مقدمة لمعيار GB/T 3098.24-2020
تحدد المواصفة القياسية GB/T 3098.24-2020 الخصائص الميكانيكية للمسامير والبراغي والصواميل المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النيكل والمخصصة للاستخدام في درجات الحرارة العالية. تُعد هذه المواصفة جزءًا من سلسلة GB/T 3098 الأوسع نطاقًا والمتعلقة بالمثبتات، وتركز على المواد التي تحافظ على سلامتها الهيكلية في درجات الحرارة المرتفعة، كما هو الحال في صناعات الطيران والفضاء وتوليد الطاقة والبتروكيماويات. وتضمن هذه المواصفة أداءً موثوقًا لهذه المثبتات من حيث القوة والمتانة ومقاومة التآكل عند تعرضها لدرجات حرارة أعلى من درجات الحرارة المحيطة.
يصنف المعيار المواد إلى فولاذ مقاوم للصدأ مارتنسيتي، وفولاذ مقاوم للصدأ أوستنيتي مُقسّى بالترسيب، وسبائك النيكل، كل منها مصمم خصيصًا لتطبيقات محددة في درجات الحرارة العالية. تشمل الجوانب الرئيسية حدود التركيب الكيميائي، وأنظمة المعالجة الحرارية، ومتطلبات الاختبارات الميكانيكية، وإرشادات اختيار البراغي والصواميل المناسبة لتجنب مشاكل مثل التآكل أو الاحتكاك. يُعدّ الالتزام بهذا المعيار أمرًا بالغ الأهمية للمهندسين والمصنّعين لاختيار أدوات التثبيت المناسبة التي تتحمل الإجهادات الحرارية والأكسدة والزحف دون المساس بالسلامة أو الأداء.
عمليًا، يتوافق هذا المعيار مع المعايير الدولية مثل ISO 3506، موفرًا إطارًا لضمان الجودة في إنتاج أدوات التثبيت. ويؤكد على أهمية اختيار المواد بناءً على بيئات التشغيل، حيث تلعب عوامل مثل مقاومة الزحف والتمدد الحراري أدوارًا محورية. على سبيل المثال، تُفضل سبائك النيكل مثل سبيكة 718 لقوتها الفائقة في درجات الحرارة العالية، بينما توفر الدرجات المارتنسيتية حلولًا فعالة من حيث التكلفة لدرجات الحرارة المعتدلة. كما تتضمن الوثيقة ملاحقًا للمواد المكافئة المحلية وإرشادات حول اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ أو سبائك النيكل وفقًا للمعيار GB/T 3098.25.
يتطلب فهم هذا المعيار معرفة بميكانيكا المثبتات، بما في ذلك سلوك الإجهاد والانفعال عند درجات الحرارة العالية. ويشترط إجراء الاختبارات في الظروف المحيطة (من 10 إلى 35 درجة مئوية)، ولكنه يوصي بإجراء تقييمات إضافية عند درجات حرارة عالية للتطبيقات الحساسة. وهذا يضمن استيفاء المثبتات لمعايير الحد الأدنى من قوة الشد، وإجهاد الخضوع، والاستطالة، مما يمنع حدوث أعطال أثناء الاستخدام. يجب على المصنّعين الالتزام بالمعالجات الحرارية المحددة لتحقيق البنى المجهرية المطلوبة، مثل المارتنسيت لزيادة الصلابة أو الأوستنيت لزيادة الليونة. وبشكل عام، يعزز معيار GB/T 3098.24-2020 الموثوقية في أنظمة التثبيت ذات درجات الحرارة العالية، ويقلل من المخاطر المرتبطة بتدهور المواد بمرور الوقت.
علاوة على ذلك، يتناول المعيار معالجات الأسطح للحد من التآكل، وهي مشكلة شائعة في الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النيكل نظرًا لانخفاض موصليتها الحرارية وارتفاع معامل احتكاكها. يُوصى بالتشحيم لتحقيق علاقات عزم-شد ثابتة، مما يُحسّن كفاءة التجميع. من خلال تحسين التركيبات الكيميائية وعمليات التصنيع، يُسهّل هذا المعيار إنتاج أدوات تثبيت تعمل بكفاءة في ظروف قاسية، مما يُسهم في تطوير التصميم الهندسي وعلوم المواد.
