صلب العدد والسبائك (42CrMo4)
التشغيل والمعالجة الحرارية واختيار الدرجة للأعمدة والقوالب والتروس وقطع البري في مصر والإمارات والسعودية
صلب العدد والصلب السبائكي يُستخدمان حيث لا يكفي الحديد الأسود من حيث المقاومة أو الصلادة: أعمدة تحت عزم، تروس، بنشرات، قوالب قص وتشكيل، قوالب حقن، ألواح بري، وقطع هيدروليكية. الدرجات الأكثر طلباً في المنطقة هي 42CrMo4 (4140) للأعمدة والقطع عالية المقاومة، و C45 (1045) كخيار متوسط الكربون منخفض التكلفة، و 1.2379 (D2) لقوالب القص والتشكيل، و 1.2344 (H13) لعدد التشغيل الساخن وقوالب صب الألومنيوم، و 1.2311 (P20) لقوالب حقن البلاستيك. تشغّل كت لينك هذه الدرجات بالفرايز والخراطة CNC وتنسق التقسية والمراجعة والتجليخ عبر ورش معالجة حرارية شريكة.
تغطي هذه الصفحة اختيار الدرجة حسب التطبيق، وحالة التوريد والصلادة الممكنة، وسماحات التشغيل قبل المعالجة الحرارية وبعدها، وما تكتبه في الرسم حتى تصل القطعة بالصلادة والتشطيب الصحيحين.
اختيار الدرجة
يعتمد الاختيار على ثلاثة أسئلة: هل تحتاج القطعة تقسية كاملة أم سطحاً صلباً فقط، هل تعمل ساخنة أم باردة، وهل ستُلحم. 42CrMo4 يلبي معظم متطلبات الأعمدة والكوابيل؛ أما صلب القوالب فيُختار حسب البري والصدمات التي يجب أن يتحملها.
الأسعار نسبةً إلى S235JR: C45 أغلى بنحو 20-30%، و 42CrMo4 بنحو 60-80%، و 1.2379 نحو 3-4 أضعاف، و 1.2344 نحو 4-5 أضعاف، قبل المعالجة الحرارية. المخزون في القاهرة ودبي والرياض غالباً قضبان دائرية ومسطحة؛ الألواح الكبيرة من 1.2379 قد تحتاج 1-2 أسبوع استيراد.
| درجة EN / DIN | مكافئ AISI | حالة التوريد | الصلادة بعد المعالجة | الاستخدام المعتاد |
|---|---|---|---|---|
| C45 (1.0503) | 1045 | منظّم، 170-210 HB | تقسية حثية 50-55 HRC سطحياً | مسامير محورية، أعمدة خفيفة، خوابير |
| 42CrMo4 (1.7225) | 4140 | مقسى ومراجع QT، 28-34 HRC | كامل 40-45 HRC، نترتة 58-62 HRC سطحياً | أعمدة، تروس، مسامير، قطع هيدروليك |
| 16MnCr5 (1.7131) | 5115 | ملدّن، 150-200 HB | تقسية سطحية كربونية 58-62 HRC | تروس، كامات، أعمدة مسننة |
| 1.2379 (X153CrMoV12) | D2 | ملدّن، حد أقصى 255 HB | 58-62 HRC | قوالب قص، سكاكين مقص، ألواح بري |
| 1.2344 (X40CrMoV5-1) | H13 | ملدّن، حد أقصى 235 HB | 44-52 HRC | قوالب صب بالضغط، عدد بثق، بنشرات ساخنة |
| 1.2311 (40CrMnMo7) | P20 | مقسى مسبقاً 28-32 HRC | يُستخدم كما هو | ألواح قوالب حقن، حوامل |
سماحات التشغيل والسماحيات
معظم قطع الصلب السبائكي تُشغّل على مرحلتين: تشغيل أولي في الحالة اللينة أو المقساة مسبقاً، ثم معالجة حرارية، ثم تشغيل نهائي أو تجليخ. التقسية تشوه القطعة بمقدار 0.05-0.15 mm عادةً على بُعد 100 mm للدرجات المبردة بالزيت وحتى 0.3 mm لـ C45 المبرد بالماء، لذلك يجب ترك سماحة تجليخ.
