738H Structural Steel عبارة عن فولاذ هيكلي ذو ألعاب مميزة مصممة لسيناريوهات الحمل الشاقة, حيث تعزيز القوة, صلابة, وقابلية العمل غير قابلة للتفاوض. على عكس المعيار 738 فُولاَذ, صقل التكوين الكيميائي- مع الإضافات المتعمدة للفاناديوم ومستويات أعلى من الكروم, النيكل, و molybdenum - الأداء الميكانيكي المتفوق, مما يجعلها خيارًا أفضل للصناعات الصعبة مثل تصنيع المعدات الثقيلة والبناء المقاوم للزلازل. في هذا الدليل, سنقوم بتفكيك سماتها الرئيسية, استخدامات العالم الحقيقي, عمليات التصنيع, وكيف تقارن بالمواد الأخرى-مما يؤدي إلى اختيارها للمشاريع التي تتطلب موثوقية طويلة الأجل تحت الضغط الشديد.
1. خصائص المواد الرئيسية من الفولاذ الهيكلي 738H
يبدأ الأداء البارز لـ 738H الفولاذ الهيكلي بتوازنه بدقة التكوين الكيميائي, الذي يشكل قويًا الخصائص الميكانيكية, ثابت الخصائص الفيزيائية, وقابلية التشغيل العملية.
التكوين الكيميائي
738تم تحسين صيغة H من أجل القوة, صلابة, ومقاومة الحرارة, مع العناصر الرئيسية بما في ذلك:
- محتوى الكربون: 0.22-0.28% (أرصدة عالية القوة وقابلية اللحام-عالية من الفولاذ المنخفض الكربون ولكن يتم التحكم فيها لتجنب هشاشة)
- محتوى المنغنيز: 1.30-1.60% (يعزز قوة الشد وقابلية الصلابة مع الاحتفاظ بمحونة)
- محتوى السيليكون: 0.25-0.45% (المساعدات في إزالة الأكسدة أثناء التصنيع وتعزز الاستقرار في درجة الحرارة العالية)
- محتوى الفوسفور: ≤0.030 ٪ (تسيطر عليها بدقة لمنع هشاشة البرد, حاسمة لتطبيقات المناخ البارد)
- محتوى الكبريت: ≤0.030 ٪ (تم تقليلها للحفاظ على ليونة وتجنب التكسير أثناء التشكيل أو اللحام)
- محتوى الكروم: 0.50-0.70% (يتحسن مقاومة التآكل وقوة درجات الحرارة العالية مقارنة مع المعيار 738)
- محتوى النيكل: 0.50-0.70% (يعزز تأثير المتانة, خاصة في درجات الحرارة دون الصفر)
- محتوى الموليبدينوم: 0.20-0.30% (يعزز مقاومة الزحف - مثالية للأجزاء المعرضة لدرجات حرارة عالية طويلة, مثل مكونات المحرك)
- محتوى الفاناديوم: 0.05-0.10% (تمييز رئيسي عن 738 - حجم الحبوب الرفيات, تحسين كل من القوة والتعب)
الخصائص الفيزيائية
| ملكية | القيمة النموذجية ل 738 ساعة من الصلب الهيكلي |
| كثافة | 7.85 ز/سم |
| الموصلية الحرارية | 44 ث/(م · ك) (في 20 درجة مئوية) |
| سعة حرارة محددة | 0.48 j/(ز · ك) (في 20 درجة مئوية) |
| معامل التمدد الحراري | 12.8 × 10⁻⁶/درجة مئوية (20-500درجة مئوية) (أقل قليلا من 738, تقليل الإجهاد الحراري) |
| الخصائص المغناطيسية | مغناطيسي بقوة (المغنطيسية المغناطيسية - متسقة مع سبائك الفولاذ الهيكلي) |
الخصائص الميكانيكية
بعد المعالجة الحرارية القياسية (إخماد وتهدئة أو تطبيع), 738H يوفر أداءً رائدًا في الصناعة:
- قوة الشد: 700-800 MPA (10-15% أعلى من المعيار 738 فُولاَذ)
- قوة العائد: 500-600 MPA (10% أعلى من 738, السماح بمواد أرق لنفس الحمل)
- استطالة: 16-20% (في 50 MM - ليونة محاكمة لامتصاص التأثير, حاسمة للهياكل المعرضة للزلزال)
- صلابة: 200-240 برينيل, 85-95 روكويل ب, 210-250 فيكرز (أصعب من 738 ولكن لا تزال قابلة للآلة مع الأدوات القياسية)
- قوة التعب: 330-380 MPA (في 10 ⁷ دورات - خالفة إلى 738, مثالي للأجزاء تحت الضغط المتكرر مثل طفرات الرافعة)
- تأثير المتانة: 70-90 ي (في -20 درجة مئوية -15-20 ٪ أعلى من 738, مقاومة التكسير في الطقس البارد)
خصائص حرجة أخرى
- قابلية اللحام: جيد جدًا - يسمح محتوى الكربون والسبائك المتحكم به باللحام عبر MIG, تيغ, أو طرق العصا; التسخين (150-200درجة مئوية) يوصى به لأقسام سميكة (زيادة 25 مم) لتجنب تكسير اللحام.
