ההבדל בין פלדת פחמן נמוכה, בינונית וגבוהה

פלדת פחמן, הידועה בחוזקה, בעמידותה ובמחיר הסביר שלה, נמצאת בשימוש נרחב ביישומים רבים. בין אם אלו האגמים המאבטחים את צמיגי הרכב שלך או הקורות התומכות בגשרים שבהם אתה נתקל, פלדת פחמן משמשת לעתים קרובות. יתר על כן, יש לו משמעות רבה כחומר בתעשייה עיבוד CNC.

הסיווג של פלדת פחמן מבוסס בדרך כלל על תכולת הפחמן שלה, וכתוצאה מכך פלדה דלת פחמן, פלדת פחמן בינונית ופלדת פחמן גבוהה. סיווגים אלה מספקים תובנות לגבי הרכב הפחמן בהתאמה. כעת, בואו נחקור מה משמעות הסיווגים הללו עבור המאפיינים של כל סוג בנפרד ונכיר את ההבדלים ביניהם. מאמר זה ידון בכל סוג בנפרד לפני ביצוע השוואה ביניהם.

ההבדל בין פלדות פחמן נמוכות, בינוניות וגבוהות

ברזל ופחמן הם המרכיבים העיקריים של הפלדה, כאשר לפחמן תפקיד מכריע בהקניית חוזק לסגסוגת. ברזל טהור חסר חוזק או קשיות משמעותיים, ומכאן שהוספת פחמן נחוצה כדי לשפר את התכונות הללו בפלדה.

הצורה הראשונית של ברזל המשמשת בייצור פלדה מכילה תכולת פחמן גבוהה יחסית. זה יכול להגיע עד ל-2.1%, שהיא הכמות המקסימלית של פחמן שמאפשרת לחומר לשמור על הסיווג שלו כפלדה.

עם זאת, ברזל יכול לעבור עיבוד נוסף כדי להפחית את תכולת הפחמן שלו. מניפולציה זו של תכולת הפחמן מביאה לשינויים במאפייני החומר השונים, כגון:

• חוזק: הכוונה היא ליכולת של חומר לעמוד בעומס, הנמדדת לפי נקודת הניבול וחוזק המתיחה שלו. נקודת הניבול מייצגת את השלב בו מתרחש דפורמציה בחומר ללא שבירה, בעוד חוזק מתיחה מציין את רמת הלחץ הנדרשת לשבירת החומר.
• גמישות: הוא מודד את המידה שבה ניתן למתוח או להאריך חומר מבלי להיות שביר. תכונה זו מוערכת באמצעות התארכות, המכמתת את אחוז העלייה באורך שחומר יכול לעבור לפני שהוא מגיע לנקודת הכשל.
• קשיות: זה מתייחס לעמידות של חומר נגד בלאי וליכולת שלו להיות בעיבוד יעיל. מאפיין זה מוערך לעתים קרובות באמצעות סולמות כגון קשיות רוקוול סולם או סולם קשיות Brinell.

תכולת הפחמן בפלדה יורדת בדרך כלל כדי לסווג אותה לשלוש קטגוריות עיקריות: פלדת פחמן נמוכה (או מתונה), בינונית וגבוהה.

1. פלדה נמוכת פחמן: פלדה מסוג זה מאופיינת בתכולת פחמן נמוכה, וכתוצאה מכך ניתן לריתוך, גמישות וגמישות מצוינת. הוא מוצא שימוש נרחב במבנים גדולים כגון גשרים ומבנים, כמו גם מוצרי תיל ומרכבי מכוניות. זה קל לעבוד איתו ובדרך כלל לא עובר טיפול בחום.
2. פלדת פחמן בינונית: בניגוד לפלדה דלת פחמן, פלדת פחמן בינונית מכילה רמות גבוהות יותר של פחמן ומנגן. זה מוביל לחוזק וקשיות מוגברים אך לירידה בגמישות. זה נפוץ בשימוש ביישומים כגון חלקים מעובדים, פסי רכבת, ו הילוכים. פלדת פחמן בינונית יכולה לעבור טיפול בחום כדי לשפר את כוחו. ריתוך פלדת פחמן בינונית מאתגרת יותר בהשוואה לפלדה דלת פחמן. זה מוערך מאוד עבור יישומים בחוזק בינוני.
3. פלדת פחמן גבוהה: קטגוריה זו מתהדרת בתכולת הפחמן הגבוהה ביותר מבין השלושה, וכתוצאה מכך חוזק וקשיות יוצאי דופן. עם זאת, הוא נוטה להיות שביר וקשה לריתוך בשל תכולת הפחמן הגבוהה שלו. פלדת פחמן גבוהה משמשת לעתים קרובות בבניית כלים, כגון מקדחות, ברזים ופטישים. הוא נוטה יותר לסדקים תרמיים וקשה לרתך בגלל תכולת הפחמן הגבוהה שלו.

