الكربون الصلب مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ: فهم التباين

يتمتع الفولاذ، باعتباره مادة هندسية أساسية، بمجموعة واسعة من التطبيقات. يتكون الفولاذ بشكل أساسي من الحديد والكربون، ويتم تصنيفه عادةً إلى نوعين رئيسيين: الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ. في هذا الخطاب، نتعمق في الاختلافات الرئيسية بين هاتين الفئتين العريضتين، وهما الفولاذ الكربوني مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ.

كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ مقابل الفولاذ الكربوني:

تبلغ الكثافة النموذجية للفولاذ المقاوم للصدأ، المتمثلة في الفولاذ 304، 8.0 جم/سم3.

على العكس من ذلك، يسجل الفولاذ النموذجي كثافة تبلغ 8.05 جم / سم 3.

الكثافة، التي تمثل الكتلة لكل وحدة حجم، هي خاصية مكثفة يتم التعبير عنها بالكتلة مقسومة على الحجم (ρ = m/V). يتم قياسها بالكيلوجرام لكل متر مكعب (كجم/م3) في نظام SI وكتلة الجنيه لكل قدم مكعب (lbm/ft3) في النظام الإنجليزي.

قوة الفولاذ المقاوم للصدأ مقابل الفولاذ الكربوني:

الصلب الكربوني:
يُظهر الفولاذ منخفض الكربون قوة شد تتراوح من 60.000 إلى 80.000 رطل لكل بوصة مربعة (psi).

يتميز الفولاذ الكربوني المتوسط بقوة شد تتراوح من 100.000 إلى 120.000 رطل لكل بوصة مربعة.

تعرض سبائك الفولاذ قوة شد تتجاوز 150.000 رطل لكل بوصة مربعة.

الفولاذ المقاوم للصدأ:
يعرض الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي قوة شد تتراوح من 72000 إلى 115000 رطل لكل بوصة مربعة.

يتراوح الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي من 72.000 إلى 160.000 رطل لكل بوصة مربعة.

يعرض الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد قوة شد تتراوح بين 65000 إلى 87000 رطل لكل بوصة مربعة.

صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ مقابل الفولاذ الكربوني:
تبلغ صلابة برينل للفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 304 حوالي 201 ميجا باسكال، بينما تبلغ صلابة الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد (الدرجة 430) حوالي 180 ميجا باسكال.

يبلغ قياس الفولاذ المقاوم للصدأ المارتينسيتي (درجة 440C) حوالي 270 ميجا باسكال، ويظهر الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج (SAF 2205) صلابة تبلغ حوالي 217 ميجا باسكال.

يتميز الفولاذ منخفض الكربون بصلابة برينل التي تبلغ حوالي 120 ميجا باسكال، في حين أن الفولاذ عالي الكربون يصل إلى حوالي 200 ميجا باسكال.

نقطة انصهار الفولاذ المقاوم للصدأ مقابل الفولاذ الكربوني:

الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 304، والفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد (الدرجة 430)، والفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي (الدرجة 440C) كلها تشترك في نقطة انصهار تبلغ حوالي 1450 درجة مئوية، بينما يتقارب الفولاذ منخفض الكربون أيضًا عند درجة الحرارة هذه.

قابلية التصنيع وقابلية اللحام للفولاذ الكربوني مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ:

الفولاذ الكربوني يفسح المجال لسهولة التصنيع ويمتلك قدرات لحام جديرة بالثناء. وعلى العكس من ذلك، يتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ تقنيات متخصصة في اللحام والتصنيع. علاوة على ذلك، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ أصعب بشكل ملحوظ من الفولاذ الكربوني، مما يشكل تحديات لأدوات التصنيع.

اختلافات أخرى:

الفولاذ المقاوم للصدأ:
انخفاض الموصلية الحرارية
مقاومة التآكل ممتازة
المعالجة الحرارية الصعبة
تعزيز القدرة على التنظيف

الصلب الكربوني:
الموصلية الحرارية العالية
مقاومة التآكل ضعيفة
معالجة حرارية سهلة
انخفاض قابلية التنظيف

غالبًا ما يحير التمييز بين الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ أولئك الذين لا يعرفون خصائصهم. ومع ذلك، مسلحين بهذه المعرفة، نحن على ثقة من أن هذه المقالة قد أوضحت الفروق الكبيرة بين الاثنين، مما ساعد في فهم أوضح.