلخ.
10	335	205	31	55	137	يتميز هذا الفولاذ بنسبة منخفضة من قوة الخضوع إلى قوة الشد، واللدونة والمتانة الجيدة، وسهل التشكيل في الحالة الباردة. لتحقيق أفضل أداء سحب عميق، يجب تطبيع الصفيحة أو تقسية درجة الحرارة العالية؛ أداء قطع أفضل في حالة السحب على البارد أو في الحالة الطبيعية منه في الحالة الملدنة؛ لا يوجد ميل هشاشة في المزاج، قابلية لحام جيدة. تُستخدم لتصنيع الأجزاء الملحومة منخفضة القوة، وأجزاء الختم، وما إلى ذلك، مثل الأجزاء والأصداف والحشيات، إلخ. اللدونة العالية للتشوه على البارد، وتستخدم عمومًا للثني والسحب العميق والتشويه، إلخ. لتحقيق أفضل أداء في السحب العميق، يجب أن تكون الصفيحة طبيعية أو مقواة بدرجة حرارة عالية، وقابلية لحام جيدة للحام القوسي واللحام بالمقاومة، وعرضة للتشققات أثناء اللحام بالغاز على سمك صغير، ومتطلبات الشكل الصارمة، أو الأجزاء المعقدة الشكل، وأداء القطع في حالة السحب على البارد أو في الحالة الطبيعية أفضل من الحالة الملدنة
20	410	245	25	55	156	(3) الفولاذ الهيكلي منخفض الكربون المطلي

تُصنع صفائح الفولاذ منخفض الكربون المطلية، والمعروفة باسم الصفيح المقصدري، عن طريق طلاء طبقة من الزنك أو القصدير أو الرصاص أو الألومنيوم أو غيرها من المواد المعدنية غير الحديدية على صفائح الفولاذ الرقيقة المدرفلة على البارد أو المدرفلة على الساخن. ولذلك، يمكن تقسيمها إلى ألواح رقيقة من الزنك، وألواح رقيقة من القصدير، وألواح رقيقة من الرصاص، وألواح رقيقة من الألومنيوم، وما إلى ذلك، وفقًا للطلاءات المختلفة.

تُعرف ألواح الزنك الرقيقة أيضاً باسم ألواح الزنك الأبيض. ويكون السطح أبيض ناصع البياض ويأتي في نوعين: أملس ومموج. يتمتع كلاهما بمقاومة قوية للتآكل ومظهر جذاب. هذه الألواح مناسبة لصنع حاويات مقاومة للتآكل، والأسقف، وأنابيب المياه المنزلية.

تتميز ألواح القصدير الرقيقة بسطح لامع وجذاب، وهي مناسبة لصنع حاويات وعلب الطعام. كما تتميز ألواح الرصاص الرقيقة، والمعروفة أيضًا بألواح الرصاص الأبيض، بمقاومة قوية للتآكل ومناسبة لصنع حاويات مقاومة للأحماض. ومع ذلك، وبسبب سمية الرصاص، لا يمكن استخدامها في حاويات الطعام.

2. فولاذ هيكلي منخفض السبائك

يُصنع الفولاذ الإنشائي منخفض السبائك، والذي غالباً ما يُعرف اختصاراً باسم الفولاذ منخفض السبائك، بإضافة عناصر سبائك لا تتجاوز 2% أو 3% بنسبة جزء من الكتلة إلى الفولاذ العادي منخفض الكربون لتعزيز قوته. ويستخدم بشكل أساسي في مختلف المكونات الإنشائية الهندسية، مع أوسع نطاق من التطبيقات وأكبر استهلاك. وعادةً ما يستخدم في الحالة الملدنة أو الطبيعية بعد الدرفلة على الساخن، دون مزيد من المعالجة الحرارية.

يمكن تقسيم الفولاذ منخفض السبائك إلى فولاذ عادي منخفض السبائك، وحاوية (بما في ذلك الفولاذ منخفض السبائك) منخفض السبائك (بما في ذلك درجة الحرارة العالية)، وسبائك فولاذ منخفض السبائك منخفض الحرارة، وما إلى ذلك، بناءً على استخدامه. باستثناء الفولاذ العادي منخفض السبائك المنخفض، تستخدم طريقة الترقيم عمومًا "الرقم + رمز العنصر + الرقم"، حيث يمثل الرقم الأمامي الجزء من عشرة آلاف من متوسط الكسر الكتلي للكربون في الفولاذ، ويمثل رمز العنصر عنصر السبائك، ويمثل الرقم بعد الرمز متوسط الكسر الكتلي لذلك العنصر في الفولاذ.

يتم تمييز محتوى عناصر السبائك بعد رمز العنصر ويتم التعبير عنه كنسبة مئوية من الكسر الكتلي للعنصر، ولكن يتم تحويل العدد العشري إلى عدد صحيح.

إذا كان متوسط الكسر الكتلي لعنصر السبيكة أقل من 1.5%، لا يتم وضع علامة على محتواه؛ وإذا كان متوسط الكسر الكتلي يساوي أو أكبر من 1.5%، أو 2.5%، أو 3.5%، إلخ، فيتم تمثيله بالرموز 2، 3، 4، إلخ. على سبيل المثال، يشير الرمز "12Cr2Ni4" إلى أن الأجزاء الكتلية للمكونات الرئيسية لسبائك الصلب هي C 0.12%، وC Cr 1.5%، وNi 3.5%.

إذا كان من فولاذ الحاويات، يتم إضافة حرف "R" بعد الرتبة للإشارة إليه، وإذا كان يستخدم في درجات حرارة منخفضة، يتم استخدام "DR". على سبيل المثال، يشير 16MnDR إلى فولاذ الحاويات منخفض الحرارة الذي يحتوي على جزء من كتلة الكربون يبلغ 0.16%، وجزء من كتلة المنغنيز أقل من 1.5%، ويحتوي على كميات صغيرة من عناصر السبائك مثل V وTi وNb.

