يُعدّ التفسير الدقيق لدرجات الفولاذ أمرًا بالغ الأهمية لضمان مطابقة المواد وسلامة المشاريع في تصميم الفولاذ الإنشائي وشرائه وإنشائه. ورغم وجود روابط مشتركة بين أنظمة تصنيف الفولاذ في كلا البلدين، إلا أنها تُظهر اختلافات واضحة. لذا، يُعدّ الفهم الدقيق لهذه الفروقات أمرًا بالغ الأهمية لمحترفي هذا القطاع.
تسميات الفولاذ الصيني
تتبع تسميات الفولاذ الصينية صيغةً أساسيةً هي "حرف بينيين + رمز العنصر الكيميائي + رقم عربي"، حيث يُمثل كل حرف خصائص مادة محددة. فيما يلي تفصيلٌ حسب أنواع الفولاذ الشائعة:
1. الفولاذ الهيكلي الكربوني/الفولاذ الهيكلي منخفض السبائك عالي القوة (الأكثر شيوعًا)
التنسيق الأساسي: Q + قيمة نقطة العائد + رمز درجة الجودة + رمز طريقة إزالة الأكسدة
• س: مشتق من الحرف الأول من "نقطة الخضوع" في بينيين (Qu Fu Dian)، مما يدل على قوة الخضوع كمؤشر أساسي للأداء.
القيمة العددية: تُشير مباشرةً إلى نقطة الخضوع (الوحدة: ميجا باسكال). على سبيل المثال، يُشير Q235 إلى نقطة خضوع ≥235 ميجا باسكال، بينما يُشير Q345 إلى ≥345 ميجا باسكال.
رمز درجة الجودة: مُصنّف إلى خمس درجات (أ، ب، ج، د، هـ) تتوافق مع متطلبات مقاومة الصدمات من الأقل إلى الأعلى (الدرجة أ لا تتطلب اختبار صدمات؛ والدرجة هـ تتطلب اختبار صدمات في درجات حرارة منخفضة تصل إلى -40 درجة مئوية). على سبيل المثال، يُشير Q345D إلى فولاذ منخفض السبائك بقوة خضوع تبلغ 345 ميجا باسكال وجودة من الدرجة د.
رموز طريقة إزالة الأكسدة: F (فولاذ حر الحركة)، b (فولاذ شبه ميت)، Z (فولاذ ميت)، TZ (فولاذ ميت خاص). يُوفر الفولاذ الميت جودةً أعلى من الفولاذ الحر الحركة. عادةً ما تستخدم الممارسات الهندسية الرمز Z أو TZ (قد يُحذفان). على سبيل المثال، يُشير الرمز Q235AF إلى الفولاذ الحر الحركة، بينما يُشير الرمز Q235B إلى الفولاذ شبه الميت (افتراضي).
2. فولاذ هيكلي كربوني عالي الجودة
التنسيق الأساسي: عدد مكون من رقمين + (Mn)
• رقم مكون من رقمين: يمثل متوسط محتوى الكربون (معبرًا عنه بأجزاء لكل عشرة آلاف)، على سبيل المثال، يشير الفولاذ 45 إلى محتوى الكربون ≈ 0.45%، ويشير الفولاذ 20 إلى محتوى الكربون ≈ 0.20%.
• Mn: يشير إلى محتوى عالٍ من المنجنيز (>0.7%). على سبيل المثال، 50Mn يدل على فولاذ كربوني غني بالمنجنيز بنسبة 0.50% كربون.
3. الفولاذ الهيكلي السبائكي
الشكل الأساسي: رقم مكون من رقمين + رمز عنصر السبائك + رقم + (رموز عناصر السبائك الأخرى + أرقام)
• أول رقمين: متوسط محتوى الكربون (لكل عشرة آلاف)، على سبيل المثال، "40" في 40Cr يمثل محتوى الكربون ≈ 0.40%.
