الإجابة السريعة
Quick Answer
تشمل درجات الفولاذ الكربوني الإنشائي الشائعة ASTM A36 (YS ≥ 250 MPa) و EN S275/S355 (YS ≥ 275/355 MPa). يتم تحديد هذه الدرجات بشكل أساسي من خلال قوة الخضوع والمكافئ الكربوني (للحام)، مع حدود التركيب مصممة لضمان المتانة والليونة والقابلية للتشغيل المناسبة بتكلفة منخفضة.
نظرة عامة
الفولاذ الكربوني عبارة عن سبائك حديد-كربون بمحتوى كربون عام أقل من 2.0٪، على الرغم من أن الدرجات الإنشائية عادة ما تحتوي على 0.15–0.30٪ C. وهي الفولاذ الأكثر إنتاجاً عالمياً وتشكل العمود الفقري للهياكل المدنية وأوعية الضغط وخزانات التخزين والتصنيع العام.
على عكس الفولاذ المقاوم للصدأ — التي يتم تحديدها بشكل أساسي من خلال تركيب السبيكة — غالباً ما يتم تعريف درجات الفولاذ الكربوني من خلال الحد الأدنى من الخصائص الميكانيكية، وخاصة قوة الخضوع، مع حدود التركيب التي تعمل كقيود ثانوية لضمان الحام والمتانة.
المعاملان الأكثر أهمية على شهادة مادة الفولاذ الكربوني هما:
- قوة الخضوع — يجب أن تلبي الحد الأدنى المحدد (على سبيل المثال، ≥ 250 MPa لـ A36)
- المكافئ الكربوني (CE) — يحكم متطلبات التسخين المسبق للحام
ASTM A36 — التركيب والخصائص
ASTM A36 هو أكثر مواصفات الفولاذ الإنشائي استخداماً في أمريكا الشمالية، وتغطي الصفائح والأشكال والقضبان.
التركيب الكيميائي (لوحة A36، السمك ≤ 20 مم)
| العنصر | الحد الأقصى (% بالوزن) |
|---|---|
| الكربون (C) | 0.25 |
| المنغنيز (Mn) | — (بدون حد للصفائح) |
| الفسفور (P) | 0.04 |
| الكبريت (S) | 0.05 |
| السيليكون (Si) | 0.40 |
بالنسبة للأشكال الإنشائية، الحد الأقصى للكربون هو 0.26٪؛ للقضبان، 0.27–0.29٪ اعتماداً على القطر. تختلف حدود الكربون باختلاف شكل المنتج والسمك — تحقق دائماً من البند الفرعي المعني.
الخصائص الميكانيكية (A36)
| الخاصية | المتطلب |
|---|---|
| قوة الخضوع (YS) | 250 MPa (36 ksi) بحد أدنى |
| قوة الشد (UTS) | 400 – 550 MPa (58–80 ksi) |
| الاستطالة (200 مم مقياس) | 20٪ بحد أدنى |
| الاستطالة (50 مم مقياس) | 23٪ بحد أدنى |
EN S275 — التركيب والخصائص
درجة EN 10025-2 S275 هي فولاذ إنشائي أوروبي قابل للمقارنة بشكل عام مع ASTM A36 في الاستخدام، على الرغم من أن متطلباتها تُعبر بشكل مختلف.
التركيب الكيميائي — S275JR (تحليل الحرارة)
| العنصر | الحد الأقصى (% بالوزن) |
|---|---|
| الكربون (C) | 0.21 |
| المنغنيز (Mn) | 1.50 |
| الفسفور (P) | 0.040 |
| الكبريت (S) | 0.040 |
| السيليكون (Si) | — |
| النيتروجين (N) | 0.012 |
| المكافئ الكربوني (CE) | 0.40 |
الخصائص الميكانيكية (S275JR، t ≤ 16 مم)
| الخاصية | المتطلب |
|---|---|
| قوة الخضوع (ReH) | 275 MPa بحد أدنى |
| قوة الشد (Rm) | 410 – 560 MPa |
| الاستطالة (A80) | 23٪ بحد أدنى |
| تأثر شاربي (20 °C) | 27 J بحد أدنى (فئة JR الفرعية) |
EN S355 — التركيب والخصائص
S355 هي درجة إنشائية ذات قوة أعلى يتم استخدامها على نطاق واسع حيث يكون توفير الوزن أو الأقسام الأرق مطلوباً.
