ما معنى كربنة الفولاز

1 إجابة واحدة
كاتبة
الهندسة الزراعية, جامعة البعث (سوريا)

كربنة الفولاذ: هي  عملية تتضمّن إضافة الكربون إلى الحديد لصنع الفولاذ مما يجعله أقوى وأكثر صرامة. ويعدّ الفولاذ الكربوني ( الصلب الكربوني) عبارة عن سبيكة حديدية كربونية تحتوي على 2.1٪ بالوزن من الكربون، ولا يوجد حد أدنى للمحتوى المحدد لعناصر السبائك الأخرى، ومع ذلك فإنّها غالبًا ما تحتوي على المنغنيز. يجب أن يكون الحد الأقصى لمحتوى المنجنيز والسيليكون والنحاس أقل من 1.65٪ بالوزن، و0.6٪ بالوزن، و 0.6٪ بالوزن  على التوالي.

يتم تصنيع الفولاذ البكر من خلال الجمع بين خام الحديد وفحم الكوك (الذي ينتج عن طريق تسخين الفحم في غياب الهواء) والجير في فرن الانفجار عند حوالي 1650 درجة مئوية. يتم إثراء الحديد المنصهر المستخرج من خام الحديد بالكربون من فحم الكوك المحترق. تتحد الشوائب المتبقية مع الجير لتشكيل الخبث، الذي يطفو فوق المعدن المنصهر حيث يمكن استخراجه.

يحتوي الفولاذ المصهور الناتج على حوالي 4٪ بالوزن من الكربون. يتم بعد ذلك تقليل محتوى الكربون إلى الكمية المطلوبة في عملية تسمى إزالة الكربنة. ويتحقق ذلك عن طريق تمرير الأكسجين من خلال المادة المنصهرة، التي تؤكسد الكربون في الفولاذ، وتنتج أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون.

أنواع الصلب الكربوني وخصائصه:

يمكن تصنيف الفولاذ الكربوني إلى ثلاث فئات وفقًا لمحتواه من الكربون:

  • الفولاذ منخفض المحتوى من الكربون: هو الشكل الأكثر استخدامًا من الفولاذ الكربوني. عادةً ما يكون محتوى هذا الفولاذ من الكربون أقل من 0.25٪ بالوزن. لا يمكن تجميده بالمعالجة الحرارية. عادةً ما يكون فولاذ الكربون هذا ناعمًا نسبيًا ولكن قوّته منخفضة، ومع ذلك، فإن لديه ليونة عالية، مما يجعله ممتازًا للقطع واللحام بالإضافة إلى تكلفتة المنخفضة. غالبًا ما يتم تصنيف الفولاذ عالي القوة منخفض السبائك (HSLA) على أنه فولاذ منخفض الكربون، ومع ذلك فإنه يحتوي أيضًا على عناصر أخرى مثل النحاس والنيكل والفاناديوم والموليبدينوم. وتشكل هذه العناصر مجتمعة ما يصل إلى 10٪ بالوزن من محتوى الفولاذ. الفولاذ عالي القوة منخفض السبيكة كما يوحي الاسم، لديه نقاط قوة أعلى والتي يتم تحقيقها عن طريق المعالجة الحرارية. كما أنه يحتفظ بالليونة، مما يجعله قابلًا للتشكيل، كما أنه أكثر مقاومة للتآكل من الفولاذ العادي منخفض الكربون.
  • معدن الفولاذ متوسط المحتوى من الكربون: يحتوي على الكربون بمعدل  0.25 – 0.60٪ بالوزن ومحتوى المنغنيز من 0.60 – 1.65٪ بالوزن. يتم تحسين الخواص الميكانيكية لهذا الفولاذ عن طريق المعالجة الحرارية التي تنطوي على التحصين الذاتي متبوعة بالتبريد والتلطيف ، مما يمنحهم بنية مجهرية مارتينية
    تتمتع الصلب المتوسطة الكربون المتصلدة بقوة أكبر من الفولاذ منخفض الكربون لكن ذلك  يأتي على حساب الليونة والمتانة.
  • الفولاذ عالي المحتوى من الكربون: يحتوي على على محتوى كربون من 0.60 – 1.25٪ بالوزن ومحتوى المنغنيز من 0.30 – 0.90٪ بالوزن. لديها أعلى صلابة وصلابة من الفولاذ الكربوني وأقل ليونة. الفولاذ عالي الكربون مقاوم للتآكل للغاية نظرًا لحقيقة أنه غالبًا ما يكون صلبًا للغاية.

أمثلة وتطبيقات
الفولاذ منخفض الكربون:
غالبًا ما يستخدم الفولاذ منخفض الكربون في مكونات جسم السيارة، والأشكال الهيكلية مثل العوارض، والأنابيب، ومكونات البناء والجسور، وعلب الطعام.
الفولاذ متوسط الكربون:
نتيجة لقوته العالية ومقاومته للتآكل ومتانته، غالبًا ما يتم استخدامه في مسارات السكك الحديدية وعجلات القطار وأعمدة الكرنك والتروس وأجزاء الآلات التي تتطلب هذا المزيج من الخصائص.
الفولاذ عالي الكربون:
نظرًا لمقاومته العالية للتآكل والصلابة، يتم استخدام الفولاذ عالي الكربون في أدوات القطع وفي الأسلاك عالية القوة.

أكمل القراءة

200 مشاهدة

0

هل لديك إجابة على "ما معنى كربنة الفولاز"؟