(1) فولاذ عادي منخفض السبائك

يتراوح جزء كتلة الكربون في الفولاذ العادي منخفض السبائك من 0.10% إلى 0.25%، ويكون جزء كتلة عناصر السبائك مثل المنغنيز والسيليكون والفيوليت والنيكل والنيكل والنحاس والنحاس والفلور والري أقل من 3% بشكل عام.

من بينها، عناصر المنغنيز والسيليكون لها تأثير تقوية المحلول الصلب على الفريت وزيادة القوة، ويمكن لعناصر V وTi وNb صقل الحبيبات وتحسين المتانة، ويمكن لعناصر النحاس وال P تعزيز مقاومة التآكل، والعناصر الأرضية النادرة RE مفيدة لإزالة الأكسدة وإزالة الكبريت وتنقية الشوائب الضارة في الفولاذ، والتي يمكن أن تحسن أداء الفولاذ.

طريقة ترقيم الفولاذ العادي منخفض السبائك المنخفضة هي نفس طريقة ترقيم الفولاذ العادي منخفض الكربون، وتتكون من ثلاثة أجزاء بالتسلسل: حرف بينيين الصيني الذي يمثل قوة الخضوع (Q)، وقيمة قوة الخضوع، ورمز درجة الجودة (A، B، C، D، E)، مثل Q345C.

تبلغ قوة الخضوع للصلب العادي منخفض السبائك 25% إلى 50% أعلى من الفولاذ منخفض الكربون، خاصةً نسبة قوة الخضوع (σ_s/σ_b) تحسنًا كبيرًا. كما أنه يتمتع بمرونة وصلابة وقابلية لحام جيدة ومقاومة جيدة نسبيًا للتآكل ومقاومة التآكل. يوضح الجدول 5 الخواص الميكانيكية والتطبيقات لبعض أنواع الفولاذ الإنشائي منخفض السبائك.

الجدول 5 الخواص الميكانيكية لبعض أنواع الفولاذ الإنشائي منخفض السبائك وتطبيقاته

الدرجة/MPa	الصف (تمثيلان)	سُمك الفولاذ السُمك/ملم	الخواص الميكانيكية			التطبيق
			σ_b/MP	σ_s/MPa	δ₅
300	س295(أ، ب) (09MnNb)①	≤16	410～560	≥295	≥24	السفن، والمراجل منخفضة الضغط، والحاويات، والجسور، والمركبات
		>16～25	390～540	≥275	≥23
350	س345(A～E) (16Mn، 16MnRE)	≤16	510～660	≥345	≥22	السفن والجسور والهياكل الفولاذية الكبيرة وهياكل المباني والحاويات الكيميائية
		>16～25	490～640	≥325
400	Q390(A～E) (16MnNb)①	≤16	530～680	≥390	≥20	الجسور والهياكل الهندسية للموانئ والسفن والمركبات والحاويات الكيميائية
		>16～20	510～660	≥375	≥19

① الدرجات الموجودة بين قوسين هي طرق التمثيل القياسية القديمة.

(2) حاوية فولاذ منخفض السبائك

ينتمي الفولاذ منخفض السبائك الحاوية إلى الفولاذ منخفض السبائك عالي القوة. يتم تقويته إلى فولاذ C-Mn عن طريق إضافة Mn-Si على أساس 20 فولاذ وبإضافة V، N، Nb، Nb، Mo، إلخ، على أساس فولاذ 16Mn، مما يجعل الفولاذ قويًا جدًا.

تشتمل الألواح الفولاذية الموصى بها لأوعية الضغط الفولاذية بشكل أساسي على 16MnR، 15MnVR، 18MnMoNbR، 13MnNiMoNbR، 07MnCrMoVR، إلخ، والأنابيب الفولاذية هي 16Mn، 15MnV، إلخ.

يتميز الفولاذ 16MnR بخصائص ميكانيكية شاملة جيدة، وقابلية اللحام، وقابلية المعالجة، وصلابة الصدمات في درجات الحرارة المنخفضة، ولكنه أكثر عرضة للتشقق أثناء اللحام من الفولاذ منخفض الكربون. ويُستخدم بشكل أساسي في تصنيع أغلفة أوعية الضغط المتوسطة والمنخفضة الضغط والمكونات الحاملة للضغط، وأسطوانات غاز البترول المسال، والخزانات الكروية الصغيرة والمتوسطة الحجم عند درجة حرارة تتراوح بين -20 و400 درجة مئوية.

تتميز الفولاذ 15MnVR و15MnVNR و18MnMoNbR بقوة أعلى، ولكن مرونتها وصلابتها أقل من الفولاذ C-Mn. كما أنها تتميز بحساسية أعلى للشق وحساسية الشيخوخة، وضعف قابلية اللحام، ومتطلبات عملية صارمة. تُستخدم بشكل رئيسي في تصنيع صهاريج التخزين الكبيرة والأوعية الحاملة للضغط العالي والأوعية الحاملة للضغط، وأبراج تخليق الأمونيا، وأبراج تخليق اليوريا التي تتحمل درجات حرارة ≤470 درجة مئوية وضغوط أعلى.

يتميز 07MnCrMoVR بقوة عالية وصلابة عالية وقابلية لحام ممتازة. بالنسبة لسمك الصفيحة t≤50 مم، يمكن إجراء اللحام بدون تسخين مسبق أو بتسخين مسبق طفيف، دون التسبب في حدوث تشققات باردة في اللحام. وهي تستخدم بشكل أساسي لتصنيع الحاويات الكروية عالية المقياس، مثل 1000 إلى 2000 مم³ صهاريج الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين وغاز البترول المسال والإيثيلين وغيرها من الصهاريج الكروية ذات درجات الحرارة العادية والمنخفضة.

(3) سبائك الصلب منخفضة الحرارة منخفضة السبائك

وتسمى المواد المستخدمة بشكل عام في درجات حرارة أقل من 0 درجة مئوية بالمواد منخفضة الحرارة. تستخدم المواد المعدنية ذات درجات الحرارة المنخفضة عادةً سبائك الصلب منخفضة الحرارة والصلب النيكل والصلب الأوستنيتي المصنوع من الكروم والنيكل والصلب الأوستنيتي المصنوع من الكروم والنيكل وسبائك التيتانيوم وسبائك الألومنيوم. يستخدم فولاذ المنغنيز منخفض الحرارة الشائع منخفض الحرارة من سبائك المنغنيز المنغنيز كعنصر رئيسي مضاف لتحسين صلابة الفولاذ في درجات الحرارة المنخفضة. يستخدم فولاذ الكربون والمنغنيز والنيكل المنغنيز والنيكل المنغنيز والنيكل كعناصر مضافة رئيسية لتعزيز صلابته في درجات الحرارة المنخفضة.

