صلب الاسطمبات وتأثير العناصر علي اختياره


(مهندس صلاح يحيى) #1

صلب الاسطمبات وتأثير العناصر علي اختياره :-

لصناعة الاسطمبات يستعمل صلب العدة السبائكى كما تستعمل الماركات الخاصة من صلب الاسطمبات ويستعمل صلب جيد الصلادة ومقاوم للبرى ولكن مقاومته عند الصدمات غير عالية. وهو يستعمل لصناعة الاسطمبات للكبس على الساخن. ويستعمل الصلب المحتوى على نيكل ذو المتانة العالية عند الصدمات والاصلادية العميقة لصناعة اسطمبات الحدادة (المطارق).

اما اهم جزئين هما البنش والداي في اختيار الخامة مع مراعاة قيم التجاوزات بينهما وعمل المعالجة الحرارية الأزمة لهما لتحسين الخواص ،

اما تأثير العناصر الآتية علي خواص الصلب :
مثل : السيليكون – المنجنيز – الفوسفور – الكبريت – النيتروجين – النيكل – الكروم –التنجستين – الموليبدينم .
حــد المرونة
مقاومة جهد الشد

السيليكون : إذا وجد بنسب أعلى من 2% يخنق مجال d ويحول الصلب الكربوني 0.1%ك إلى صلب فريتى وإذا وجد السيليكون بنسبة 3.5% يقلل قابلية التشكيل على البارد ولكنه يرفع مقاومة التآكل ودرجة حرارة المراجعة لذلك يضاف إلى صلب أعمدة الكرنكات وصلب العدة وإذا ارتفعت نسبة وجوده إلى 15% فإنه يكسب الصلب مقاومة كبيرة للاحتراق عند التعرض لدرجات الحرارة العالية ووجود السيليكون في الصلب يرفع نسبته من 0.65 إلى حوالى 0.85 أي إكساب الصلب مرونة لحدود انفعال أكبر الأمر المرغوب في صلب اليايات.

المنجنيز : يعتبر عاملاً مساعداً عند إضافته للصلب المسبوك والذي يتحد مع الأوكسجين مكوناً أكسيد المنجنيز وعند إضافته للصلب بنسبة أكبر من 0.1% يسمى الصب صلب منجنيزى، ولا يضاف المنجنيز بنسب كبيرة لأنه يكون مع السيليكون مركبات معدنية هشة تجعل الصلب صعب التشغيل ومقاوماً للتآكل ووجود المنجنيز يسهل لحام الصلب المحتوى عليه ويستخدم الصلب المحتوي عليه في صناعة عجلات السكك الحديدية وقضبانها .

الفوسفور : وجوده في نسب ضئيلة يرفع مقاومة جهد الشد وحد المرونة ومقاومة الصدأ. ولو أنه يقلل مقاومة احتمال الصدمات وقابلية اللحام (لا تتجاوز نسبة الفوسفور + الكبريت 0.025%) ووجود الفوسفور بنسب مرتفعة يجعل الصلب سهل الخراطة (بتكسير الرايش).

الكبريت : غير مرغوب فيه ولو إنه يسهل قابلية اللحام في الصلب المحتوي على نسبة مرتفعة من الكربون، ووجوده بنسب أعلى من 0.3% يسمح بتكوين مركبات كبريتيد الحديد

النيتروجين : مهم لعملية التقسية السطحية للصلب (عملية النترجة) بتسخين الصلب إلى درجة حرارة 500 إلى 550°م لمدة 50 إلى 100 ساعة في جو النشادر (NH3) الذي يتحلل وينقسم النيتروجين ذرياً ويتخلل ذرات الصلب من السطح الخارجي مكوناً مركبات معدنية مع الحديد المحتوي على الألومنيوم والكروم والفناديوم وغيرها وهذه المركبات تبقى مركبات صلدة على السطح أي تكسب الصلب صلادة سطحية أقصى من صلادة المارتنسايت وتبقى الصلادة عالية حتى درجة حرارة 400°م.

النيكل : بارتفاع نسبة وجوده في الصلب تنخفض درجات الحرارة
الحرجة A ويستمر هذا حتى إنه يمكن الحصول على المارتنسايت بالتبريد في الهواء الجوي دون الحاجة إلى الطش في سوائل التبريد وبوجود النيكل بكميات كافية نحصل على الصلب الاوستنيتى في درجة حرارة الجو .
ووجود النيكل يؤثر في تغير معامل التوصيل الحراري والحرارة النوعية وبزيادة المقاومة الكهربائية للصلب (لذلك يستخدم في صناعة قضبان أو أسلاك التسخين بالمقاومة الكهربائية) بالإضافة إلى الكروم الذي يقلل قابلية الاحتراق ويؤثر وجود النيكل فى الصلب على معامل التمدد فيستخدم في صناعة أدوات القياس وبندول الساعات والمزدوجات المعدنية لقياس درجات الحرارة وفي عمليات التحكم.

الكروم : عنصر يضاف للصلب المقاوم للصدأ والأكسدة وتأثير درجات الحرارة العالية إذا أضيف بنسب أعلى من 13%.

التنجستن : يرفع مقاومة جهد الشد بمقدار 4 كيلو بوند/مم2 لكل 1% تنجستن ويرفع مقاومة تأثير فعل الحرارة ويجعل ترسيب المارتنسايت صعباً لذلك فهو مناسب جداً في صلب العدة (المناشير وأدوات الكشط).

الموليبدينم : يرفع مقاومة جهد الشد وحد المرونة ومقاومة التآكل خاصة في درجات الحرارة العالية. وهو يلازم الكروم في مفعوله وتأثيره.