ההבחנה העיקרית בין שלושת סוגי פלדות הפחמן הללו נעוצה בתכולת הפחמן שלהן, מה שמוביל לשינויים במאפיינים המתאימים. הטבלה שלהלן מספקת סיכום של תכולת הפחמן והתכונות המתאימות שלהם.

מהי פלדת פחמן נמוכה?

פלדה דלת פחמן, המכונה גם פלדה קלה, מכילה שיעור נמוך יחסית של פחמן בהשוואה לגרסאות פלדה אחרות. בדרך כלל, תכולת הפחמן שלו נעה בין 0.05% ל-0.32% במשקל. כתוצאה מכך, פלדה דלת פחמן מציגה חוזק, קשיות ושבירות נמוכים יותר, תוך שהיא בעלת גמישות וגמישות רבה יותר בהשוואה לפלדת פחמן גבוהה.

יתרון משמעותי אחד של פלדה עדינה הוא עלות-תועלת שלה. בשל הדרישה הנמוכה יותר לפחמן ולאלמנטים מתגזרים אחרים, הוא בדרך כלל זול יותר מאשר סוגים אחרים של פלדה. בנוסף, פלדה עדינה זמינה יותר וקלה יותר לעבודה מאשר פלדות פחמן גבוהות יותר, מה שתורם לפופולריות שלה במגוון יישומים.

תכונות של פלדת פחמן נמוכה

בעוד שנקודת ההיתוך של פלדת פחמן נמוכה נשארת עקבית יחסית, לכל כיתה יש תכונות מגוונות מעט. עם זאת, אנו עדיין יכולים לספק מגוון של ערכים כדי להציע הבנה כללית של המאפיינים הכוללים של חומר זה.

דרגות של פלדת פחמן נמוכה

ארצות הברית מכירה בשלושה תקנים עיקריים לכל פלדות הפחמן:

• ASTM International: ידוע בעבר בשם האגודה האמריקאית לבדיקות וחומרים, ארגון זה אחראי לפיתוח ופרסום של תקנים טכניים מרצון בקנה מידה בינלאומי.
• AISI: המכון האמריקאי לברזל ופלדה מחזיק במעמד בולט בהנעת הקידום והיישום של טכנולוגיות חדשות של פלדה ופלדה.
• SAE: לשעבר האגודה של מהנדסי רכב, SAE International הוא ארגון המתמקד בפיתוח תקנים הקשורים להנדסת רכב.

מבין שלושת אלה, ASTM הוא התקן הנפוץ ביותר. כדוגמה, תקן ספציפי אחד במסגרת ASTM הוא ASTM A307, המפרט את הדרישות לפלדת פחמן ברגים, חתיכים ומוטות הברגה עם חוזק מתיחה של 60,000 psi.

במסגרת תקן זה, קיימות שתי דרגות:

• דרגה A: דרגה זו מתאימה ליישומים כלליים שאינם דורשים חוזק גבוה או נתונים ללחץ מינימלי.
• דרגה B: מיועד ליישומים שבהם יש צורך בחוזק גבוה יותר, כגון חיבורי אוגן במערכות צנרת.

לתקנים יש תפקיד מכריע בהבטחת כי חומרים עומדים בקריטריוני הביצועים הדרושים ליישומים הרצויים להם. לעומת זאת, ציונים הם סיווגים ספציפיים בתוך תקנים אלה המגדירים עוד יותר את המאפיינים והמאפיינים של החומר.