فولاذ النيكل المنغنيز والنيكل الكربوني يتميز بصلابة أفضل في درجات الحرارة المنخفضة من الفولاذ منخفض الكربون. 9-الفولاذ النيكل والنيكل العالي الأوستنيتي ذو قوة عالية وأداء جيد في درجات الحرارة المنخفضة، ويتمتع بمرونة وصلابة وقابلية تشغيل جيدة في درجات الحرارة المنخفضة. يوضح الجدول 6 الخواص الميكانيكية وتطبيقات الفولاذ شائع الاستخدام في درجات الحرارة المنخفضة.

الجدول 6 الخواص الميكانيكية وتطبيقات الفولاذ شائع الاستخدام في درجات الحرارة المنخفضة

الفئة	الصف	الخواص الميكانيكية في درجة حرارة الغرفة			المعالجة الحرارية	التطبيق
الفئة	الصف	σ_b/MPa≥	σ_s/MPa≥	δ₅(%)≥	المعالجة الحرارية	التطبيق
فولاذ الكربون المنغنيز المنغنيز	16منDR	450	255	21	التطبيع أو التلطيف	ألواح الصلب المستخدمة في درجة حرارة -40 درجة مئوية، مع كسور كتلة S وP أقل من 16MnR، وصلابة جيدة في درجات الحرارة المنخفضة
فولاذ الكربون المنغنيز المنغنيز	09Mn2VDR 09Mn2VDR	430	270	22	التطبيع أو التلطيف	ألواح وأنابيب الصلب المستخدمة عند درجة حرارة -70 درجة مئوية تحت الصفر، مع مرونة جيدة، وقابلية معالجة مماثلة للصلب الكربوني منخفض الحرارة
فولاذ النيكل	2.25 نيوتن	450～590	255	24	التطبيع	فولاذ النيكل الأكثر اقتصاداً المستخدم في درجة حرارة -60 درجة مئوية، مع صلابة أفضل في درجات الحرارة المنخفضة من الفولاذ منخفض الكربون
	3.5 نيوتن 3.5 نيوتن	450～690	250～440	21～29	التطبيع أو التلطيف	فولاذ النيكل القياسي المستخدم عند درجة حرارة -100 درجة مئوية، ويستخدم عادةً في أنابيب الصلب ذات التبادل الحراري المنخفضة الحرارة
	9ن	690～830	590	21	التقسية	فولاذ النيكل المستخدم في درجة حرارة -200 درجة مئوية تحت الصفر، ويتميز باللدونة والمتانة الجيدة
فولاذ الكربون والمنغنيز والنيكل	15مننيDR	460	290	20	التطبيع	ألواح الصلب المستخدمة في درجة حرارة تتراوح بين -45 و -70 درجة مئوية، مع مرونة وصلابة جيدة
فولاذ الكربون والمنغنيز والنيكل	09منننيدر 09MnNiDR	430	260	23	التطبيع أو التطبيع + التقسية
فولاذ الكربون والمنغنيز والنيكل والكروم والموليبدينوم	07MnNiNiCrMoVDR	610～740	490	17	التقسية	ألواح الصلب المستخدمة عند درجة حرارة -40 درجة مئوية تحت الصفر، مع صلابة جيدة في درجات الحرارة المنخفضة
الفولاذ الأوستنيتي المنغنيز العالي المنغنيز	15من26أل4	480	200	30	محلول مدرفل على الساخن	ألواح الفولاذ المستخدمة عند درجة حرارة -253 درجة مئوية، وهي من الفولاذ الأوستنيتي أحادي الطور من الحديد والمنغنيز والألومنيوم، وتتميز باللدونة والصلابة الجيدة

3. الفولاذ الهيكلي ذو الأداء الخاص

يسمى الفولاذ ذو الخصائص الفيزيائية والكيميائية الخاصة بالفولاذ ذي الأداء الخاص. ويشمل الفولاذ ذو الأداء الخاص الشائع الاستخدام لأجزاء الصفائح المعدنية الفولاذ المقاوم للصدأ، والفولاذ المقاوم للحرارة، والفولاذ المقاوم للتآكل.

(1) الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المقاوم للحرارة

يسرد GB/T20878-2007 "درجات الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المقاوم للحرارة والتركيب الكيميائي" درجات الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المقاوم للحرارة وفقًا للتصنيف المعدني، مقسمة إلى أنواع الأوستنيتي والأوستنيتي-الفريتي والحديدي والحديدي والمارتنسيتي والتصلب بالترسيب.

يُستخدم الفولاذ المارتنسيتي المقاوم للصدأ الشائع مثل 12Cr13 و20Cr13 و30Cr13 بشكل أساسي في صناعة الأدوات الطبية.

يُستخدم الفولاذ الأوستنيتي غير القابل للصدأ الشائع مثل 06Cr19Ni9 و12Cr18Ni9 بشكل أساسي في صناعة المعدات التي تعمل في وسائط قوية قابلة للتآكل، مثل أبراج الامتصاص وخزانات التخزين وخطوط الأنابيب والحاويات.

ويتميز الفولاذ المقاوم للحرارة الشائع مثل 40Cr10Si2Mo و45Cr14Ni14W2Mo بمقاومة عالية للأكسدة والقوة في درجات الحرارة العالية. من بينها، يمكن استخدام الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للحرارة 45Cr14Ni14W2Mo لتصنيع الأجزاء التي تعمل تحت 600 درجة مئوية، مثل شفرات التوربينات وصمامات عادم المحرك الكبيرة.