الرموز والتسميات
تُستخدم الرموز التالية في هذه الوثيقة، حيث توفر تعريفات دقيقة للمعايير الميكانيكية والأبعاد الأساسية لتقييم أداء أدوات التثبيت. تضمن هذه الرموز اتساقًا في الاختبارات والمواصفات، مما يسمح للمهندسين بتقييم خصائص مثل القوة والاستطالة تحت الحمل بدقة.
- أ: الاستطالة الفعلية بعد كسر المثبت، بالملليمترات (مم).
- أs,nom: مساحة المقطع العرضي للإجهاد الاسمي للخيط، بالملليمترات المربعة (مم²).
- أتي: الاستطالة الفعلية عند درجات الحرارة العالية بعد كسر المثبت، بالملليمترات (مم).
- بطول الخيط، بالملليمترات (مم).
- د: القطر الاسمي للخيط الداخلي، بالملليمترات (مم).
- د2: قطر الخطوة الأساسي للخيط الداخلي، بالملليمترات (مم).
- د: القطر الاسمي للخيط الخارجي، بالملليمترات (مم).
- دح: قطر الثقب في جهاز اختبار الشد أو جهاز اختبار حمل الصامولة للمسامير الملولبة الخارجية، بالملليمترات (مم).
- دsقطر الساق بدون سن لولبي، بالملليمترات (مم).
- د1: القطر الداخلي الأساسي للخيط الخارجي، بالملليمترات (مم).
- د2: قطر الخطوة الأساسي للخيط الخارجي، بالملليمترات (مم).
- د3: القطر الأصغر للخيط الخارجي (لحساب منطقة الإجهاد)، بالملليمترات (مم).
- Fmf: أقصى حمل شد، بالنيوتن (N).
- Fmf,T: الحمل الشدّي النهائي عند درجات الحرارة العالية، بالنيوتن (N).
- Fن، ت: أقصى حمل تجريد للصواميل عند درجات الحرارة العالية، بالنيوتن (N).
- Fص: حمل الاختبار للصواميل، بالنيوتن (N).
- Fpf: الحمل الفعلي عند امتداد بلاستيكي 0.2% للمثبت، بالنيوتن (N).
- Fpf,T: الحمل الفعلي لدرجة الحرارة العالية عند امتداد بلاستيكي 0.2% للمثبت، بالنيوتن (N).
- ح: الارتفاع الأصلي للمثلث الملولب، بالملليمترات (مم).
- ح: سُمك جهاز اختبار الحمل المقاوم للصامولة، بالملليمترات (مم).
- ل0: الطول الإجمالي للمثبت قبل التحميل، بالملليمترات (مم).
- ل1: الطول الإجمالي للمثبت بعد الكسر، بالملليمترات (مم).
- ل2: طول القبضة قبل اختبار الشد، بالملليمترات (مم).
- ل: الطول الاسمي لمثبت الخيط الخارجي، بالملليمترات (مم).
- ل1: الطول الإجمالي للمسمار، بالملليمترات (مم).
- لذ: طول الخيط غير المتشابك في جهاز الاختبار الخاص بالمثبت، بالملليمترات (مم).
- مارتفاع الصامولة، بالملليمترات (مم).
- P: درجة الصوت، بالملليمترات (مم).
- Rmf: قوة الشد الفعلية للمثبت، بالميغاباسكال (MPa).
- Rmf,T: قوة الشد الفعلية للمثبت عند درجات الحرارة العالية، بالميغاباسكال (MPa).
- Rن، تقوة الفصل القصوى للصواميل عند درجات الحرارة العالية، بوحدة ميجاباسكال (MPa).
- Rpf: الإجهاد الفعلي عند امتداد بلاستيكي 0.2% للمثبت، بالميغاباسكال (MPa).
- Rpf,T: الإجهاد الفعلي عند درجة حرارة عالية عند امتداد بلاستيكي 0.2% للمثبت، بالميغاباسكال (MPa).
- Sص: إجهاد الإثبات، بالميغاباسكال (MPa).