- القابلية للآلات: جيد-من السبائك عالية القوة مثل التيتانيوم; يستخدم الفولاذ القياسي عالي السرعة (HSS) أو أدوات كربيد مع الحد الأدنى من التآكل (أبطأ قليلا من 738 بسبب صلابة أعلى).
- قابلية التشكيل: جيد جدا - يمكن الضغط على, عازمة, أو تدحرجت في أشكال معقدة (على سبيل المثال, جسر منحني العوارض) دون تكسير, بفضل هيكل الحبوب المكررة من الفاناديوم.
- مقاومة التآكل: معتدل إلى جيد - محتوى الكروم العالي من 738 يحسن مقاومة المطر, رطوبة, والمواد الكيميائية المعتدل; لا يزال يتطلب الطلاء (على سبيل المثال, الجلفنة) للبيئات البحرية أو الصناعية.
- ليونة: عالية - تشير إلى بلاستيك تحت الحمل قبل الفشل, مما يجعلها آمنة للتطبيقات الهيكلية حيث يكون الانهيار المفاجئ كارثيًا (على سبيل المثال, أعمدة بناء).
2. تطبيقات العالم الحقيقي من الفولاذ الهيكلي 738H
738مزيج H من القوة المعززة, صلابة, ومقاومة الحرارة تجعلها مثالية للتطبيقات التي تدفع الفولاذ الهيكلي القياسي إلى حدودها. فيما يلي استخداماتها الأكثر شيوعًا:
صناعة البناء
- الحزم الهيكلية: عوارض الأرضية في المباني الشاهقة (30+ قصص) استخدم 738 ساعة - يتيح قوة العائد العالية 25% عوارض أرق من الصلب A36, تقليل وزن البناء وتكاليف الأساس.
- الأعمدة: أعمدة الحمل في ناطحات السحاب التجارية (على سبيل المثال, أبراج المكاتب) الاعتماد على 738 ساعة - الأحمال العمودية من يصل إلى ما يصل إلى 600 kn دون الاشتراك, حتى أثناء النشاط الزلزالي.
- الجسور: جسور الطرق السريعة الطويلة (زيادة 100 متر) استخدم 738 ساعة للعوارض الرئيسية - قوة الإرهاق تقاوم الإجهاد من حركة الشاحنات الثقيلة, وتأثير المتانة تمتص طاقة الزلزال.
- المباني: المباني المقاومة للزلازل في مناطق عالية الخطورة (على سبيل المثال, اليابان, كاليفورنيا) استخدم 738 ساعة-تمنع صلابة تأثير درجة الحرارة المنخفضة الانهيار أثناء الهزات.
مثال القضية: تستخدم شركة بناء 738 ساعة لبرج سكني من 35 طابقًا في سيول. بالمقارنة مع المعيار 738 فُولاَذ, 738كانت حزم h 22% أرق, قطع استخدام الصلب بواسطة 18% والادخار $450,000 على تكاليف المواد. اجتاز البرج أيضًا اختبارات زلزالية 30% تشوه أقل من متطلبات الكود.