(2) فولاذ مقاوم للاهتراء

يُستخدم الفولاذ المقاوم للاهتراء بشكل أساسي لتصنيع الأجزاء التي تتحمل التآكل الشديد والصدمات القوية، مثل مسارات المركبات، وألواح فك الكسارة، وبطانات المطاحن الكروية، ودلاء الحفارات، وقضبان السكك الحديدية. يتميز الفولاذ المقاوم للتآكل بالصلابة ومقاومة التآكل.

يُعد الفولاذ عالي المنجنيز حاليًا أهم أنواع الفولاذ المقاوم للتآكل، حيث يتراوح محتوى الكربون من 0.91 تيرابايت إلى 1.41 تيرابايت إلى 1.41 تيرابايت إلى 1.41 تيرابايت، ومحتوى المنجنيز من 111 تيرابايت إلى 141 تيرابايت إلى 141 تيرابايت. ويصعب تصنيع هذا الفولاذ آليًا ويُصب في الغالب. يشمل الفولاذ عالي المنجنيز الشائع درجات مثل ZGMn13-1 وZGMn13-2 وZGMn13-3 وZGMn13-4.

ثانيًا. المواد المعدنية غير الحديدية

المعادن بخلاف الفولاذ، مثل الألومنيوم والمغنيسيوم والنحاس والرصاص، ويشار إلى سبائكها مجتمعة باسم المواد المعدنية غير الحديدية. في المواد المعدنية، تحتل المواد المعدنية غير الحديدية مكانة مهمة. من بينها، الألومنيوم وسبائك الألومنيوم، والنحاس وسبائك النحاس، والتيتانيوم وسبائك التيتانيوم لها خصائص مثل الكثافة المنخفضة، والقوة النوعية العالية، ومقاومة الحرارة، ومقاومة التآكل، والتوصيل الكهربائي، والتي تتفوق بشكل كبير على الفولاذ العادي بل وتتفوق على بعض أنواع الفولاذ عالي القوة، مما يجعلها مواد معدنية لا غنى عنها في الصفائح المعدنية.

1. الألومنيوم وسبائك الألومنيوم

يتميز الألومنيوم النقي بموصلية كهربائية وحرارية جيدة ومرونة عالية، وغالبًا ما يستخدم لتصنيع الموصلات والمكثفات. ومع ذلك، نظرًا لقوته المنخفضة، فهو غير مناسب للاستخدام كمادة هيكلية. ولتحسين قوته، غالبًا ما يتم إضافة عناصر السبائك (مثل السيليكون والنحاس والمغنيسيوم والمنغنيز وغيرها) إلى الألومنيوم النقي لتشكيل سبائك الألومنيوم. لا تزال سبائك الألومنيوم هذه تتمتع عمومًا بخصائص خاصة مثل الكثافة المنخفضة (حوالي 2.5 إلى 2.88 جم/سم مكعب)³)، ومقاومة التآكل، والتوصيل الحراري الجيد.

(1) طريقة تعيين درجة الألومنيوم وسبائك الألومنيوم

وتستخدم سبائك الألومنيوم والألومنيوم درجة نظام مكونة من أربعة أرقام ودرجة نظام مكونة من أربعة أحرف للتسمية. وترد في الجدول 7 مجموعة ودرجة سلسلة الألومنيوم وسبائك الألومنيوم.

الجدول 7 مجموعة ودرجة سلسلة الألومنيوم وسبائك الألومنيوم

المجموعة	سلسلة الصفوف
ألومنيوم نقي (محتوى الألومنيوم لا يقل عن 99.00%)	1×××
سبيكة الألومنيوم مع النحاس كعنصر إشابة رئيسي	2×××
سبائك الألومنيوم مع المنجنيز كعنصر إشابة رئيسي	3×××
سبائك الألومنيوم مع السيليكون كعنصر إشابة رئيسي	4×××
سبيكة الألومنيوم مع المغنيسيوم كعنصر إشابة رئيسي	5×××
سبائك الألومنيوم التي تحتوي على المغنيسيوم والسيليكون كعناصر إشابة رئيسية والمغنيسيوم₂مرحلة Si كمرحلة تقوية	6×××
سبائك الألومنيوم مع الزنك كعنصر إشابة رئيسي	7×××
سبائك الألومنيوم مع عناصر إشابة أخرى كعنصر إشابة رئيسي	8×××
مجموعة السبائك الاحتياطية	9×××

(2) المقارنة بين الدرجات الجديدة والقديمة من الألومنيوم المشغول وسبائك الألومنيوم

ولأسباب تاريخية، لا تزال درجات الألومنيوم المشغول وسبائك الألومنيوم تستخدم في الإنتاج في كثير من الأحيان. يتم تمثيل الدرجات القديمة للألومنيوم ومنتجاته من السبائك بمزيج من بادئات الرموز أو رموز العناصر متبوعة بأرقام التركيب أو أرقام التسلسل مع فئة المنتج أو أسماء المجموعات، بما في ذلك:

1) يتم تمثيل رموز المنتجات بمزيج من أحرف بينيين الصينية ورموز العناصر الكيميائية والأرقام العربية، مثل الألومنيوم الذي يمثله حرف L، والألومنيوم الصلب LY، والألومنيوم المقاوم للصدأ LF.

2) يتم تمثيل رموز حالة المنتج وطرق معالجته وخصائصه بأحرف بينيين صينية، مثل R للمعالجة الساخنة، وM للحالة الملدنة، وT للحالة الصلبة للغاية، وY للصلبة الإضافية، وY1 للصلبة 3/4، وY2 للصلبة 1/2، وY3 للصلبة 1/3، وY4 للصلبة 1/4.

يتم تجميع درجات الألومنيوم النقي الصناعي في الصين بناءً على حدود الشوائب، مثل L1 و L2 و L3 وغيرها. L هو الحرف الأول من الكلمة الصينية التي تعني "الألومنيوم"، وكلما زاد الرقم الذي يليه، انخفضت درجة النقاء. تحتوي درجات الألومنيوم عالية النقاء من L01 إلى L04 على محتوى ألومنيوم يزيد عن 99.93%، وكلما زاد الرقم الذي يليه، زادت درجة النقاء، مثل L04 الذي لا يقل محتوى الألومنيوم فيه عن 99.996%.