التركيب الكيميائي — S355JR (تحليل الحرارة)
| العنصر | الحد الأقصى (% بالوزن) |
|---|---|
| الكربون (C) | 0.24 |
| المنغنيز (Mn) | 1.60 |
| الفسفور (P) | 0.040 |
| الكبريت (S) | 0.040 |
| السيليكون (Si) | 0.55 |
| النيتروجين (N) | 0.012 |
| المكافئ الكربوني (CE) | 0.45 |
الخصائص الميكانيكية (S355JR، t ≤ 16 مم)
| الخاصية | المتطلب |
|---|---|
| قوة الخضوع (ReH) | 355 MPa بحد أدنى |
| قوة الشد (Rm) | 470 – 630 MPa |
| الاستطالة (A80) | 22٪ بحد أدنى |
| تأثر شاربي (20 °C) | 27 J بحد أدنى (فئة JR الفرعية) |
جدول مقارنة الدرجات
| الخاصية | A36 | S275JR | S355JR |
|---|---|---|---|
| الحد الأدنى للـ YS | 250 MPa | 275 MPa | 355 MPa |
| نطاق UTS | 400–550 MPa | 410–560 MPa | 470–630 MPa |
| الحد الأقصى C (حرارة) | 0.25٪ | 0.21٪ | 0.24٪ |
| الحد الأقصى CE | ~0.40 | 0.40٪ | 0.45٪ |
| شاربي مطلوب | لا (معياري) | نعم (JR: 27 J @ 20 °C) | نعم (JR: 27 J @ 20 °C) |
| المعيار | ASTM A36 | EN 10025-2 | EN 10025-2 |
المكافئ الكربوني وقابلية اللحام
يُستخدم المكافئ الكربوني (CE) لتقدير متطلبات التسخين المسبق للحام. صيغة IIW هي الأكثر استخداماً على نطاق واسع:
CE = %C + %Mn/6 + (%Cr + %Mo + %V)/5 + (%Ni + %Cu)/15
| قيمة CE | قابلية اللحام | إرشادات التسخين المسبق |
|---|---|---|
| ≤ 0.35 | ممتازة | لا توجد متطلبات (t ≤ 25 مم) |
| 0.35 – 0.40 | جيدة | 75–100 °C للأقسام الأسمك |
| 0.40 – 0.45 | عادلة | 100–150 °C |
| > 0.45 | ضعيفة | 150–200 °C أو أعلى |
تغطية المعايير
| الدرجة | المعايير المعمول بها |
|---|---|
| A36 | ASTM A36, ASME SA-36 |
| S275 | EN 10025-2, EN 10025-3, EN 10025-4 |
| S355 | EN 10025-2, EN 10025-3, EN 10025-4 |
| A516 Gr 70 | ASTM A516 (لوحة وعاء الضغط) |
| A106 Gr B | ASTM A106 (الأنابيب الملساء) |
Ready to automate your certificate workflow?
Try TestCert freeالأسئلة الشائعة
هل ASTM A36 و EN S275 قابلة للتبديل؟
وهي قابلة للمقارنة على نطاق واسع من حيث قوة الخضوع ونطاق الشد، لكنها ليست قابلة للتبديل دون المراجعة الهندسية. لا يفرض A36 الاختبار التأثري كمتطلب معياري؛ يتطلب EN S275JR 27 J عند 20 °C. تختلف حدود التركيب أيضاً — يحتوي EN S275 على حدود أكثر صرامة للكربون والمنغنيز في بعض الفئات الفرعية. المؤهلات المتقاطعة تتطلب التحقق من كل متطلب مقابل رمز التصميم المحدد.
ما أهمية لواحق J0 و J2 و JR على درجات الفولاذ EN؟
تشير هذه اللواحق إلى درجة درجة الحرارة الفرعية لاختبار الصدمة شاربي: JR = 27 J عند +20 °C، J0 = 27 J عند 0 °C، J2 = 27 J عند −20 °C. يعتبر اختيار الفئة الفرعية الصحيحة لدرجة الحرارة الدنيا للتصميم أمراً حاسماً لسلامة الهيكل — يجب أن يحدد الهيكل المصمم لخدمة −20 °C على الأقل الفئة الفرعية J2.
ما هو الحد الأقصى للسمك بالنسبة لـ A36 بحد أدنى 250 MPa للخضوع؟
متطلبات قوة الخضوع ASTM A36 تعتمد على السمك. بالنسبة للصفائح التي يزيد سمكها عن 200 مم (8 بوصات)، ينخفض الحد الأدنى للخضوع إلى 220 MPa (32 ksi). يجب التحقق من النطاق السميك المعني مقابل الجدول ذي الصلة في الإصدار الحالي من ASTM A36 عند الطلب أو التحقق من الشهادة للصفائح الثقيلة.
كيف يقوم TestCert بالتحقق من شهادات مادة الفولاذ الكربوني؟
يتحقق TestCert من شهادات مادة الفولاذ الكربوني من خلال تحديد الدرجة المحددة ونطاق السمك وشكل المنتج، ثم تطبيق حدود التركيب والخاصية الصحيحة من جدول المعيار المعني. بالنسبة لدرجات EN، تتحقق المنصة أيضاً من أن قيمة CE المبلغ عنها لا تتجاوز الحد الأقصى للدرجة وتتحقق من أن درجة حرارة الفئة الفرعية Charpy تتطابق مع متطلب أمر الشراء.