صناعة السيارات
- إطارات المركبات: الشاحنات التجارية الشاقة (على سبيل المثال, 18-العجلات) استخدم 738 ساعة لإطارات الهيكل - تدعم قولها الحمولة التي تصل إلى ما يصل إلى 15 طن, ومقاومة مقاومة التعب 1 مليون+ ميل من استخدام الطرق.
- مكونات التعليق: استخدام أذرع تعليق المركبات على الطرق الوعرة 738 ساعة-تقاوم الصلابة الأضرار من الأضرار الناجمة عن الصخور والحفر, ومقاومة التآكل (مع اللوحة) يقاوم الطين والمطر.
- محاور: تستخدم محاور محرك الشاحنات الثقيلة 738 ساعة - عزم دوران القوة, ويضيف الموليبدينوم مقاومة حرارة للقيادة الطويلة المدى.
الهندسة الميكانيكية & معدات ثقيلة
- الهندسة الميكانيكية: تستخدم إطارات الصحافة الصناعية الكبيرة 738 ساعة-تنجرف يقلل من الاهتزاز أثناء ختم الضغط العالي, ويمنع هيكل الحبوب المصنوع من الفاناديوم التآكل بمرور الوقت.
- التروس والأعمدة: تستخدم علب التروس الصناعية لأنظمة النقل 738 ساعة - تقاوم التآكل, ومقابض قوة التعب 10,000+ ساعات العمل.
- معدات ثقيلة:
- الحفارات: أذرع دلو حفارة كبيرة (10+ قدرة طن) استخدم 738 ساعة - مقابض الطول أحمال الحفر, وتأثير المتانة يقاوم آثار الصخور.
- الرافعات: طفرات الرافعة المتنقلة (200+ قدرة رفع طن) استخدم 738 ساعة-نسبة القوة العالية إلى الوزن تتيح الطفرات الطويلة دون الانحناء.
- معدات التعدين: إطارات الشاحنات المنسمة (100+ حمولة طن) استخدم 738H - مقاومة التآكل (مع الجلفنة) يقاوم ماء الألغام, والقوة تتعامل مع الأحمال الثقيلة.
صناعة البحرية
- هياكل السفينة: تستخدم أجسام شحن البضائع المتوسطة الحجم وعوارض سطح السفينة 738 ساعة-مع غلفاء الساخنة, يقاوم تآكل المياه المالحة أفضل من المعيار 738 أو A36 الصلب.
- المنصات الخارجية: تستخدم هياكل دعم توربينات الرياح الصغيرة في الخارج 738 ساعة - أحمال مقابض الطول والرياح, واللحام يسمح بالتجميع في الموقع.
3. تقنيات التصنيع لـ 738 ساعة من الصلب الهيكلي
يتطلب إنتاج الفولاذ الهيكلي 738 ساعة الدقة للحفاظ على توازن السبائك وخصائصه المحسنة. ها هي العملية:
1. العمليات المعدنية (دقة السبائك)
- فرن القوس الكهربائي (EAF): الطريقة الأساسية - الصلب scrap, خام الحديد, وكميات دقيقة لعناصر صناعة السبائك (الكروم, النيكل, الموليبدينوم, الفاناديوم) يتم ذوبان عند 1،650-1،750 درجة مئوية. أجهزة الاستشعار في الوقت الحقيقي التكوين الكيميائي لضمان فاناديوم, الكربون, وعناصر أخرى تبقى ضمن نطاقات ضيقة (حاسم لأداء 738H).
- فرن الأكسجين الأساسي (bof): للإنتاج على نطاق واسع-تم خلط الحديد المبرمج من فرن الصهر مع الصلب الخردة, ثم يتم تفجير الأكسجين لضبط محتوى الكربون. سبائك (وخاصة الفاناديوم) تتم إضافة ما بعد الانتهاء لتجنب الأكسدة.