يمكن تقسيم سبائك الألومنيوم إلى سبائك الألومنيوم المشغول وسبائك الألومنيوم المصبوب بناءً على تركيبها وخصائصها العملية. تُصنف سبائك الألومنيوم المشغولة المنتجة في الصين إلى ألومنيوم صلب، وألومنيوم مقاوم للصدأ، وألومنيوم فائق الصلابة، وألومنيوم مزور بناءً على خصائص أدائها الرئيسية.

يقدم الجدول 8 مقارنة بين الدرجات الجديدة والقديمة من الألومنيوم المشغول وسبائك الألومنيوم.

الجدول 8 مقارنة بين الدرجات الجديدة والقديمة من الألومنيوم المشغول وسبائك الألومنيوم

درجة جديدة (GB/T3190-2008)	الصف القديم
1035	L4
1050A	L3
1060	L2
1070A	L1
1100	L5-1
1200	L5
5056	LF5-1
5083	LF4
1A85	ل.ج1
1A50	LB2
1A30	L4-1
2A01	LY1
2A02	LY2
2A04	LY4
2A06	LY6
2A10	LY10
2A11	LY11
2B11	LY8
2A12	LY12
2B12	LY9
2A13	LY13
2A14	LD10
2A16	LY16
2B16	LY16-1
2A17	LY17
2A20	LY20
2A21	214
2A25	225
2A49	149
2A50	LD5
2B50	LD6
2A70	LD7
2B70	LD7-1
2A80	LD8
2A90	LD9
3A21	LF21
4A01	LT1
4A11	LD11
4A13	LT13
4A17	LT17
6061	LD30
6063	LD31
6070	LD2-2-2
7003	LC12
1A99	إل جي 5
1A97	إل جي 4
1A93	LG3
1A90	إل جي 2
4A91	491
5A01	LF15
5A02	LF2
5A03	LF3
5A05	LF5
5B05	LF10
5A06	LF6
5B06	LF14
5A12	LF12
5A13	LF13
5A30	LF16
5A33	LF33
5A41	LT41
5A43	LF43
5A66	LT66
6A01	6N01
6A02	LD2
6B02	LD2-1
6A51	651
7A01	LB1
7A03	LC3
7A04	LC4
7A05	705
7B05	7N01
7A09	LC9
7A10	LC10
7A15	LC15، 157
7A19	LC19، 919
7A31	183-1
7A33	LB733
7A52	LC52
8A06	L6

(3) الخواص الميكانيكية والخصائص الرئيسية وتطبيقات سبائك الألومنيوم والألومنيوم شائعة الاستخدام

يقدم الجدول رقم 9 الخواص الميكانيكية والخصائص الرئيسية والتطبيقات لسبائك الألومنيوم والألومنيوم شائعة الاستخدام.

الجدول 9 الخواص الميكانيكية والخصائص الرئيسية والتطبيقات لسبائك الألومنيوم والألومنيوم شائعة الاستخدام

الصف	الحالة المادية	قوة القص τ/MPa	قوة الشد σ_b/MPa	الاستطالة δ₁₀(%)	قوة الخضوع σ_s/MPa	الخصائص والتطبيقات الرئيسية
1070أ (L1), 1050أ (L3), 1200(L5)	التلدين	78	74～108	25	49～78	ويتميز بمقاومة عالية للتآكل، واللدونة العالية، والتوصيل الكهربائي، والتوصيل الحراري، وسهل المعالجة تحت الضغط، وقابلية لحام جيدة، ولكن قوته الميكانيكية منخفضة وقابليته ضعيفة للتشغيل الآلي. ويستخدم بشكل أساسي في الأجزاء غير الحاملة ولوحات الأسماء.
1070أ (L1), 1050أ (L3), 1200(L5)	تصلب العمل البارد	98	118～147	4	واحد
3A21(LF21)	التلدين	69～98	108～142	19	49	إنه الألومنيوم الأكثر استخدامًا على نطاق واسع، وهو الألومنيوم المقاوم للصدأ، ذو قوة منخفضة ولا يمكن تقويته بالمعالجة الحرارية، لذلك غالبًا ما تستخدم طرق الشغل على البارد لتحسين خصائصه الميكانيكية. يتميز باللدونة العالية في الحالة الملدنة، واللدونة المنخفضة أثناء التصلب بالعمل على البارد، ومقاومة جيدة للتآكل، وقابلية لحام جيدة، وقابلية تشغيل ضعيفة. يُستخدم في الأجزاء منخفضة التحميل التي تعمل في وسائط سائلة أو غازية.
3A21(LF21)	تصلب العمل شبه البارد	98～137	152～196	13	127
5A02(LF2)	التلدين	127～158	177～225	20	98	ويتميز بقوة إجهاد عالية، ومرونة عالية، ومقاومة للتآكل، ولا يمكن تقويته بالمعالجة الحرارية، ولديه قابلية جيدة للتشغيل الآلي في حالة التصلب بالعمل البارد أو حالة التصلب شبه البارد، وقابلية تشغيل ضعيفة في الحالة الملدنة، ويمكن صقله. يُستخدم للحاويات أو الأجزاء متوسطة الحمولة التي تعمل في وسائط سائلة أو غازية.
5A02(LF2)	تصلب العمل شبه البارد	158～196	225～275	-	206
7A04 (LC4)	التلدين	170	250	-	واحد	تُستخدم في الأجزاء الهيكلية الرئيسية الحاملة للأحمال ذات المتطلبات الخفيفة الوزن، مثل عوارض الطائرات، والدعامات، وإطارات التسليح، ومفاصل الجلد، ومعدات الهبوط.
7A04 (LC4)	التبريد والشيخوخة الاصطناعية	350	500	-	460
2A12(LY12)	التلدين	103～147	147～211	12	104	وهو ألومنيوم صلب عالي القوة يمكن تقويته بالمعالجة الحرارية. في حالة التلدين والإخماد الطازج، يتميز بمرونة متوسطة وقابلية لحام جيدة ومقاومة معتدلة للتآكل. يُستخدم لصنع أجزاء أو مكونات مختلفة عالية التحميل.
	التبريد والشيخوخة الطبيعية	275～314	392～432	15	361
	تصلب العمل على البارد بعد التبريد	275～314	392～451	10	333

2. النحاس وسبائك النحاس

يمكن تقسيم النحاس النقي إلى منتجات الصهر ومنتجات المعالجة. يمكن تقسيم منتجات الصهر إلى نحاس رقم 1، ونحاس رقم 2، ونحاس رقم 3 بناءً على الجزء الكتلي من الشوائب. تنقسم منتجات المعالجة إلى نحاس نقي، ونحاس خالٍ من الأكسجين، ونحاس منزوع الأكسدة الفوسفورية بناءً على الجزء الكتلي من الأكسجين وطرق الإنتاج.