42CrMo4 المقسى مسبقاً عند 28-34 HRC و 1.2311 عند 28-32 HRC يمكن تشغيلهما نهائياً مباشرة بعدد كربيد بسرعة نحو 60-70% من سرعة الحديد الأسود؛ هذا يتجنب التشوه وهو المسار القياسي للأعمدة وألواح القوالب التي لا تحتاج أكثر من 34 HRC.
| المرحلة | السماحية الممكنة | خشونة السطح Ra | السماحة المتروكة |
|---|---|---|---|
| فرايز / خراطة أولية، لين | ±0.1 mm | 3.2-6.3 µm | 0.3-0.5 mm لكل جانب للتجليخ |
| فرايز نهائي، مقسى مسبقاً 28-34 HRC | ±0.02 إلى ±0.05 mm | 0.8-1.6 µm | لا شيء |
| فرايز صلب 50-60 HRC | ±0.01 إلى ±0.02 mm | 0.4-0.8 µm | 0.1-0.2 mm لكل جانب |
| تجليخ أسطواني / مستوٍ | ±0.005 mm، IT5-IT6 | 0.2-0.4 µm | نهائي |
| قطع بالسلك EDM على قالب مقسى | ±0.005 إلى ±0.01 mm | 0.8-1.6 µm | نهائي |
خيارات المعالجة الحرارية
التقسية الكاملة (تبريد ومراجعة) تغير المقطع كله؛ التقسية السطحية والنترتة تقسّيان السطح فقط مع الاحتفاظ بقلب متين. النترتة عند 500-550 °C لا تسبب تشوهاً يُذكر، ولذلك هي التشطيب المفضل لأعمدة 42CrMo4 ومجاري التوجيه المجلّخة للمقاس مسبقاً. التقسية الكربونية لـ 16MnCr5 تضيف طبقة صلبة 0.6-1.2 mm وتتطلب تجليخاً بعدها.
درجة حرارة المراجعة تحدد الصلادة النهائية: 42CrMo4 المراجَع عند 550 °C يعطي نحو 32 HRC، وعند 450 °C نحو 40 HRC. حدد نطاق الصلادة في الرسم، مثلاً 40-45 HRC، وليس كلمة مقسى فقط.
- تبريد ومراجعة (42CrMo4, C45): 28-45 HRC كامل، تشوه 0.1-0.3 mm
- تقسية حثية (C45, 42CrMo4): 50-58 HRC بعمق 2-4 mm على أسطح محددة
- تقسية كربونية (16MnCr5): 58-62 HRC، طبقة 0.6-1.2 mm، تجليخ لازم
- نترتة بالغاز أو البلازما (42CrMo4, 1.2344): 55-65 HRC، 0.2-0.5 mm، تشوه مهمل
- تقسية بالتفريغ (1.2379, 1.2344): 44-62 HRC، سطح نظيف، تشوه منخفض، 2-3 مراجعات
الصدأ والتداول في مناخ المنطقة
لا شيء من هذه الدرجات ستانلس ستيل. عمود 42CrMo4 مجلّخ متروك دون حماية في ورشة بالدمام يُظهر صدأً سريعاً خلال يوم. تُسلّم القطع المجلّخة مزيتة وملفوفة في ورق VCI؛ للتخزين فوق أسبوعين أو للقطع في مناطق الغسيل أضف أكسيد أسود أو فسفتة أو كروم صلب أو سطحاً منترتاً. قوالب الساحل الرطب كثيراً ما تُطلى كروماً 10-20 µm على أسطح العمل.
حرارة الصيف المرتفعة لا تؤثر على القطع المقساة في الخدمة، لكن لا تُشحن قوالب 1.2379 ولا تُخزن فوق 60 °C في حاوية مغلقة مع قطع مبتلة؛ التكثف على سطح D2 مقسى يسبب تنقراً خلال ساعات.