تُعد هذه الرموز جزءًا لا يتجزأ من الحسابات في الاختبارات الميكانيكية، مثل تحديد قوة الشد (R).mf = Fmf / أs,nomوتُستخدم هذه الرموز لاختبار الإجهاد. فهي تُسهّل التواصل الدقيق في مواصفات التصميم، مما يضمن تقييم أدوات التثبيت بشكل متسق خلال مراحل التصنيع والتطبيق. في حالات درجات الحرارة العالية، تُستخدم رموز مثل Rmf,T و Fpf,T يجب مراعاة التأثيرات الحرارية على سلوك المواد، مثل انخفاض مقاومة الخضوع نتيجة ارتفاع درجات الحرارة. ويمنع الاستخدام الصحيح لهذه التسميات سوء الفهم، مما يعزز السلامة في التطبيقات الهندسية.
بالإضافة إلى ذلك، يساعد فهم هذه الرموز في الامتثال للمعايير ذات الصلة، حيث تؤثر المعلمات البُعدية مثل d و P على قوة الخيط وتوزيع الحمل. على سبيل المثال، مساحة الإجهاد الاسمية As,nom يتم حسابها باستخدام صيغ تتضمن d2 و د3، وهو أمر بالغ الأهمية للتنبؤ بأنماط الفشل تحت الضغط.
نظام العلامات
تندرج جميع أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النيكل المحددة في هذا الجزء ضمن ثلاث فئات متميزة: الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي (CH0، CH1، CH2، V، VH، VW)، والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المُقسّى بالترسيب (SD)، وسبائك النيكل (SB و718). يوفر نظام الوسم هذا طريقة موحدة لتحديد درجات المواد، مما يضمن إمكانية التتبع والاختيار المناسب للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية.
تتميز أنواع المارتنسيت مثل CH0 (مثل X20Cr13) بقابليتها للتصليد بالمعالجة الحرارية، مما يوفر قوة جيدة في درجات حرارة معتدلة. تشير الرموز V وVH وVW إلى مستويات مختلفة من مقاومة الخضوع، حيث يتطلب VH مقاومة Rpf ≥ 700 ميجا باسكال لتحسين الأداء. تشير علامات SD الأوستنيتية إلى سبائك مُقسّاة بالترسيب مثل X6NiCrTiMoVB25-15-2، المعروفة بمقاومتها للتآكل وقدرتها على الاحتفاظ بالقوة حتى 650 درجة مئوية. أما سبائك النيكل SB (NiCr20TiAl) و718 (NiCr19NbMo) فتتميز بمقاومة فائقة للزحف، وهي مثالية لدرجات حرارة تصل إلى 800 درجة مئوية و700 درجة مئوية على التوالي.
تضمن العلامات التوافق في التجميعات، مما يمنع حالات عدم التطابق التي قد تؤدي إلى أعطال. بالنسبة للمثبتات المشحمة، يُضاف الرمز "Lu" (مثل SD Lu) للدلالة على المعالجات السطحية لتقليل الاحتكاك. يتوافق هذا النظام مع معايير ISO، مما يُسهّل التجارة العالمية ومراقبة الجودة في تصنيع المثبتات.
تتضمن العلامات التفصيلية رمز المادة، وحالة المعالجة الحرارية (مثل +QT للصلب المبرد والمخفف)، وفئة الأداء، مما يسمح بالتحقق السريع أثناء الفحص. وتُعدّ العلامات الصحيحة ضرورية لإدارة المخزون والامتثال للوائح في صناعات مثل صناعة التوربينات.
المواد والمعالجة
التركيب الكيميائي
تحدد الجداول من 1 إلى 3 حدود التركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النيكل المستخدمة في أدوات التثبيت. تُقيّم هذه الحدود وفقًا للمعايير الوطنية ذات الصلة، مع وجود ما يعادلها محليًا في الملحق (أ). ما لم يُتفق على خلاف ذلك، يختار المصنّع التركيب ضمن المجموعة.
يُقدّم المعيار GB/T 3098.25 إرشادات لاختيار السبائك المناسبة. تُعطى التركيبات على شكل كسور كتلية (%)، مع ذكر القيم القصوى ما لم تُذكر نطاقات أو قيم دنيا.