تبدأ طريقة الترقيم للنحاس النقي بالحرف "T" الذي يعني "نحاس" باللغة الصينية، متبوعًا ب 1، 2، 3، مما يشير إلى T1، T2، T3. أما طرق ترقيم النحاس الخالي من الأكسجين والنحاس منزوع الأكسدة الفوسفوري فهي "T" + U (الحرف الأول من كلمة "لا" في اللغة الصينية) + الرقم التسلسلي، و"T" + P + الرقم التسلسلي، على التوالي.

النحاس النقي هو معدن ثمين، له مزايا بارزة من التوصيل الكهربائي الممتاز، والتوصيل الحراري، والمقاومة الجيدة للتآكل، ولكن قوته منخفضة وصلابته منخفضة للغاية، مع مرونة جيدة جدًا. ويستخدم بشكل أساسي كمواد موصلة مختلفة ومواد موصلة للحرارة.

وللاستفادة من مزايا النحاس النقي وتحسين خواصه الميكانيكية، يمكن إضافة عناصر السبائك إلى النحاس النقي لصنع سبائك النحاس. لا تزال سبائك النحاس هذه تتمتع عمومًا بموصلية كهربائية جيدة، وموصلية حرارية، ومقاومة للتآكل، ومقاومة مغناطيسية، وخصائص ميكانيكية عالية بما فيه الكفاية.

(1) طريقة تمثيل درجة سبائك النحاس (1) طريقة تمثيل درجة سبائك النحاس

يمكن تقسيم سبائك النحاس إلى سبائك النحاس المطاوع وسبائك النحاس المصبوب بناءً على عمليات الإنتاج؛ وإلى ثلاث فئات بناءً على التركيب الكيميائي: النحاس الأصفر مع الزنك كعنصر مضاف رئيسي، والبرونز مع Sn، وAl، وBe، وSi، وC، وC، وCr كعناصر مضافة رئيسية، والكوبرونيكل مع Ni كعنصر مضاف رئيسي.

الكوبرونيكل هو سبيكة من النحاس والنيكل، وتستخدم بشكل أساسي في صناعة الأجزاء المقاومة للتآكل في الآلات والأدوات الدقيقة، وكذلك المقاومات والمزدوجات الحرارية. في مكونات الصفائح المعدنية، يستخدم النحاس الأصفر والبرونز على نطاق واسع.

1) النحاس الأصفر (سبائك النحاس والزنك). طريقة تمثيل درجة النحاس الأصفر كما يلي:

① تبدأ درجة النحاس الأصفر العادي بحرف "H" (H هو الحرف الأول من كلمة "أصفر" في اللغة الصينية)، متبوعًا بقيمة محتوى النحاس (بالنسبة المئوية)، مثل H96، والذي يشير إلى نحاس عادي بجزء كتلة نحاسية تبلغ حوالي 96%.

② لا تزال درجة النحاس الأصفر الخاص تبدأ بحرف "H"، متبوعًا برمز العنصر المضاف الرئيسي، ثم قيمة محتوى النحاس (بالنسبة المئوية)، مثل HNi65-5، والذي يشير إلى نحاس نحاسي من النيكل بجزء كتلي من النحاس يبلغ حوالي 65% وجزء كتلي من النيكل يبلغ حوالي 5%.

2) الكوبرونيكل النحاسي (سبائك النحاس والنيكل). طريقة تمثيل درجة الكوبرونيكل النحاسي كما يلي:

① تبدأ درجة الكوبرونيكل النحاسي العادي بالحرف "B" (B هو الحرف الأول من كلمة "أبيض" في اللغة الصينية)، متبوعًا بقيمة محتوى النيكل (بالنسبة المئوية)، مثل B5، والذي يشير إلى الكوبرونيكل النحاسي العادي الذي تبلغ كتلته من النيكل حوالي 5%.

② لا تزال درجة الكوبرونيكل النحاسي الخاص تبدأ بالحرف "B"، متبوعًا برمز العنصر المضاف الرئيسي، ثم قيمة محتوى النيكل (بالنسبة المئوية)، مثل BFe10-1-1، والذي يشير إلى الكوبرونيكل الحديدي الحديدي بجزء كتلي من النيكل يبلغ حوالي 10%.

3) البرونز. يُطلق على جميع سبائك النحاس الأخرى باستثناء النحاس الأصفر والنحاس الأصفر والبرونز النحاسي اسم البرونز. وللتمييز بينها، يُضاف اسم العنصر إلى البرونز، مثل برونز القصدير وبرونز الألومنيوم وبرونز البريليوم وبرونز المنجنيز وبرونز السيليكون، إلخ.

طريقة تمثيل درجة البرونز هي كما يلي: تبدأ بحرف "Q" (Q هو الحرف الأول من كلمة "أخضر" في اللغة الصينية)، متبوعًا برمز العنصر المضاف الرئيسي، ثم قيمة محتوى العنصر المضاف الرئيسي (جزء الكتلة)، مثل QSn1.5-2، والذي يشير إلى برونز القصدير بجزء كتلة القصدير بحوالي 1.5%.

(2) الخواص الميكانيكية والخصائص الرئيسية وتطبيقات النحاس وسبائك النحاس الشائعة

يوضِّح الجدول 10 الخواص الميكانيكية والخصائص الرئيسية والاستخدامات الشائعة للنحاس وسبائك النحاس.

