ما هو حديد الدكتايل ASTM A536 درجة 70-50-05 من درجة ASTM A536؟

ASTM A536 الصف 70-50-05 هو حديد مطيل عالي القوة (يُعرف أيضاً باسم حديد الجرافيت العقدي أو الكروي) ذو خواص ميكانيكية ممتازة، بما في ذلك قوة شد تبلغ 70 كيلو باسكال (485 ميجا باسكال)، وقوة خضوع تبلغ 50 كيلو باسكال (345 ميجا باسكال)، واستطالة 5%. يُستخدم هذا الصنف على نطاق واسع في تطبيقات السيارات والزراعة والتطبيقات الصناعية نظرًا لليونته الفائقة ومقاومته للصدمات وقابليته للتشغيل الآلي. وتعزز بنيته المجهرية الفريدة، التي تتميز بعقيدات الجرافيت الكروية، المتانة ومقاومة الإجهاد.

1. مقدمة إلى ASTM A536 الصف 70-50-05 ASTM A536

ASTM A536 A536 درجة 70-50-05 هي مواصفات لمسبوكات حديد الدكتايل والمعروف أيضًا باسم حديد الجرافيت الكروي (SG). تتميز هذه الرتبة بمزيجها من قوة الشد العالية والاستطالة المعتدلة، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تكون فيها القوة أمرًا بالغ الأهمية، ولكن لا تزال هناك حاجة إلى درجة ما من الليونة.

تشير التسمية "70-50-05" إلى الحد الأدنى من الخواص الميكانيكية للمادة:

• 70: الحد الأدنى لقوة الشد 70,000 رطل لكل بوصة مربعة (485 ميجا باسكال تقريباً)

• 50: الحد الأدنى لمقاومة الخضوع 50,000 رطل لكل بوصة مربعة (345 ميجا باسكال تقريباً)

• 05: الحد الأدنى من الاستطالة 5% في 2 بوصة (50 مم)

يتم تحقيق هذه الخصائص من خلال التحكم الدقيق في عملية الصب والتركيب الكيميائي للسبيكة.

2. التركيب الكيميائي

على الرغم من أن ASTM A536 لا تحدد التركيبات الكيميائية الدقيقة، إلا أنها توفر إرشادات للنطاق النموذجي للعناصر الموجودة في حديد الدكتايل من الدرجة 70-50-05:

• الكربون (C): 3.40% إلى 3.80%

• السيليكون (Si): من 2.20% إلى 2.80%

• المنجنيز (Mn): 0.20% إلى 0.80%

• الفوسفور (P): ≤ 0.08%

• الكبريت (S): ≤ 0.02%

• المغنيسيوم (Mg): من 0.03% إلى 0.05% (يضاف لتعزيز تكوين الغرافيت الكروي)

يعد التوازن الدقيق بين هذه العناصر أمرًا حاسمًا في تحقيق الخواص الميكانيكية والبنية المجهرية المطلوبة.

3. الخواص الميكانيكية

يُظهر حديد الدكتايل من الدرجة 70-50-05 الخواص الميكانيكية التالية:

• قوة الشد: الحد الأدنى 70,000 رطل لكل بوصة مربعة (485 ميجا باسكال)

• قوة المردود: الحد الأدنى 50,000 رطل لكل بوصة مربعة (345 ميجا باسكال)

• الاستطالة: الحد الأدنى 5% في 2 بوصة (50 مم)

• صلابة برينل: 160 إلى 210 HB 160 إلى 210 HB

• معامل المرونة: حوالي 180 جيجا باسكال

• قوة القص: حوالي 450 ميجا باسكال

هذه الخصائص تجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب توازنًا بين القوة والليونة.

4. البنية المجهرية وهيكل المصفوفة

تتألف البنية المجهرية لحديد الدكتايل ASTM A536 درجة 70-50-05 من حديد الدكتايل ASTM A536 في المقام الأول من عقيدات الجرافيت الكروية المدمجة في مصفوفة من الفريت والبيرلايت. يمكن التحكم في نسبة الفريت إلى البرليت أثناء عملية الصب لتحقيق التوازن المطلوب بين القوة والليونة.

يضفي هيكل الجرافيت الكروي خصائص ميكانيكية محسّنة مقارنةً بحديد الزهر الرمادي التقليدي، بما في ذلك تحسين مقاومة الصدمات وقوة التعب.

5. المعالجة الحرارية والمعالجة

يمكن معالجة حديد الدكتايل من الدرجة 70-50-05 بدرجة 70-50-05 بالحرارة لتعزيز خصائصه:

• تخفيف التوتر: يتم إجراؤها لتقليل الضغوط الداخلية بعد الصب.

• التلدين: يُستخدم لتنعيم المادة وتحسين قابلية التشغيل الآلي.

• التطبيع: يساعد على صقل بنية الحبيبات وتحسين تجانسها.

