ستتناول هذه المقالة بالتفصيل التركيب الكيميائي والخواص الميكانيكية والمعالجة الحرارية ودرجة الفولاذ ودرجة الحرارة الحرجة لأنابيب الفولاذ غير الملحومة 40Cr. ووفقًا للمعيار GB/T 3077-2008، يتكون التركيب الكيميائي لأنابيب الفولاذ 40Cr من: كربون بنسبة 0.37-0.44%، سيليكون بنسبة 0.17-0.37%، منغنيز بنسبة 0.50-0.80%، كروم بنسبة 0.80-1.10%، ونيكل بنسبة ≤0.30%. من حيث الخواص الميكانيكية، تبلغ قوة الشد لأنبوب الصلب 40Cr ≥980 ميجا باسكال، ونقطة الخضوع ≥785 ميجا باسكال، والاستطالة بعد الكسر ≥9%، وانكماش المساحة ≥45%، وطاقة الصدمة الممتصة ≥47 جول، وصلابة برينل (HBS100 /3000) ≤207 في حالة التلدين أو التطبيع بدرجة حرارة عالية.
تشمل درجات الفولاذ المقابلة لأنابيب الفولاذ غير الملحومة 40Cr ما يلي: معيار GB الخاص ببلدي 40Cr، ومعيار DIN الألماني رقم المادة 1.17035/1.7045، ومعيار DIN الألماني رقم الفولاذ 41Cr4/42Gr4، ومعيار EN البريطاني رقم الفولاذ 18، ومعيار BS البريطاني رقم الفولاذ 41Cr4، ومعيار AFNOR الفرنسي رقم الفولاذ 42C4، ومعيار NF الفرنسي رقم الفولاذ 38Cr4/41Cr4، ومعيار UNI الإيطالي رقم الفولاذ 41Cr4، ومعيار NBN البلجيكي رقم الفولاذ 42Cr4، ومعيار SS السويدي رقم الفولاذ 2245، ومعيار AISI/SAE/ASTM الأمريكي رقم الفولاذ 5140، ومعيار JIS الياباني رقم الفولاذ SCr440(H)/SCr440، ومعيار المنظمة الدولية للتوحيد القياسي ISO رقم الفولاذ 41Cr4.
فيما يتعلق بالمعالجة الحرارية لأنابيب الصلب غير الملحومة 40Cr، تبلغ درجة حرارة التسخين الأولي للتبريد السريع 850 درجة مئوية، ويُستخدم الزيت كمبرد. أما درجة حرارة التسخين للتلطيف فتبلغ 520 درجة مئوية، ويُستخدم الماء أو الزيت كمبرد. تبلغ درجة حرارة النقطة الحرجة (قيمة تقريبية) 780 درجة مئوية. تتراوح درجة حرارة التطبيع القياسية بين 850 و870 درجة مئوية، وتتراوح الصلابة بين 179 و229 وحدة بريكس. أما درجة الحرارة القياسية لمعالجة التليين للقطع المضغوطة على البارد فتتراوح بين 740 و760 درجة مئوية، مع فترة تثبيت تتراوح بين 4 و6 ساعات، ثم يتم تبريدها إلى 600 درجة مئوية أو أقل بمعدل تبريد يتراوح بين 5 و10 درجات مئوية في الساعة، وتُترك لتبرد بالهواء بعد ذلك. تبلغ الصلابة قبل المعالجة 217 وحدة بريكس أو أقل، بينما تبلغ الصلابة بعد التليين 163 وحدة بريكس أو أقل.
[مواصفات معالجة التبريد والتلطيف] يعتمد هذا المنتج مواصفات عملية صارمة لدرجة حرارة التبريد 850 درجة مئوية ±10 درجة مئوية، والتبريد بالزيت؛ ودرجة حرارة التلطيف 520 درجة مئوية ±10 درجة مئوية، والتبريد بالماء والزيت والهواء، مما يضمن استقرار جودة المنتج وموثوقيته.
[الخصائص] ينتمي هذا المنتج إلى فئة الفولاذ المُعدَّل متوسط الكربون وفولاذ قوالب التشكيل على البارد. يتميز بسعره المتوسط وسهولة معالجته. يمكن اكتساب صلابة وليونة ومقاومة للتآكل بعد المعالجة الحرارية المناسبة. تُحسِّن عملية التطبيع من تكوير الأنسجة وتُحسِّن أداء القطع للقطع الخام ذات الصلابة الأقل من 160 وحدة برينل. عند تلطيفه عند درجة حرارة 550-570 درجة مئوية، يتمتع الفولاذ بأفضل الخصائص الميكانيكية الشاملة. قابلية هذا الفولاذ للتصليد أعلى من قابلية فولاذ 45، وهو مناسب لمعالجات التصليد السطحي مثل التبريد عالي التردد والتبريد باللهب.
[الاستخدام] هذا المنتج مناسب لتصنيع الأجزاء الميكانيكية التي تتحمل أحمالًا متوسطة وتعمل بسرعات متوسطة، مثل مفاصل التوجيه، والمحاور الخلفية للسيارات، والتروس، والأعمدة، والديدان، والأعمدة المسننة، والأكمام المركزية، وما إلى ذلك في أدوات الآلات؛ بعد التبريد والتطبيع عند درجة حرارة متوسطة، يكون مناسبًا لتصنيع الأجزاء التي تتحمل أحمالًا عالية، وصدمات، وتعمل بسرعات متوسطة، مثل التروس، والمغازل، ودوارات مضخات الزيت، والمنزلقات، والأطواق، وما إلى ذلك؛ بعد التبريد والتطبيع عند درجة حرارة منخفضة، يكون مناسبًا لتصنيع الأجزاء التي تتحمل أحمالًا ثقيلة، والأجزاء المقاومة للصدمات والتآكل بسماكة فعلية أقل من 25 مم في المقطع العرضي، مثل الديدان، والمغازل، والأعمدة، والأطواق، وما إلى ذلك. بعد التبريد والتلطيف والتبريد السطحي عالي التردد، تصبح هذه المواد مناسبة للتصنيع بأجزاء ذات صلابة سطحية عالية ومقاومة للتآكل، وهي أجزاء متينة ولا تتعرض لتأثيرات كبيرة، مثل التروس والأكمام والأعمدة والمغازل وأعمدة الكرنك والمغازل والدبابيس.
تاريخ النشر: 15 مايو 2024