2. عمليات المتداول
- المتداول الساخن: سبيكة المنصهرة يتم إلقاؤها في ألواح (200-350 سماكة), تسخين إلى 1،150-1،250 درجة مئوية, وتدحرجت من خلال سلسلة من المطاحن لتشكيل أشكال مثل I-beams, H-beams, لوحات, أو الحانات. تدحرج الساخنة لإنشاء الحبوب, ويحافظ التبريد المتحكم فيه.
- المتداول البارد: تستخدم للألواح الرقيقة (على سبيل المثال, مكونات إطار السيارات)—. تلبيس ما بعد التلف (700-750درجة مئوية) يعيد ليونة المفقودة أثناء العمل البارد.
3. المعالجة الحرارية (تحسين الأداء)
- التطبيع: يتم تسخينها إلى 880-920 درجة مئوية وتمسك بها 45-60 دقائق, ثم تبريد في الهواء. هذا يحسن حجم الحبوب, يوازن القوة والليونة, ويستخدم في الأجزاء الهيكلية العامة (على سبيل المثال, أعمدة بناء).
- تبريد وتهدئة: العلاج المفضل لأجزاء عالية الأداء-محمص إلى 830-870 درجة مئوية (أوستنتيش), تم إخمادها في الماء لتصلب, ثم خفف من 580-620 درجة مئوية لتقليل هشاشة. هذا يعزز قوة الشد 800 MPA ويستخدم لرفع الرافعة أو المحاور.
- الصلب: يتم تسخينه إلى 720-760 درجة مئوية وتبريده ببطء-يرفع الصلب لتشكيل معقد (على سبيل المثال, عوارض الجسر المنحنية) أو الآلات الدقيقة.
4. التكوين والمعالجة السطحية
- تشكيل الأساليب:
- اضغط على تشكيل: يستخدم المطابع الهيدروليكية (2,000-6,000 طن) لتشكيل ملفات تعريف مخصصة (على سبيل المثال, أعمدة بناء مدبب) من 738 ساعة.
- الانحناء: يستخدم لفة لفة لإنشاء أشكال منحنية (على سبيل المثال, أقواس الجسر)-738 ساعة يسمح ليونة الانحناء إلى نصف قطرها مثل 6x سمك المادة.
- اللحام: اللحام في الموقع للمفاصل الهيكلية (على سبيل المثال, اتصالات شعاع إلى العمود) يستخدم معدن حشو منخفض (على سبيل المثال, E7018) لمطابقة قوة 738H; مسخن الأقسام السميكة يمنع تكسير اللحام.
- الآلات: طواحين CNC ومخارف الأجزاء الدقيقة (على سبيل المثال, مهاوي التروس)- يستخدم أدوات كربيد مع قطع السائل للتعامل مع صلابة 738 ساعة أعلى.
- المعالجة السطحية:
- تلوين: يتم تطبيق طلاء الايبوكسي الصناعي على الأجزاء الهيكلية الداخلية (على سبيل المثال, بناء الحزم) لمنع الصدأ 10-15 سنوات مع الصيانة.
- الجلفنة: الساخنة ديب جلفنة (طلاء الزنك, 80-100 ميكرون سميكة) يستخدم للأجزاء الخارجية أو البحرية (على سبيل المثال, طفرات الرافعة, أجسام السفينة)- يمنح مقاومة التآكل 25+ سنين.
- إطلاق النار: انفجار فولاذ مع حبات فولاذية لإزالة المقياس والصدأ - تحدد التصاق الطلاء/الجلفنة والتشطيب السطحي.
5. ضبط الجودة (ضمان الأداء)
- اختبار الموجات فوق الصوتية: يتحقق من العيوب الداخلية (على سبيل المثال, تشققات, الفراغات) في أجزاء سميكة (على سبيل المثال, طفرات الرافعة)-حرجة للسلامة الحاملة للحمل.
- الاختبار الشعاعي: يتفقد اللحامات عن العيوب (على سبيل المثال, المسامية, نقص الانصهار) في مفاصل الجسر أو البناء - تتطابق اللحامات على قوة 738 ساعة.