الجدول 1: التركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي المستخدم في صناعة أدوات التثبيت
| فئة المواد | رمز المثبت | درجة المواد ISOأ | معلومات مرجعيةب | التركيب الكيميائي (الكسر الكتلي)/% | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| شفرة | ج | نعم | المنغنيز | P | S | Cr | شهر | ني | Fe | عناصر أخرى | |||
| الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي | CH0 | X20Cr13 | 4021-420-00-1 | 0.16~0.25 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.030ج | 12.0~14.0 | / | / | توازن | / |
| X20Cr13 | 1.4021* | 0.16~0.25 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.030ج | 12.0~14.0 | / | / | / | |||
| الفصل 1 | X30Cr13 | 4028-420-00-1 | 0.26~0.35 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.030ج | 12.0~14.0 | / | / | / | ||
| X30Cr13 | 1.4028* | 0.26~0.35 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.030ج | 12.0~14.0 | / | / | / | |||
| CH2 | X17CrNi16-2 | 4057-431-00-X | 0.12~0.22 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 15.0~17.0 | / | 1.50~2.50 | / | ||
| X17CrNi16-2 | 1.4057* | 0.12~0.22 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 15.0~17.0 | / | 1.50~2.50 | / | |||
| V/VHد | X22CrMoV12-1 | 4923-422-77-E | 0.18~0.24 | 0.5 | 0.40~0.90 | 0.025 | 0.015 | 11.0~12.5 | 0.80~1.20 | 0.30~0.80 | / | ||
| X22CrMoV12-1 | 1.4923** | 0.18~0.24 | 0.5 | 0.40~0.90 | 0.025 | 0.015 | 11.0~12.5 | 0.80~1.20 | 0.30~0.80 | V:0.25~0.35 | |||
| فولكس فاجن | X19CrMoNbVN11-1 | 1.4913*** | 0.17~0.23 | 0.5 | 0.40~0.90 | 0.025 | 0.015 | 10.0~11.5 | 0.50~0.80 | 0.20~0.60 | V:0.10~0.30 | ||
| ملاحظة: 0.25~0.55 | |||||||||||||
| ب: 0.0015 | |||||||||||||
| Al:0.020 | |||||||||||||
| N: 0.05~0.10 | |||||||||||||
ملاحظة: القيم هي القيم القصوى ما لم يتم تحديد نطاقات أو قيم دنيا. أ وفقًا للمعيار ISO/TS 4949. ب * من EN 10088-3؛ *** من EN 10269؛ والأخرى من ISO 15510. ج نطاق الكبريت 0.015%~0.030% لتحسين قابلية التشغيل. د V لـ Rpf ≥600 ميجا باسكال، VH لـ ≥700 ميجا باسكال.
الجدول 2: التركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المُقسّى بالترسيب والمستخدم في صناعة أدوات التثبيت
| فئة المواد | رمز المثبت | درجة المواد ISOأ | معلومات مرجعيةب | التركيب الكيميائي (الكسر الكتلي)/% | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ج | نعم | المنغنيز | P | S | Cr | شهر | ني | Fe | عناصر أخرى | ||||
| الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المتصلب بالترسيب | SDد | X6NiCrTiMoVB25-15-2 | 4980-662-86-X | 0.08ج | 1 | 2 | 0.04 | 0.03 | 13.5~16.0 | 1.00~1.50 | 24.0~27.0 | توازن | Ti: 1.90~2.35 |
| Al:0.35 | |||||||||||||
| V:0.10~0.50 | |||||||||||||
| ب: 0.001~0.010 | |||||||||||||
| X6NiCrTiMoVB25-15-2 | 1.4980*** | 0.03~0.08 | 1 | 1.00~2.00 | 0.025 | 0.015 | 13.5~16.0 | 1.00~1.50 | 24.0~27.0 | Ti: 1.90~2.35 | |||
| Al:0.35 | |||||||||||||
| V:0.10~0.50 | |||||||||||||
| ب: 0.001~0.010 | |||||||||||||
| X6NiCrTiMoVB25-15-2 | سبيكة 660 S66286** | 0.08ج | 1 | 2 | 0.04 | 0.03 | 13.5~16.0 | 1.00~1.50 | 24.0~27.0 | Ti: 1.90~2.35 | |||
| Al:0.35 | |||||||||||||
| V:0.10~0.50 | |||||||||||||
| ب: 0.001~0.010 | |||||||||||||
ملاحظة: القيم هي القيم القصوى ما لم يتم تحديد نطاقات أو قيم دنيا. أ وفقًا للمعيار ISO/TS 4949. ب ** من UNS؛ *** من EN 10269؛ والأخرى من ISO 15510. ج الحد الأدنى C للاستخدامات الخاصة. د يوصى بالصهر الثانوي لتحسين الأداء.