לכל כיתה יש תכונות ייחודיות שנקבעות על ידי גורמים כמו תכונות מכניות, הרכב כימי וטיפול בחום. לדוגמה, בטבלה שלהלן, תצפו באותו תקן - SAE J403 - עם שלוש דרגות שונות, המשקפות את השונות בתכולת הפחמן בין דרגות אלו.

התרשים שלהלן מסכם כמה דרגות נפוצות של פלדה דלת פחמן:

סוגי פלדה דלת פחמן

קיימים סוגים שונים של פלדות דלות פחמן, כל אחת עם רמות תכולת פחמן שונות. להלן כמה דוגמאות לסוגים שונים והיישומים שלהם:  

יישומים של פלדת פחמן נמוכה

בדרך כלל, פלדה דלת פחמן עוברת טיפול בחום מינימלי והיא משמשת בדרך כלל בייצור של מכונות חקלאיות שונות, רכיבי בניין, מיכלים, קופסאות וגופי כבשן. סוג פלדה זה מעוצב בדרך כלל לפלדת זווית, פלדת תעלות, אני קרן, צינור פלדה, פס פלדה או לוח פלדה.

במקרה של פלדה דלת פחמן באיכות גבוהה, היא מגולגלת לצלחות דקות לייצור מוצרים בעלי משיכה עמוקה כמו מוניות מכוניות וכיסויי מנוע. בנוסף, הוא מגולגל גם לסורגים לייצור חלקים מכניים בעלי דרישות חוזק נמוכות.

מהי פלדת פחמן בינונית?

פלדת פחמן בינונית מכילה בדרך כלל סביב 0.3 - 0.6% תכולת פחמן. הוא כולל את הרוב של פלדה מבנית פחמן באיכות גבוהה כמו גם פלדה מבנית פחמן רגילה. סוג זה של פלדה משמש בעיקר בייצור חלקים מכניים שונים, וחלקם מועסקים ברכיבים מבניים הנדסיים.

פלדת פחמן בינונית מציגה יכולות עיבוד תרמי וחיתוך טובות. עם זאת, ביצועי הריתוך שלו נחותים, מה שמצריך חימום מוקדם לפני הריתוך. פלדה זו מציגה חוזק וקשיות גבוהים יותר בהשוואה לפלדה דלת פחמן, אך עם זאת פלסטיות וקשיחות נמוכה יותר מאשר פלדה עדינה. ניתן להשתמש בחומר מגולגל קר או שנמשך קר ישירות ללא טיפול בחום, אם כי הוא יכול גם לעבור טיפול בחום. פלדת פחמן בינונית העוברת מרווה ו הַרפָּיָה מפגין תכונות מכניות כוללות מצוינות.

תכונות של פלדת פחמן בינונית

לכל כיתה של פלדת פחמן בינונית יש מאפיינים ברורים המבדילים אותה מדרגות אחרות בקטגוריה זו. הטבלה המופיעה להלן מתארת מגוון ערכים עבור מאפיינים שונים הקשורים לפלדת פחמן בינונית.

דרגות פלדת פחמן בינונית

מוצרי פלדת פחמן בינונית תואמים לתקנים ספציפיים, שבתוכם מסווגים דרגות שונות. להלן דוגמאות לדרגות נפוצות של פלדת פחמן בינונית והתקן המתאים שאליו הן שייכות:  

סוגי פלדת פחמן בינונית

פלדת פחמן בינונית כוללת מספר סוגים נפוצים, שלכל אחד יש סט יישומים משלו. כמה דוגמאות לסוגי פלדת פחמן בינונית והיישומים המתאימים הם:  

יישומים של פלדת פחמן בינונית

פלדת פחמן בינוני משמשת בדרך כלל בייצור של רכיבים נעים בעלי חוזק גבוה כמו בוכנות משאבה, קיטור אימפלרים של טורבינה, פירי מכונות כבדות, תוֹלַעִים, מדחסי אוויר, גלגלי שיניים ועוד. הוא משמש גם בייצור חלקי בלאי פני השטח, גלי ארכובה, כלי מכונה צירים, רולים, כלי ספסל ופריטים דומים אחרים.

מהי פלדת פחמן גבוהה?