• رموز عناصر السبائك: عادةً Cr (الكروم)، Mn (المنجنيز)، Si (السيليكون)، Ni (النيكل)، Mo (الموليبدينوم)، إلخ، تمثل عناصر السبائك الأساسية.
• الرقم الذي يلي العنصر: يشير إلى متوسط محتوى عنصر السبيكة (كنسبة مئوية). المحتوى <1.5% يُحذف رقم؛ 1.5%-2.49% يُشير إلى "2"، وهكذا. على سبيل المثال، في 35CrMo، لا يوجد رقم بعد "Cr" (المحتوى ≈ 1%)، ولا يوجد رقم بعد "Mo" (المحتوى ≈ 0.2%). هذا يدل على فولاذ هيكلي من سبيكة تحتوي على 0.35% كربون، وتحتوي على الكروم والموليبدينوم.
4. الفولاذ المقاوم للصدأ/الفولاذ المقاوم للحرارة
الشكل الأساسي: رقم + رمز عنصر السبائك + رقم + (عناصر أخرى)
• الرقم الرئيسي: يمثل متوسط محتوى الكربون (بالأجزاء في الألف)، على سبيل المثال، يشير "2" في 2Cr13 إلى محتوى الكربون ≈0.2%، ويشير "0" في 0Cr18Ni9 إلى محتوى الكربون ≤0.08%.
رمز عنصر السبائك + رقم: تشير عناصر مثل الكروم (Cr) أو النيكل (Ni) متبوعة برقم إلى متوسط محتوى العناصر (بالنسبة المئوية). على سبيل المثال، يشير 1Cr18Ni9 إلى فولاذ مقاوم للصدأ أوستنيتي يحتوي على 0.1% كربون، و18% كروم، و9% نيكل.
5. فولاذ الأدوات الكربوني
الشكل الأساسي: T + رقم
• T: مشتق من الحرف الأول من كلمة "كربون" في بينيين (تان)، ويمثل الفولاذ الكربوني للأدوات.
• الرقم: متوسط محتوى الكربون (معبر عنه كنسبة مئوية)، على سبيل المثال، يشير T8 إلى محتوى الكربون ≈0.8%، ويشير T12 إلى محتوى الكربون ≈1.2%.
تصنيفات الصلب الأمريكية: نظام ASTM/SAE
تتبع تصنيفات الفولاذ الأمريكية بشكل أساسي معايير ASTM (الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد) وSAE (جمعية مهندسي السيارات). يتكون الشكل الأساسي من "مجموعة رقمية + لاحقة حرفية"، مما يُبرز تصنيف درجة الفولاذ وتحديد محتوى الكربون.
1. الفولاذ الكربوني والفولاذ الهيكلي السبائكي (SAE/ASTM Common)
التنسيق الأساسي: رقم مكون من أربعة أرقام + (لاحقة الحرف)
• أول رقمين: يُشيران إلى نوع الفولاذ وعناصر السبائك الأساسية، ويُمثلان "رمز التصنيف". تشمل التطابقات الشائعة ما يلي:
◦10XX: الفولاذ الكربوني (بدون عناصر سبائك)، على سبيل المثال، 1008، 1045.
◦15XX: فولاذ كربوني عالي المنغنيز (محتوى المنغنيز 1.00%-1.65%)، على سبيل المثال، 1524.
◦41XX: فولاذ الكروم والموليبدينوم (كروم 0.50%-0.90%، موليبدينوم 0.12%-0.20%)، على سبيل المثال، 4140.
◦43XX: فولاذ النيكل والكروم والموليبدينوم (نيكل 1.65%-2.00%، كروم 0.40%-0.60%)، على سبيل المثال، 4340.
◦30XX: فولاذ النيكل والكروم (يحتوي على 2.00%-2.50% نيكل، 0.70%-1.00% كروم)، على سبيل المثال، 3040.
• الرقمان الأخيران: يمثلان متوسط محتوى الكربون (بالأجزاء لكل عشرة آلاف)، على سبيل المثال، يشير 1045 إلى محتوى الكربون ≈ 0.45%، ويشير 4140 إلى محتوى الكربون ≈ 0.40%.
• لاحقات الحروف: توفر خصائص المواد التكميلية، والتي تشمل عادةً:
◦ ب: الفولاذ المحتوي على البورون (يعزز القدرة على التصلب)، على سبيل المثال، 10B38.
◦ L: الفولاذ المحتوي على الرصاص (يسهل التشغيل الآلي)، على سبيل المثال، 12L14.
◦ H: الفولاذ ذو القدرة المضمونة على التصلب، على سبيل المثال، 4140H.
2. الفولاذ المقاوم للصدأ (وفقًا لمعايير ASTM بشكل أساسي)
الشكل الأساسي: رقم مكون من ثلاثة أرقام (+ حرف)
الرقم: يُمثل "رقمًا تسلسليًا" يُطابق التركيب والخصائص الثابتة. يكفي الحفظ؛ ولا حاجة للحساب. تشمل الدرجات الصناعية الشائعة ما يلي:
◦304: 18%-20% كروم، 8%-10.5% نيكل، فولاذ مقاوم للصدأ الأوستنيتي (الأكثر شيوعًا ومقاوم للتآكل).
◦316: يضيف 2%-3% من الموليبدينوم إلى 304، مما يوفر مقاومة فائقة للأحماض/القلويات وأداءً عاليًا في درجات الحرارة العالية.
◦430: 16%-18% كروم، فولاذ مقاوم للصدأ الفريتي (خالي من النيكل، منخفض التكلفة، عرضة للصدأ).
◦410: 11.5%-13.5% كروم، فولاذ مقاوم للصدأ مارتنسيتي (قابل للتصلب، صلابة عالية).
• لاحقات الحروف: على سبيل المثال، يشير الحرف "L" في 304L إلى نسبة منخفضة من الكربون (كربون ≤0.03%)، مما يقلل من التآكل بين الحبيبات أثناء اللحام؛ ويشير الحرف "H" في 304H إلى نسبة عالية من الكربون (كربون 0.04% - 0.10%)، مما يعزز القوة في درجات الحرارة العالية.
الاختلافات الأساسية بين تسميات الدرجات الصينية والأمريكية
1. منطق التسمية المختلفة
تُراعي قواعد التسمية الصينية بشكل شامل قوة الخضوع، ومحتوى الكربون، وعناصر السبائك، وغيرها، باستخدام مجموعات من الأحرف والأرقام ورموز العناصر لوصف خصائص الفولاذ بدقة، مما يُسهّل الحفظ والفهم. تعتمد الولايات المتحدة بشكل أساسي على التسلسلات الرقمية للدلالة على درجات الفولاذ وتركيباته، وهي قواعد موجزة، لكنها تُصعّب على غير المتخصصين فهمها.
2. التفاصيل في تمثيل عنصر السبائك
تقدم الصين تمثيلًا تفصيليًا لعناصر السبائك، وتحدد طرق وضع العلامات على أساس نطاقات المحتوى المختلفة؛ وفي حين تشير الولايات المتحدة أيضًا إلى محتوى السبائك، فإن تدوينها للعناصر النزرة يختلف عن ممارسات الصين.
3. اختلافات تفضيلات التطبيق
نظراً لاختلاف معايير الصناعة وممارسات البناء، تُبدي الصين والولايات المتحدة تفضيلاتٍ متباينة لأنواعٍ مُحددة من الفولاذ في تطبيقاتٍ مُحددة. على سبيل المثال، في مجال بناء الفولاذ الهيكلي، تستخدم الصين عادةً أنواعاً من الفولاذ الهيكلي منخفض السبائك وعالي القوة مثل Q345؛ بينما قد تختار الولايات المتحدة أنواعاً مُماثلة من الفولاذ بناءً على معايير ASTM.
وقت النشر: ٢٧ أكتوبر ٢٠٢٥