- اختبار الشد: يتحقق من قوة الشد (700-800 MPA) وقوة العائد (500-600 MPA) لتلبية مواصفات 738 ساعة.
- تحليل البنية المجهرية: يفحص سبيكة تحت المجهر لتأكيد تأثير فرقة الفاناديوم-لا توجد حبيبات كبيرة أو مراحل هشة (على سبيل المثال, martensite) يمكن أن يسبب الفشل.
- اختبار التأثير: يجري اختبارات charpy v -notch عند درجة حرارة -20 درجة مئوية و -40 درجة مئوية لضمان صلابة التأثير (70-90 ي)-حرجة للتطبيقات الباردة أو الزلزالية.
4. دراسة حالة: 738ح الصلب الهيكلي في إطارات شاحنات التعدين الكبيرة
تستخدم شركة تصنيع معدات التعدين المعيار 738 الصلب ل 150 طن إطارات شاحنات النقل. تزن الإطارات 3,500 كيلوغرام وتتطلب إصلاحات متكررة (كل 2 سنين) بسبب تشققات التعب من الأحمال الثقيلة. تحولوا إلى 738 ساعة, مع النتائج التالية:
- قوة & متانة: 738كانت إطارات H. 18% أخف (3,000 كجم) أثناء التعامل مع نفس الحمولة البالغة 150 طن-بفضل قوة العائد الأعلى. تم القضاء على شقوق التعب, وزادت عمر الإطار إلى 5 سنين (2.5x أطول من 738).
- أداء: إطارات أخف وزناً من استهلاك الوقود بالشاحنات 12% والسماح بسرعات نقل أسرع (5 كم/ساعة أسرع), زيادة نقل الخام اليومي عن طريق 8%.
- وفورات التكلفة: تم حفظ الشركة المصنعة $20,000 لكل شاحنة في تكاليف الإصلاح السنوية وتلقيتها 15% المزيد من الطلبات للشاحنات الأكثر متانة.
5. 738ح الصلب الهيكلي مقابل. مواد أخرى
كيف تقارن 738 ساعة مع الفولاذ الهيكلي القياسي والمواد عالية الأداء? دعنا نقسمه على طاولة مفصلة:
| مادة | يكلف (مقابل. 738ح) | قوة الشد | قوة العائد | تأثير المتانة (-20درجة مئوية) | مقاومة التآكل | قابلية اللحام |
| 738ح الصلب الهيكلي | قاعدة (100%) | 700-800 MPA | 500-600 MPA | 70-90 ي | معتدلة جيدة | جيد جدًا |
| 738 الصلب الهيكلي | 85% | 650-750 MPA | 450-550 MPA | 60-80 ي | معتدل | ممتاز |
| A36 الكربون الصلب | 60% | 400-500 MPA | 250 MPA | 40-60 ي | فقير | ممتاز |
| HSLA الصلب (درجة 65) | 90% | 700-780 MPA | 450 MPA | 50-70 ي | معتدل | جيد |
| سبيكة الألومنيوم (6061-T6) | 350% | 310 MPA | 276 MPA | 10-15 ي | ممتاز | جيد |
| مركب ألياف الكربون | 1,200% | 1,500 MPA | 1,200 MPA | 5-10 ي | ممتاز | فقير |
ملاءمة التطبيق
- المباني الشاهقة: 738H أفضل من 738/HSLA (أشعة أرق, وزن أقل) وأرخص من المركبات - 30+ هياكل القصة.
- معدات التعدين: 738H يتفوق 738 (عمر أطول, وزن أخف) وأرخص بكثير من الألمنيوم/المركبات - مثالية لشاحنات النقل الثقيلة.
- جسور المناخ البارد: 738صحة التأثير الفائقة لـ H (-20درجة مئوية) يجعلها أفضل من A36/HSLA - تقاطع الشتاء المقاومون.
- الهياكل البحرية: 738ح (مع الجلفنة) أرخص من الألمنيوم, أقوى من 738, وأسهل لحام من المركبات-مناسبة للسفن الصغيرة إلى المتوسطة.