الجدول 3: التركيب الكيميائي لسبائك النيكل المستخدمة في أدوات التثبيت
| فئة المواد | رمز المثبت | درجة المواد ISOأ | معلومات مرجعيةب | التركيب الكيميائي (الكسر الكتلي)/% | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ج | نعم | المنغنيز | P | S | Cr | شهر | ني | Fe | عناصر أخرى | ||||
| سبيكة النيكل | إس بيد | NiCr20TiAl | سبيكة 80A N07080** | 0.10ج | 1 | 1 | 0.045 | 0.015 | 18.0~21.0 | / | توازن | 3 | Ti:1.80~2.7 |
| Al:1.0~1.8 | |||||||||||||
| Co:2.0 | |||||||||||||
| Cu:0.2 | |||||||||||||
| ب: 0.008 | |||||||||||||
| NiCr20TiAl | 2.4952*** | 0.04~0.10ج | 1 | 1 | 0.02 | 0.015 | 18.0~21.0 | / | ≥65.0 | 1.5 | Ti:1.80~2.7 | ||
| Al:1.0~1.8 | |||||||||||||
| Co:1.0 | |||||||||||||
| Cu:0.2 | |||||||||||||
| ب: 0.008 | |||||||||||||
| 718د | NiCr19NbMo | سبيكة 718 N07718** | 0.08ج | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 17.0~21.0 | 2.80~3.30 | 50.0~55.0 | توازن | ملاحظة: 4.75~5.50 | |
| Ti: 0.65~1.15 | |||||||||||||
| Al:0.2~0.8 | |||||||||||||
| Co:1.0 | |||||||||||||
| Cu:0.3 | |||||||||||||
| ب: 0.006 | |||||||||||||
| NiCr19NbMo | 2.4668** | 0.02~0.08ج | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 17.0~21.0 | 2.80~3.30 | 50.0~55.0 | ملاحظة: 4.75~5.50 | |||
| Ti:0.60~1.20 | |||||||||||||
| Al:0.3~0.7 | |||||||||||||
| Co:1.0 | |||||||||||||
| Cu:0.3 | |||||||||||||
| ب: 0.002~0.006 | |||||||||||||
ملاحظة: القيم هي القيم القصوى ما لم يتم تحديد نطاقات أو قيم دنيا. أ وفقًا للمعيار ISO/TS 4949. ب ** من UNS؛ *** من EN 10269. ج الحد الأدنى C للاستخدامات الخاصة. د يوصى بالصهر الثانوي لتحسين الأداء.
صُممت التركيبات الكيميائية لتحسين خصائص مثل مقاومة التآكل، والمتانة، والثبات عند درجات الحرارة العالية. فعلى سبيل المثال، يُعزز المحتوى العالي من الكروم في الفولاذ المارتنسيتي مقاومة الأكسدة، بينما يُساهم النيوبيوم في سبيكة 718 في تثبيتها ضد الزحف. ويُقلل التحكم الدقيق في عناصر مثل الفوسفور والكبريت من الهشاشة. يجب على المصنّعين التحقق من التركيبات من خلال التحليل الطيفي لضمان المطابقة، حيث أن أي انحرافات قد تؤدي إلى انخفاض الأداء أثناء الاستخدام. يُؤكد هذا القسم على أهمية نقاء المواد لضمان موثوقية طويلة الأمد في بيئات درجات الحرارة العالية.
المعالجة الحرارية
يجب أن تخضع أدوات التثبيت المصنعة وفقًا لهذا المعيار لمعالجة حرارية لتحقيق الخصائص الميكانيكية المحددة في الفصل 7. ترد تفاصيل أنظمة المعالجة الحرارية في الجدول 4، مع تحديد الحد الأدنى لدرجات حرارة التلدين للفولاذ المارتنسيتي وفقًا لذلك. أما فترات التثبيت غير المحددة، فيختارها المصنّع مع مراعاة الخصائص المطلوبة ودرجات حرارة التشغيل.