حدود اللحام
يمكن لحام 42CrMo4 و C45 مع تسخين مسبق 200-300 °C ومراجعة بعد اللحام، لكن التجميعات الملحومة تفقد الصلادة الموضعية وتكون عرضة للتشقق؛ صمم الأعمدة كقطعة مشغولة واحدة ما أمكن. 1.2379 و 1.2344 يُلحمان للإصلاح فقط بأقطاب مطابقة وتسخين مسبق كامل، وعادة في ورشة قوالب لا ورشة تصنيع. 1.2311 قابل للحام لإصلاح القوالب مع تسخين مسبق 250 °C.
إرشادات التصميم
- حدد الصلادة كنطاق (مثلاً 40-45 HRC) وموضع الاختبار، وليس الدرجة فقط.
- اترك 0.3-0.5 mm لكل جانب للتجليخ في أي بُعد أضيق من ±0.05 mm يُقسّى بعد التشغيل.
- اجعل الأركان الداخلية في القوالب المقساة R0.5 mm على الأقل؛ الأركان الحادة نقاط بدء تشقق أثناء التبريد.
- للأعمدة تحت 34 HRC اطلب 42CrMo4 QT مقسى مسبقاً وشغّله نهائياً مباشرة؛ تجاوز خطوة المعالجة الحرارية.
- ابعد مجاري الخوابير والثقوب العرضية عن أكتاف العمود بمسافة 1.5 ضعف قطر العمود على الأقل لتقليل تركيز الإجهاد.
- استخدم النترتة بدلاً من التقسية الكربونية عندما تكون القطعة مجلّخة للمقاس ويجب أن يبقى التشوه تحت 0.02 mm.
- أضف قلاووظ أو ثقب مركزي للرفع في أي قطعة فوق 25 kg؛ الأسطح المقساة تتشظى بسهولة من جنازير الرفع.
التطبيقات
| الصناعة | أمثلة القطع | الخامة المعتادة |
|---|---|---|
| الماكينات والمصنعين | أعمدة إدارة، تروس، كوبلنجات | 42CrMo4 QT, 16MnCr5 |
| التعبئة والسيور | سكاكين قص، تابعات كامات، بكرات | 1.2379, 42CrMo4 حثي |
| البلاستيك والقولبة | ألواح قوالب، قلوب، ألواح طرد | 1.2311, 1.2344 |
| صب الألومنيوم بالضغط | إدخالات قوالب، قلوب، جلب صب | 1.2344 عند 46-50 HRC |
| النفط والغاز | أعمدة صمامات، مكونات رأس بئر، قطع مفاتيح | 42CrMo4, 34CrNiMo6 |
| معدات الإنشاء | مسامير محورية، جلب، محولات أسنان جرافات | C45 حثي, 42CrMo4 |
| عدد تشكيل الصاج | بنشرات، قوالب، عدد مكابس الثني | 1.2379, 1.2842 |
التسعير ومدة التنفيذ
يتحدد سعر قطعة صلب العدد بدرجة الخامة ومقاس المخزون (خام لوح 1.2379 قد يكلف أكثر من التشغيل نفسه)، وبحجم التشغيل والسماحية (إزالة 70% من كتلة للوصول إلى جيب، أو الالتزام بـ ±0.01 mm بالتجليخ، يضاعف ساعات الماكينة)، وبمسار المعالجة الحرارية (تقسية بالتفريغ مع ثلاث مراجعات ثم تجليخ تضيف 3-5 أيام عمل ورسم دفعة ثابتاً). القطع المشغولة فقط من 42CrMo4 أو 1.2311 المقسى مسبقاً تُشحن خلال 5-8 أيام عمل؛ القطع المقساة والمجلّخة تحتاج 10-15 يوم عمل؛ ومقاسات الألواح الخاصة المستوردة تضيف 7-10 أيام عمل.
الأسئلة الشائعة
ليس عادةً. التشغيل والتبريد والمراجعة والتجليخ النهائي تستغرق 10-12 يوم عمل في مصر أو الإمارات. إذا كانت 30-34 HRC مقبولة نشغّل قضيب QT مقسى مسبقاً ونسلّم خلال 5-7 أيام عمل.
ارفع ملف STEP مع الدرجة ونطاق الصلادة وتشطيب السطح، واستلم عرض سعر ملزماً خلال 12 ساعة.