الجدول 10 الخواص الميكانيكية والخصائص الرئيسية وتطبيقات سبائك النحاس والنحاس الشائعة

اسم المادة	الصف	الحالة المادية	قوة القص τ/MPa	قوة الشد σ_b/MPa	الاستطالة δ₁₀(%)	قوة المردود σ_s/MPa	الخصائص والتطبيقات الرئيسية
نحاس نقي	T1، T2، T3	ناعم	157	196	30	69	يتميز بموصلية كهربائية عالية، وموصلية حرارية، ومقاومة للتآكل، وليونة جيدة وقابلية تشغيل آلية، ولكن خصائصه الميكانيكية منخفضة، ولا يمكن استخدامه كأجزاء هيكلية. ويستخدم بشكل أساسي في تصنيع أنابيب النفط، وحشيات الختم، والمسامير، والأجزاء الموصلة.
نحاس نقي	T1، T2، T3	صعب	235	294	3	-
نحاس	H62	ناعم	255	294	35	-	يتميز بخصائص ميكانيكية جيدة، ومرونة أفضل في الحالة الساخنة مقارنة بالحالة الباردة، وقابلية جيدة للتشغيل الآلي، وسهولة اللحام بالنحاس واللحام، ومقاومة التآكل، ولكنه عرضة للتشقق الإجهادي الناتج عن التآكل. إنه رخيص الثمن ويستخدم على نطاق واسع. يستخدم بشكل أساسي لتصنيع مختلف الأجزاء المسحوبة بعمق والأجزاء الحاملة المصنوعة عن طريق الثني، مثل البراغي والصواميل والمشعات وما إلى ذلك.
		شبه صلبة	294	373	20	196
		صعب	412	412	10	-
	H68	ناعم	235	294	40	98	يتميز باللدونة الجيدة، والقوة العالية، والقدرة الميكانيكية الجيدة، واللحام السهل، ويمكنه تحمل التآكل العام، ولكنه عرضة للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي. يستخدم بشكل رئيسي لتصنيع مختلف الأجزاء المعقدة المسحوبة بعمق والأجزاء الموصلة للحرارة، مثل الأنابيب والمنفاخ والحشيات، إلخ.
		شبه صلبة	275	343	25	-
		صعب	392	392	15	245
الرصاص النحاسي	إتش بي بي 59-1	ناعم	300	350	25	145	لديها قابلية جيدة للتشغيل الآلي ، وخصائص ميكانيكية جيدة ، ويمكنها تحمل معالجة الضغط الساخن والبارد ، وسهولة اللحام بالنحاس واللحام ، واستقرار جيد ضد التآكل العام ، ولكن لديها ميل للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي. مناسب لصنع الأجزاء الهيكلية المختلفة عن طريق الختم الساخن والتشغيل الآلي، مثل البراغي والغسالات والحشيات والبطانات والصواميل وما إلى ذلك.
الرصاص النحاسي	إتش بي بي 59-1	صعب	400	450	5	420
نحاس المنغنيز	HMn58-2	ناعم	340	390	25	170	مقاومة جيدة للتآكل. مناسبة لتصنيع أجزاء الأدوات، وأجزاء امتصاص الصدمات، ومناسبة أيضًا لتصنيع الأجزاء الملحومة عالية القوة.
		شبه صلبة	400	450	15	-
		صعب	520	600	5	-
البرونز الفوسفوري القصديري، الزنك القصديري برونزية	كيو إس إن 6.5-0.4 كيو إس إن 4-3	ناعم	255	294	38	137	لديها مقاومة عالية للتآكل والمرونة، ومقاومة مغناطيسية جيدة. يستخدم بشكل رئيسي لتصنيع النوابض وعناصرها المرنة، والأجزاء المقاومة للتآكل، إلخ.
		صعب	471	539	3～5	-
		صعب للغاية	490	637	1～2	535
ألومنيوم برونزي	QAl7	التلدين	520	600	101	186	معالجة الضغط في الحالة الباردة. مقاوم للاحتكاك الخفيف، ومقاومة جيدة للتآكل، ومقاومة معينة لحمض الكبريتيك وحمض الخليك. مناسبة لتصنيع الأجزاء التي تعمل في مياه البحر، والأجزاء الكيميائية، والوصلات المتحركة، إلخ.
ألومنيوم برونزي	QAl7	غير ملدنة	560	650	5	250
برونز الألومنيوم المنغنيز	QAl9-2	ناعم	360	450	18	300	لديها قوة عالية، ومقاومة جيدة جدًا للتآكل في الغلاف الجوي ومياه البحر، ويمكن لحامها كهربائيًا ولحامها بالغاز، وليس من السهل لحامها بالضغط، وقابلية معالجة الضغط الجيدة في كل من الحالتين الساخنة والباردة. يستخدم بشكل رئيسي لتصنيع الأجزاء عالية القوة المقاومة للتآكل وتجهيزات الأنابيب التي تعمل في وسط بخاري أقل من 250 درجة مئوية وأجزاء على السفن البحرية.
برونز الألومنيوم المنغنيز	QAl9-2	صعب	480	600	5	500
برونز السيليكون المنجنيز	QSi3-1	ناعم	280～300	350～380	40～45	239	لديه قوة ومرونة عالية، ومقاومة جيدة للتآكل، ومقاومة جيدة للتآكل، ومرونة جيدة، ولا ينخفض في درجات الحرارة المنخفضة. من السهل لحامها ولحامها، ولا ينتج عنها شرارات عند ضربها، ولديها مقاومة جيدة للتآكل، ولكن تأثير المعالجة الحرارية ضعيف. وعادة ما يستخدم في حالة تصلب العمل البارد. يُستخدم لتصنيع النوابض والعناصر المرنة والأجزاء التي تعمل في الوسائط المسببة للتآكل، وكذلك العجلات الدودية والتروس والبطانات وما إلى ذلك.
		صعب	480～520	600～650	3～5	540
		صعب للغاية	560～600	700～750	1～2	-
برونز البريليوم	QBe2	ناعم	240～480	300～600	30	250～350	ويتمتع بقوة ومرونة عالية جدًا وحدود مرونة وإنتاجية عالية وحدود إجهاد، بالإضافة إلى موصلية عالية وموصلية حرارية ومقاومة للتآكل وصلابة. وهو غير مغناطيسي، ولا يحدث شرارة عند ضربه، كما أنه سهل اللحام والنحاس. لديه مقاومة جيدة للتآكل في الغلاف الجوي ومياه البحر. يستخدم لتصنيع مختلف الأدوات الدقيقة، والنوابض والعناصر المرنة في الأدوات، ومختلف الأجزاء المقاومة للتآكل، والمحامل والبطانات التي تعمل تحت درجات حرارة عالية وضغط مرتفع وسرعة عالية.
برونز البريليوم	QBe2	صعب	520	660	2	-