مخطط العملية: بالنسبة لـ SD وSB و718، يلزم إجراء معالجة محلولية (AT)، ويفضل أن تكون بعد التشكيل. بالنسبة للخيوط الخارجية عالية القوة (Rmf (≥1100 ميجا باسكال)، يمكن إجراء المعالجة الحرارية على المواد الخام بالاتفاق. تتم المعالجة الحرارية للمثبتات المشكلة على البارد أو الساخن بعد عملية التشكيل. أما بالنسبة للمثبتات المشغولة آليًا، فيمكن إجراؤها على المواد الخام أو المنتج النهائي، مع إمكانية تشكيل الخيوط قبل أو بعد المعالجة.
الجدول 4: أنظمة المعالجة الحرارية الموصى بها للمثبتات
| رمز المثبت | شروط المعالجة الحرارية | درجة حرارة التبريد/معالجة المحلول (ومدة الاحتفاظ) °م | درجة حرارة التصليد بالتسخين/الترسيب (ومدة الاحتفاظ) °م |
|---|---|---|---|
| CH0 | +QT | 950~1050 | ≥450أ |
| الفصل 1 | +QT | 950~1050 | ≥450أ |
| CH2 | +QT | 950~1050 | ≥450أ |
| V | +QT | 1020~1070 | ≥680 |
| VH | +QT | 1020~1070 | ≥660 |
| فولكس فاجن | +QT | 1100~1130 | ≥670 |
| SD | +AT+P | 970~990 (≥1 ساعة) | 710~730 (≥16 ساعة) |
| 890~910 (≥1 ساعة) | |||
| إس بي | +AT+P | 1050~1080 | الخطوة 1: 840~860 (≥24 ساعة) الخطوة 2: 690~710 (≥16 ساعة) |
| 718 | +AT+P | 940~1010 | الخطوة 1: 710~730 (≥8 ساعات) الخطوة 2: 610~630 (≥18 ساعة) |
QT: مُقسّى ومُخفّف الحرارة؛ AT: مُعالَج بالمحلول (مُلدّن)؛ P: مُقسّى بالترسيب. أ تجنب درجات الحرارة من 500 درجة مئوية إلى 600 درجة مئوية لمنع فقدان المتانة والتآكل بين الحبيبات (انظر الملحق ب).
تُحسّن المعالجة الحرارية البنية المجهرية للحصول على الخصائص المطلوبة، مثل تقوية الفولاذ المارتنسيتي أو ترسيب أطوار في سبائك النيكل لزيادة قوتها. قد تؤدي المعالجة غير الصحيحة إلى الهشاشة أو انخفاض مقاومة التآكل. يجب على المصنّعين مراقبة درجات الحرارة ومعدلات التبريد لتحقيق خصائص متجانسة، مع إجراء فحوصات ما بعد المعالجة لضمان الامتثال للمعايير.
تشطيب السعر
ما لم يُنص على خلاف ذلك، يجب تنظيف وتلميع أدوات التثبيت. يُنصح باستخدام مواد التشحيم لمنع التآكل أثناء التركيب، خاصةً عند عزم الدوران أو السرعة العالية. تشمل العوامل التي تزيد من خطر التآكل تلف السن اللولبي والضغط المسبق العالي.
ملاحظة 1: عوامل مثل سرعة الربط العالية تزيد من خطر التآكل. ملاحظة 2: لا توجد معايير وطنية تحدد عيوب السطح أو قوة عزم الربط لهذه السبائك.
تُوفر المعالجات السطحية عزمًا وتوترًا مُتحكمًا بهما، ويُشار إليهما بالرمز "Lu" (مثلاً، SD Lu). تُطبق متطلبات خاصة بالاتفاق.
يُعدّ تشطيب السطح عاملاً بالغ الأهمية للأداء، إذ يُقلّل الاحتكاك ويُحسّن مقاومة التآكل. يُزيل التلميع الأكاسيد، بينما يضمن التشحيم أحمالاً مسبقة موثوقة. في بيئات درجات الحرارة العالية، يجب أن تتحمّل الطلاءات التدهور الحراري.