פלדת פחמן גבוהה, המכונה בדרך כלל כלי מתכת, בעל תכולת פחמן שנעה בדרך כלל בין 0.6 ל-1.7%. גרסת פלדה זו מוכרת בעמידות הקורוזיה המצוינת שלה, בשל תכולת הפחמן המוגברת שלה. הפחמן המוגבר מקנה לפלדה חוזק מתיחה, קשיות ועמידות בפני שחיקה, מה שהופך אותה למתאימה ליישומים הדורשים חוזק ועמידות בפני שחיקה מעולים.

אף על פי כן, תכולת הפחמן הגבוהה הופכת את הפלדות הללו לשבירות יותר ופחות רקיעות, מה שהופך אותן לרגישות לסדקים בנסיבות מסוימות. ריתוך פלדה גבוהה בפחמן מציג אתגרים נוספים בהשוואה לפלדות עם תכולת פחמן נמוכה יותר, בשל הסיכון המוגבר לסדקים ושבירות באזור מושפע החום.

מאפייני פלדת פחמן גבוהה

בשל שינויים בתקנים ובדרגות, אין ערך אחד שמקיף את המאפיינים של פלדת פחמן גבוהה. עם זאת, להלן מגוון רחב של מה שניתן לצפות מבחינת המאפיינים שלו.

דרגות של פלדת פחמן גבוהה

דרגות של פלדת פחמן גבוהה מסווגות בסטנדרטים ספציפיים. להלן כמה מהדרגות הנפוצות של פלדת פחמן גבוהה:

סוגי פלדת פחמן גבוהה

תרשים זה כולל סוגים ויישומים של פלדת פחמן גבוהה:

יישומים של פלדת פחמן גבוהה

פלדת פחמן גבוהה מוצאת שימוש דומיננטי ביישומים הדורשים עמידות יוצאת דופן ועמידות בפני שחיקה. זה כולל ייצור של להבי סכינים או להבי מסור, כאשר הקשיחות אינה מהווה דאגה משמעותית שכן רכיבים אלו אינם נתונים להשפעות משמעותיות שעלולות לגרום להם להישבר. לעומת זאת, רכיבים מבניים כמו קורות I, העשויות מחומרים בינוניים או דלי פחמן, דורשים תכונות שונות כדי לעמוד בעומסים ובמכות שהם עלולים לחוות.

למידע נוסף על שלנו שירות עיבוד פלדה CNC

סיכום

לכל כיתה של פלדת פחמן - נמוכה, בינונית וגבוהה - יש מאפיינים ייחודיים ההופכים אותם למתאימים ליישומים שונים, הנקבעים על פי המאפיינים הספציפיים שלהם ודרישות הריתוך שלהם.

פלדה דלת פחמן זוכה להכרה רחבה כדרגה הניתנת לריתוך הודות לשיכותה הגבוהה יחסית, מה שמבטיח רמות חוזק נאותות. זה הופך אותו לבחירה אידיאלית עבור רכיבים מבניים כמו קורות I או מבנים נושאי עומס דומים המחייבים שילוב של חוזק ויכולת צורה בתוך חומר בודד.

מצד שני, פלדות פחמן בינוניות וגבוהות מציעות קשיות וחוזק משופרים, אך מציגות יכולת צורה וקשיחות חלשה בהשוואה לדרגות פחמן נמוכות. תכונות אלו מתאימות היטב ליישומים הדורשים עמידות גבוהה בפני שחיקה, כגון כלים כמו להבי מסור וסכינים, הנהנים מהגנה מפני שחיקה שוחקת.

הבנת ההתנהגות של כל כיתה במהלך תהליך הייצור היא חיונית בבחירת הציון המתאים ליישום הספציפי שלך. מבקש הדרכה מאנשי מקצוע, כגון המומחים ב Runsom דיוק שמציעים בהתאמה אישית שירותי עיבוד שבבי CNC, יכולים להבטיח שתקבלו הצעות מקצועיות לבחירת חומרים ופתרון משולב לפרויקטים שלכם. קבל הצעת מחיר מיידית להתחיל את הפרויקט שלך כבר עכשיו!

---

מאמרים נוספים שאתה עשוי להתעניין בהם: