يُعدّ التفسير الدقيق لتصنيفات الفولاذ أمرًا بالغ الأهمية لضمان مطابقة المواد للمواصفات وسلامة المشاريع في تصميم وتوريد وبناء الهياكل الفولاذية. ورغم وجود أوجه تشابه بين أنظمة تصنيف الفولاذ في كلا البلدين، إلا أنها تختلف اختلافًا واضحًا. ويُعدّ الفهم الشامل لهذه الاختلافات ضروريًا للمهنيين في هذا المجال.
تصنيفات الصلب الصيني
تتبع تسميات الفولاذ الصيني نمطًا أساسيًا يتألف من "حرف بينيين + رمز العنصر الكيميائي + رقم عربي"، حيث يمثل كل حرف خصائص محددة للمادة. فيما يلي تفصيل لأنواع الفولاذ الشائعة:
1. الفولاذ الإنشائي الكربوني / الفولاذ الإنشائي عالي القوة منخفض السبائك (الأكثر شيوعًا)
تنسيق اللب: Q + قيمة نقطة الخضوع + رمز درجة الجودة + رمز طريقة إزالة الأكسدة
• Q: مشتق من الحرف الأول من "نقطة الخضوع" في نظام بينيين (Qu Fu Dian)، مما يدل على قوة الخضوع كمؤشر الأداء الأساسي.
• القيمة العددية: تشير مباشرةً إلى نقطة الخضوع (الوحدة: ميجا باسكال). على سبيل المثال، Q235 تشير إلى نقطة خضوع ≥ 235 ميجا باسكال، بينما Q345 تشير إلى ≥ 345 ميجا باسكال.
• رمز درجة الجودة: يُصنف إلى خمس درجات (أ، ب، ج، د، هـ) تتوافق مع متطلبات مقاومة الصدمات من منخفضة إلى عالية (الدرجة أ لا تتطلب اختبار صدمات؛ الدرجة هـ تتطلب اختبار صدمات عند درجة حرارة منخفضة -40 درجة مئوية). على سبيل المثال، يشير الرمز Q345D إلى فولاذ منخفض السبائك بقوة خضوع تبلغ 345 ميجا باسكال وجودة من الدرجة د.
• رموز طرق إزالة الأكسدة: F (فولاذ حر الحركة)، b (فولاذ شبه مُعالَج)، Z (فولاذ مُعالَج)، TZ (فولاذ مُعالَج خاص). يتميز الفولاذ المُعالَج بجودة أعلى من الفولاذ حر الحركة. في الممارسة الهندسية، يُستخدم الرمز Z أو TZ عادةً (يمكن حذفهما). على سبيل المثال، يشير الرمز Q235AF إلى الفولاذ حر الحركة، بينما يشير الرمز Q235B إلى الفولاذ شبه المُعالَج (افتراضيًا).
2. فولاذ كربوني إنشائي عالي الجودة
التنسيق الأساسي: رقم مكون من خانتين + (Mn)
• رقم مكون من خانتين: يمثل متوسط محتوى الكربون (معبر 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 المنغنيز (>0.7%). على سبيل المثال، يشير 50Mn إلى فولاذ كربوني عالي المنغنيز يحتوي على 0.50% كربون.
3. الفولاذ الإنشائي السبائكي
الصيغة الأساسية: رقم مكون من خانتين + رمز عنصر السبيكة + رقم + (رموز عناصر السبيكة 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 ما تكون Cr (الكروم)، Mn (المنغنيز)، Si (السيليكون)، Ni (النيكل)، Mo (الموليبدينوم)، إلخ، والتي تمثل عناصر السبائك الأساسية.
• الرقم الذي يلي العنصر: يشير إلى متوسط محتوى العنصر في السبيكة (كنسبة مئوية). إذا كان المحتوى أقل من 1.5%، يُحذف رقم؛ وإذا كان بين 1.5% و2.49%، يُكتب الرقم "2"، وهكذا. على سبيل المثال، في سبيكة 35CrMo، لا يوجد رقم بعد "Cr" (محتوى ≈ 1%)، ولا يوجد رقم بعد "Mo" (محتوى ≈ 0.2%). هذا يدل على سبيكة فولاذية إنشائية تحتوي على 0.35% كربون، بالإضافة إلى الكروم والموليبدينوم.
4. الفولاذ المقاوم للصدأ/الفولاذ المقاوم للحرارة
التنسيق الأساسي: رقم + رمز عنصر السبيكة + رقم + (عناصر أخرى)
• الرقم الرئيسي: يمثل متوسط محتوى الكربون (بالأجزاء في الألف)، على سبيل المثال، يشير الرقم "2" في 2Cr13 إلى محتوى الكربون ≈0.2٪، ويشير الرقم "0" في 0Cr18Ni9 إلى محتوى الكربون ≤0.08٪.
• رمز عنصر السبيكة + رقم: تشير العناصر مثل الكروم (Cr) أو النيكل (Ni) متبوعة برقم إلى متوسط محتوى العنصر (بالنسبة المئوية). على سبيل المثال، يشير 1Cr18Ni9 إلى فولاذ مقاوم للصدأ أوستنيتي يحتوي على 0.1% كربون، و18% كروم، و9% نيكل.
5. فولاذ أدوات الكربون
التنسيق الأساسي: T + رقم
• T: مشتقة من الحرف الأول من كلمة "الكربون" في نظام بينيين (تان)، وتمثل فولاذ الأدوات الكربوني.
• 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 شركة يو إس ستيل: نظام ASTM/SAE
تتبع تصنيفات الصلب الأمريكية بشكل أساسي معايير الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM) وجمعية مهندسي السيارات (SAE). ويتكون التنسيق الأساسي من "مجموعة من الأرقام متبوعة بحرف لاحق"، مع التركيز على تصنيف درجة الصلب وتحديد نسبة الكربون.
1. الفولاذ الكربوني والفولاذ الإنشائي السبائكي (SAE/ASTM Common)
التنسيق الأساسي: رقم مكون من أربعة أرقام + (لاحقة حرفية)
• أول رقمين: يشيران إلى نوع الفولاذ وعناصر السبائك الأساسية، ويعملان كرمز تصنيف. تشمل التطابقات الشائعة ما يلي:
◦10XX: فولاذ كربوني (بدون عناصر سبائكية)، على سبيل المثال، 1008، 1045.
◦15XX: فولاذ كربوني عالي المنغنيز (محتوى المنغنيز 1.00٪ - 1.65٪)، على سبيل المثال، 1524.
◦41XX: فولاذ الكروم والموليبدينوم (الكروم 0.50%-0.90%، الموليبدينوم 0.12%-0.20%)، على سبيل المثال، 4140.
◦43XX: فولاذ النيكل والكروم والموليبدينوم (النيكل 1.65٪ - 2.00٪، الكروم 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.
• آخر رقمين: 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٪.
• اللواحق الحرفية: توفر خصائص إضافية للمواد، وتشمل عادةً ما يلي:
◦ ب: الفولاذ المحتوي على البورون (يعزز قابلية التصلب)، على سبيل المثال، 10B38.
◦ L: الفولاذ المحتوي على الرصاص (يسهل عملية التشغيل الآلي)، على سبيل المثال، 12L14.
◦ H: فولاذ قابل للتصلب مضمون، على سبيل المثال، 4140H.
2. الفولاذ المقاوم للصدأ (بشكل أساسي وفقًا لمعايير ASTM)
التنسيق الأساسي: رقم مكون من ثلاثة أرقام (+ حرف)
• الرقم: يُمثل "رقم تسلسلي" يُشير إلى تركيبة وخصائص ثابتة. يكفي الحفظ، ولا حاجة للحساب. تشمل الدرجات الصناعية الشائعة ما يلي:
◦304: 18%-20% كروم، 8%-10.5% نيكل، فولاذ مقاوم للصدأ أوستنيتي (الأكثر شيوعًا، مقاوم للتآكل).
◦316: يضيف 2%-3% من الموليبدينوم إلى 304، مما يوفر مقاومة فائقة للأحماض/القلويات وأداءً عاليًا في درجات الحرارة المرتفعة.
◦430: 16%-18% كروم، فولاذ مقاوم للصدأ حديدي (خالي من النيكل، منخفض التكلفة، عرضة للصدأ).
◦410: 11.5%-13.5% كروم، فولاذ مقاوم للصدأ مارتنسيتي (قابل للتصليد، صلابة عالية).
• اللواحق الحرفية: على سبيل المثال، يشير الحرف "L" في 304L إلى انخفاض نسبة الكربون (الكربون ≤0.03٪)، مما يقلل من التآكل بين الحبيبات أثناء اللحام؛ ويشير الحرف "H" في 304H إلى ارتفاع نسبة الكربون (الكربون 0.04٪-0.10٪)، مما يعزز قوة درجات الحرارة العالية.
الاختلافات الأساسية بين تصنيفات الدرجات الصينية والأمريكية
1. منطق التسمية المختلف
تُراعي قواعد التسمية الصينية بشكل شامل قوة الخضوع، ومحتوى الكربون، وعناصر السبائك، وغيرها، باستخدام توليفات من الحروف والأرقام ورموز العناصر لنقل خصائص الفولاذ بدقة، مما يُسهّل الحفظ والفهم. أما الولايات المتحدة، فتعتمد بشكل أساسي على التسلسلات العددية للدلالة على درجات الفولاذ وتراكيبه، وهو نظام موجز ولكنه أكثر صعوبة بعض الشيء على غير المتخصصين في فهمه.
2. تفاصيل تمثيل عناصر السبيكة
تقدم الصين تمثيلاً مفصلاً لعناصر السبائك، وتحدد طرق وضع العلامات بناءً على نطاقات المحتوى المختلفة؛ في حين أن الولايات المتحدة تشير أيضًا إلى محتوى السبائك، إلا أن تدوينها للعناصر النزرة يختلف عن ممارسات الصين.
3. اختلافات تفضيلات التطبيق
نظراً لاختلاف معايير الصناعة وممارسات البناء، تُظهر الصين والولايات المتحدة تفضيلات متباينة لأنواع محددة من الفولاذ في تطبيقات معينة. فعلى سبيل المثال، في مجال الإنشاءات الفولاذية الهيكلية، تستخدم الصين عادةً أنواعاً من الفولاذ الهيكلي منخفض السبائك وعالي المقاومة مثل Q345؛ بينما قد تختار الولايات المتحدة أنواعاً مماثلة من الفولاذ بناءً على معايير الجمعية الأمريكية لاختبار المواد (ASTM).
تاريخ النشر: 27 أكتوبر 2025