تصميم اقتران البراغي والصواميل
يجب أن تتوافق البراغي والمسامير والصواميل مع بعضها وفقًا للجدول 5. يجب أن تتوافق الصواميل مع أدوات التثبيت من نفس النوع (مثلاً، برغي CH0 مع صامولة CH0). يمكن استخدام مواد مختلفة بعد استشارة الخبراء، مع مراعاة التآكل والتلف.
عندما تختلف الأجزاء المثبتة عن مادة المثبت، استخدم العزل لتجنب التآكل الجلفاني.
الجدول 5: تركيبات البراغي والمسامير والصواميل
| مسامير، براغي، دبابيس | المكسرات | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CH0 | الفصل 1 | CH2 | V، VH، VW | SD | إس بي | 718 | |
| CH0 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| الفصل 1 | ✓ | ✓ | التوليفات الممكنة | ✓ | ✓ | ||
| CH2 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ||
| V، VH، VW | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | |||
| SD | ✓ | ✓ | ✓ | ||||
| إس بي | ✓ | ✓ | |||||
| 718 | ✓ | ||||||
يضمن التوافق بين الأسلاك توزيع الأحمال والتوافق بينها، مما يقلل من المخاطر مثل التلف. وتُعد استشارة الخبراء أمراً أساسياً للأزواج غير القياسية.
مقاومة البيئات ذات درجات الحرارة العالية
تُناسب هذه المواد البيئات التي تُحدد فيها مقاومة الزحف حجمها، ويحدث فيها التأكسد عند درجات حرارة عالية. كما تُقاوم المواد SD وSB و718 التآكل الناتج عن الرطوبة.
تُحقق مقاومة الأكسدة والتقشر من خلال عملية السبائك، حيث يشكل الكروم طبقات أكسيد واقية. وتُعد مقاومة الزحف ضرورية للأحمال طويلة الأمد عند درجات حرارة مرتفعة.
في تطبيقات مثل التوربينات الغازية، تحافظ هذه المواد على سلامتها في ظل دورات التغير الحراري، مما يمنع حدوث أعطال ناتجة عن الإجهاد أو التقصف.
درجات حرارة تشغيل المثبتات
تُختبر خصائص الفصل السابع عند درجات حرارة تتراوح بين 10 و35 درجة مئوية. يؤدي الاستخدام في درجات حرارة عالية إلى تقليل هذه الخصائص. درجات الحرارة القصوى الموصى بها موضحة في الجدول 6، ولكنها قد تكون أقل حسب الظروف.
بالنسبة للتطبيقات المحددة، قم بإجراء اختبارات الشد أو الزحف أو الاسترخاء عند درجات حرارة عالية وفقًا للفصل 10، مع محاكاة ظروف التجميع.
الجدول 6: درجات حرارة التشغيل القصوى الموصى بها للمثبتات
| رمز المثبت | أقصى درجة حرارة تشغيل °م |
|---|---|
| CH0 | 400 |
| الفصل 1 | 400 |
| CH2 | 450 |
| V | 600 |
| VH | 600 |
| فولكس فاجن | 600 |
| SD | 650 |
| إس بي | 800 |
| 718 | 700 |
تُوجّه هذه الدرجات الحرارية عملية التصميم، مع مراعاة عوامل مثل الأكسدة والزحف. ويضمن الاختبار الأداء الأمثل في الخدمة الفعلية.
الخواص الميكانيكية للمثبتات
البراغي والمسامير والدبابيس
عند اختبارها وفقًا للفصل 9، يجب أن تتوافق الخصائص الميكانيكية في درجة الحرارة المحيطة مع الجداول 7-11، والتي تنطبق أثناء التصنيع أو على المنتجات النهائية.
الجدول 7: الخصائص الميكانيكية للبراغي والمسامير والدبابيس عند درجة حرارة الغرفة
| رمز المثبت | الحد الأدنى لقوة الشد Rmf / ميجا باسكال | الإجهاد عند تمدد بلاستيكي R مقداره 0.2%pf / ميجا باسكال | الحد الأدنى للاستطالة بعد الكسر أ / مم | الصلابة HV (F≥98N) | الصلابة HRC |
|---|---|---|---|---|---|
| CH0 | 800 | 600 | 0.20 د | 250~320 | 22~32 |
| الفصل 1 | 850 | 650 | 0.20 د | 270~380 | 26~39 |
| CH2 | 860 | 690 | 0.20 د | 260~320 | 25~32 |
| V | 800 | 600 | 0.20 د | 250~320 | 22~32 |
| VH | 900 | 700 | 0.20 د | 280~360 | 28~38 |
| فولكس فاجن | 900 | 750 | 0.20 د | 280~360 | 28~38 |
| SD | 900 | 600 | 0.25d | 250~360 | 22~38 |
| إس بي | 1000 | 600 | 0.20 د | 320~410 | 32~42 |
| 718 | 1230 | 1030 | 0.20 د | 345~480 | 36~48 |
الجدول 8: الحد الأدنى لأحمال الشد عند درجة حرارة الغرفة - الخيوط الخشنة
| مقاس الخيط د | منطقة الإجهاد الاسمية أs,nom مم² | الحد الأدنى لحمل الشد Fmf شمال | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CH0 | الفصل 1 | CH2 | V | VH | فولكس فاجن | SD | إس بي | 718 | ||
| M3 | 5.03 | 4030 | 4280 | 4330 | 4030 | 4530 | 4530 | 4530 | 5040 | 6190 |
| M39 | 976 | 780700 | 829400 | 839200 | 780700 | 878200 | 878200 | 878200 | 975800 | 1200200 |
Fmf,min = أs,nom × Rmf,minتم تقريب القيم وفقًا للمعايير المعتمدة.
تضمن هذه الخصائص قدرة المثبتات على تحمل أحمال الشد دون تشوه مفرط. على سبيل المثال، قيمة R العاليةmf يناسب هذا المنتج التطبيقات الصعبة بفضل نطاقات الصلابة التي تمنع الهشاشة مع الحفاظ على القوة.
المكسرات
تُحدد الخصائص الميكانيكية للصواميل بطريقة مماثلة، مع التركيز على أحمال الاختبار وقوة الشد عند درجات الحرارة العالية. ويجب أن تتطابق هذه الخصائص مع خصائص البراغي لتجنب نقاط الضعف في التجميعات.
أساليب الاختبار
يتضمن الاختبار وفقًا للفصل 9 اختبارات الشد لـ Rmf و Rpfوتشمل هذه الطرق قياسات الصلابة، وتقييمات درجات الحرارة العالية وفقًا للفصل العاشر للزحف والاسترخاء. وتضمن هذه الطرق تقييمًا دقيقًا للخصائص في ظل ظروف محاكاة.
التعليمات
ما هي المعالجة الحرارية الموصى بها لمثبتات سبيكة 718؟
المعالجة الحرارية عند درجة حرارة 940~1010 درجة مئوية، متبوعة بالتصليد بالترسيب على مرحلتين: 710~730 درجة مئوية لمدة 8 ساعات أو أكثر، ثم 610~630 درجة مئوية لمدة 18 ساعة أو أكثر. هذا يعزز القوة ومقاومة الزحف.
كيفية منع التآكل في مثبتات الفولاذ المقاوم للصدأ؟
ضع مواد التشحيم أو الطلاء، وتحكم في سرعة الربط، وتأكد من جودة تشطيب السن اللولبي. ضع علامة "Lu" للأنواع المشحمة.
ما هي أقصى درجات حرارة التشغيل للأنواع المارتنسيتية؟
CH0 و CH1: 400 درجة مئوية؛ CH2: 450 درجة مئوية؛ V و VH و VW: 600 درجة مئوية. قد يؤدي تجاوز هذه الدرجات إلى تدهور الخصائص.
هل يمكن استخدام رموز مواد مختلفة للمسامير والصواميل؟
نعم، وفقًا للجدول 5، ولكن استشر الخبراء لتقييم مخاطر التآكل والتآكل الاحتكاكي.
لماذا يُنصح بالصهر الثانوي لسبائك SD والنيكل؟
فهو يحسن النقاء والتجانس، ويعزز الخصائص الميكانيكية ومقاومة التدهور الناتج عن درجات الحرارة العالية.
كيف يتم حساب مساحة الإجهاد الاسمي As,nom محسوب؟
باستخدام الصيغ التي تتضمن قطر الخطوة d2 والقطر الأصغر د3، وفقًا للبند 9.1.5 لحسابات الأحمال.