3. التيتانيوم وسبائك التيتانيوم

يمكن تقسيم مواد التيتانيوم إلى تيتانيوم نقي كيميائياً (تيتانيوم اليود)، وتيتانيوم نقي صناعي، وسبائك التيتانيوم بناءً على جزء كتلة تركيبها. التيتانيوم النقي كيميائياً هو التيتانيوم عالي النقاء، ويمثله التيتانيوم النقي TAD، بنقاء يصل إلى 99.95% وجزء كتلي صغير من الشوائب. ويحتوي التيتانيوم النقي الصناعي على جزء كتلي أكبر قليلاً من الشوائب ويمكن تقسيمه إلى تسع درجات بناءً على محتوى الشوائب، مع تمثيل الدرجات بـ TA1 و TA2 و TA3 وما إلى ذلك، مع تناقص النقاء كلما زاد رقم التسلسل.

تكون قوة الخضوع وقوة الشد للتيتانيوم النقي الصناعي في درجة حرارة الغرفة متقاربة، مع نسبة خضوع كبيرة ومعامل مرونة منخفض. ومع ذلك، مع زيادة درجة الحرارة، تنخفض القوة إلى حوالي نصف تلك الموجودة في درجة حرارة الغرفة. وعلى العكس من ذلك، كلما انخفضت درجة الحرارة، تزداد القوة، لكن اللدونة تنخفض بشكل ملحوظ. بالنسبة للتيتانيوم النقي الصناعي عالي النقاء، لا توجد هشاشة انتقالية في درجات الحرارة المنخفضة، وتزداد صلابة الصدمات في درجات الحرارة المنخفضة. لذلك، يمكن استخدام TA1 و TAD بأمان عند درجة حرارة -196 درجة مئوية.

لتحسين خصائص معينة من التيتانيوم النقي، غالباً ما تُضاف عناصر السبائك إلى التيتانيوم النقي لتقويته وتشكيل سبائك التيتانيوم. وتشمل عناصر السبيكة الرئيسية المضافة: Al، Sn، V، V، Cr، Mo، Fe، Si، إلخ. يمكن أن تؤدي إضافة عناصر السبائك إلى تحسين قوة ومقاومة الحرارة ومقاومة التآكل لسبائك التيتانيوم إلى حدٍّ ما.

تنقسم سبائك التيتانيوم إلى سبائك التيتانيوم المشوّهة (المعالجة) وسبائك التيتانيوم المصبوب بناءً على طريقة التشكيل، وإلى سبائك التيتانيوم الهيكلية (درجة حرارة العمل أقل من 400 درجة مئوية)، وسبائك التيتانيوم المقاومة للحرارة (درجة حرارة العمل أعلى من 400 درجة مئوية)، وسبائك التيتانيوم المقاومة للتآكل بناءً على خصائص الاستخدام.

(1) طريقة تحديد درجة التيتانيوم وسبائك التيتانيوم

وتتألف درجة التيتانيوم وسبائك التيتانيوم من حرف "T" + حرف يمثل نوع المعدن أو بنية عنصر السبيكة (A، B، C) ورقم تسلسلي، مع وجود "ELI" الذي يشير إلى خلالي منخفض للغاية. يمثّل الحرف "أ" التيتانيوم من النوع ألفا وسبائك التيتانيوم من النوع ألفا، ويمثّل الحرف "ب" سبائك التيتانيوم من النوع بيتا، ويمثّل الحرف "ج" سبائك التيتانيوم من النوع ألفا+بيتا، ويمثّل الحرف "ج" سبائك التيتانيوم من النوع ألفا. تتميّز الحالات البنيوية المختلفة لمختلف سبائك التيتانيوم والتيتانيوم بخصائص مختلفة.

(2) الخواص الميكانيكية والخصائص الرئيسية والتطبيقات للتيتانيوم وسبائك التيتانيوم شائعة الاستخدام

يوضِّح الجدول 11 الخواص الميكانيكية والخصائص الرئيسية والتطبيقات الشائعة الاستخدام للتيتانيوم وسبائك التيتانيوم.

الجدول 11 الخواص الميكانيكية والخصائص الرئيسية والتطبيقات الشائعة الاستخدام للتيتانيوم وسبائك التيتانيوم

اسم المادة	الصف	الحالة المادية	قوة القص τ/MPa	قوة الشد σ_b/MPa	الاستطالة δ₁₀(%)	قوة الخضوع σ_s/MPa	الخصائص والتطبيقات الرئيسية
سبيكة التيتانيوم	TA1	ملدن	360～480	450～600	25～30	- واحد	كثافة منخفضة، وقوة محددة عالية، وأداء جيد في درجات الحرارة العالية والمنخفضة، ومقاومة ممتازة للتآكل، وتستخدم بشكل رئيسي في تصنيع الأجزاء الهيكلية لصناعة الطيران، مثل البراغي، والمسامير، وأجزاء الصفائح المعدنية، إلخ.
	TA2		440～600	550～750	20～25	-
	TB5		640～680	800～850	15	-

ملاحظة: يشير أول رقمين من الرتبة إلى الرمز الخاص بنوع هيكل التيتانيوم أو سبيكة التيتانيوم، ويشير الرقم الثالث إلى رقم تسلسل التيتانيوم أو سبيكة التيتانيوم.

المواد الأساسية لتصنيع الصفائح المعدنية: دليل شامل

جدول المحتويات