• أوستيمبيرينج: عملية معالجة حرارية يمكن أن تزيد من القوة ومقاومة التآكل.

يعتمد اختيار المعالجة الحرارية على المتطلبات المحددة للاستخدام.

6. التطبيقات

يُستخدم حديد الدكتايل ASTM A536 درجة 70-50-05 في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك:

• مكونات السيارات: كتل المحركات، وأعمدة الكرنك، ومكونات نظام التعليق.

• الآلات الصناعية: علب التروس، والحذافات وأغطية المضخات.

• أنظمة الأنابيب: تركيبات وصمامات لتوزيع المياه والغاز.

• معدات البناء: الأجزاء المعرضة للإجهاد والتآكل الشديدين.

إن الجمع بين القوة والليونة المعتدلة يجعلها مناسبة للمكونات التي تتعرض لأحمال ديناميكية وظروف إجهاد متفاوتة.

7. تحليل مقارن مع رتب حديد الدكتايل الأخرى

توفر الدرجة 70-50-05 توازناً بين القوة والليونة، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي يكون فيها الاستطالة المعتدلة مقبولة. توفر الدرجات الأعلى مثل 80-60-03 و100-70-03 قوة متزايدة ولكن على حساب انخفاض الاستطالة.

8. المعادلات العالمية

يتوافق ASTM A536 درجة 70-50-05 من حديد الدكتايل ASTM A536 مع المعايير الدولية التالية:

• ISO 500-7

• EN-JS 1050

• DIN GGG50

• BS 500/7

• GB QT500-7

• JIS FCD500

تضمن هذه المعادلات أن تفي هذه المواد بالخصائص الميكانيكية ومعايير الأداء المماثلة في مختلف المناطق.

9. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س1: ما هي أهمية التسمية "70-50-05"؟

تشير التسمية "70-50-05" إلى الحد الأدنى من الخواص الميكانيكية للمادة: قوة الشد 70,000 رطل لكل بوصة مربعة وقوة الخضوع 50,000 رطل لكل بوصة مربعة واستطالة 5% في 2 بوصة. يوفر هذا النظام طريقة موحدة لتحديد خصائص أداء المادة.

س2: كيف يمكن مقارنة درجة ASTM A536 A536 70-50-05 بدرجات حديد الدكتايل الأخرى؟

وبالمقارنة مع الدرجات الأخرى، يوفر 70-50-05 توازنًا بين القوة والليونة. وتوفر الدرجات الأعلى مثل 80-60-03 و100-70-03 قوة متزايدة ولكن مع استطالة أقل، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب قوة أعلى ولكن بمرونة أقل.

س3: هل يمكن معالجة ASTM A536 درجة 70-50-05 بالحرارة؟

نعم، يمكن أن يخضع الصنف 70-50-05 لمختلف المعالجات الحرارية مثل تخفيف الإجهاد، والتلدين، والتطبيع، والتخفيف من الصلابة لتعزيز خصائصه. يعتمد اختيار المعالجة الحرارية على المتطلبات المحددة للاستخدام.

س4: ما هي التطبيقات النموذجية للدرجة ASTM A536 A536 70-50-05؟

تُستخدم هذه الدرجة في مكونات السيارات، والآلات الصناعية، وأنظمة الأنابيب، ومعدات البناء، خاصةً للأجزاء المعرضة لأحمال ديناميكية وظروف إجهاد متفاوتة.

س5: هل هناك أي معادلات دولية للصف ASTM A536 درجة 70-50-05؟

نعم، تتضمن المعادلات الدولية ISO 500-7 وEN-JS 1050 وDIN GGG50 وBS 500/7 وGB QT500-7 وJIS FCD500، مما يضمن خصائص أداء متسقة في مختلف المناطق.

س6: كيف يؤثر التركيب الكيميائي على خواص ASTM A536 درجة 70-50-05؟

ويؤثر التركيب الكيميائي، بما في ذلك عناصر مثل الكربون والسيليكون والمنجنيز والفوسفور والكبريت والمغنيسيوم، على البنية المجهرية للمادة، وبالتالي على خواصها الميكانيكية. ومن الضروري التحكم الدقيق في هذه العناصر لتحقيق التوازن المطلوب بين القوة والليونة.

المراجع:

• ASTM A536 - المواصفات القياسية لمسبوكات حديد الدكتايل
• أيزو 500-7 - حديد الزهر الجرافيت الكروي 500-7 - حديد الزهر الجرافيت الكروي
• BS 500/7 - المواصفة القياسية البريطانية لدرجات حديد الدكتايل
• DIN - المعهد الألماني للتوحيد القياسي (المعهد الألماني للتوحيد القياسي)
• صندوق الأدوات الهندسية - خواص مواد حديد الدكتايل - خواص مواد حديد الدكتايل