معيار ASTM A572
ASTM A572 عبارة عن مواصفات للصلب الهيكلي عالي القوة منخفض السبائك (HSLA)، والذي يستخدم على نطاق واسع في التطبيقات الهندسية المتنوعة. ويعزى ذلك إلى خصائصه الميكانيكية الاستثنائية وفوائده الاقتصادية.
التركيب الكيميائي
| المتطلبات الكيميائيةA | |||||||||
| (تحليل الحرارة) | |||||||||
| القطر، سماكة، أو المسافة بين بارال وجوه، في. [مم] لوحات وأشرطة |
هيكل شكل شفة أو رجل سماكة بوصة [مم] |
درجة | السيليكون | ||||||
| الكربون, الأعلى،٪ |
المنغنيز،B الأعلى،٪ |
الفوسفور،I الأعلى،٪ |
الكبريت،I الأعلى، % |
لوحات إلى 1 1/2 بوصة [40 ملم] سميكة، الأشكال مع شفة أو الساق سمك إلى 3 بوصة [75 ملم] شاملاً، ورقة تتراكم. الحانات، زيس، و المحملات المدرفلةC |
لوحات يزيد حجمها عن 1 1/2 بوصة. [40 ملم] سميكة و الأشكال مع شفة سماكة أكثر من 3 بوصة. [75 ملم] |
||||
| الأعلى،٪ | يتراوح،٪ | ||||||||
| 6[150] | الجميع | 42 [290] | 0.21 | 1.35D | 0.030 | 0.030 | 0.40 | 0.15-0.40 | |
| 4[100] E | الجميع | 50 [345] | 0.23 | 1.35D | 0.030 | 0.030 | 0.40 | 0.15-0.40 | |
| 2 1/2 [64] F |
الجميع | 55 [380] | 0.25 | 1.35D | 0.030 | 0.030 | 0.40 | 0.15-0.40 | |
| 2 1/2 [64] F |
أقل من أو يساوي 2 [50] | 60 [415] | 0.26 | 1.35D | 0.030 | 0.030 | 0.40 | 0.15-0.40 | |
| >1/2-2 [13-50] |
>1-2 [25-50] |
65 [450] | 0.23 | 1.65 | 0.030 | 0.030 | 0.40 | 0.15-0.40 | |
| أقل من أو يساوي 1/2[13]H | أقل من أو يساوي 1 | 65 [450] | 0.26 | 1.35D | 0.030 | 0.030 | 0.40 | G | |
| Aيجب أن يحتوي النحاس عند تحديده على الحد الأدنى من المحتوى {{0}}.20% عن طريق التحليل الحراري (0.18% عن طريق تحليل المنتج). | |||||||||
| Bالمنغنيز، على الأقل، عن طريق التحليل الحراري لـ {{0}}.80% (0.75%تحليل المنتج الثانوي) يجب أن يكون مطلوبًا لجميع الألواح التي يزيد حجمها عن 3/8 بوصة.[10 مم ] في السُمك؛ يجب أن يكون الحد الأدنى 0.50% (0.45% حسب تحليل المنتج) مطلوبًا للألواح مقاس 3/8 بوصة [10 مم] وأقل سمكًا، ولجميع المنتجات الأخرى. يجب ألا تقل نسبة المنغنيز إلى الكربون عن 2 إلى 1. | |||||||||
| Cيجب أن تكون القضبان التي يزيد قطرها عن 1 1/2 بوصة [40 مم] أو سماكتها أو المسافة بين الأوجه المتوازية مصنوعة باستخدام الفولاذ المقتول. | |||||||||
| Dلكل تخفيض بمقدار {{0}}.01 نقطة مئوية تحت الحد الأقصى المحدد للكربون، يُسمح بزيادة قدرها 0.06 نقطة مئوية من المنغنيز فوق الحد الأقصى المحدد، بحد أقصى 1.60% | |||||||||
| Eيُسمح بقضبان مستديرة يصل قطرها إلى 11 بوصة [275 مم]. | |||||||||
| Fيُسمح بالقضبان المستديرة التي يصل قطرها إلى 3 1/2 بوصة [90 مم] وتتضمن ذلك. | |||||||||
| Gلم يتم وصف الحجم والدرجة في هذه المواصفات. | |||||||||
| Hيُسمح بمعادلة كيميائية كيميائية بحد أقصى للكربون 0.21% وحد أقصى للمنغنيز 1.65%، مع توازن العناصر كما هو موضح في الجدول 2. | |||||||||
| Iالحد الأقصى لمحتوى الفسفور {{0}}.04% والحد الأقصى لمحتوى الكبريت 0.05% مسموح به للمواد التالية: · الأشكال الهيكلية · تتراكم الورقة · الحانات · لوحات بعرض يصل إلى 15 بوصة [380 مم] |
|||||||||
يشتمل محتوى سبيكة الفولاذ ASTM A572 عادةً على العناصر التالية:
- الكربون (ج): يقتصر عادةً على حد أقصى قدره 0.26%. يعد الكربون عنصرًا أساسيًا يزيد من قوة وصلابة الفولاذ، ولكنه يقلل أيضًا من الليونة.
- المنغنيز (من): تتراوح من 1.35% إلى 1.65%. يضاف المنغنيز لتعزيز قوة الفولاذ وصلابة.
- السيليكون (سي): عادةً حوالي 0.40%. يساهم السيليكون في قوة الفولاذ ويحسن مقاومته للتقشير عند درجات الحرارة العالية.
- الفوسفور (P) والكبريت (S): كلاهما يظل منخفضا، بحدود قصوى {{0}}.04% للفوسفور و0.05% للكبريت. يتم تقليل هذه العناصر لتجنب الهشاشة وضعف قابلية اللحام.
- الكولومبيوم (النيوبيوم)، الفاناديوم، والتيتانيوم: يتم استخدام هذه العناصر في مجموعات محددة لتعزيز قوة الفولاذ وصلابته دون التأثير بشكل كبير على ليونته. يعد استخدام هذه العناصر اختياريًا ويعتمد على المتطلبات المحددة للتطبيق.
تعمل عناصر السبائك هذه معًا لتزويد الفولاذ ASTM A572 بقوته العالية وقابليته الجيدة للحام ومقاومته لمختلف الظروف البيئية، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات الهيكلية مثل البناء والجسور والآلات الثقيلة.
الخواص الميكانيكية
| متطلبات الشدA | ||||||
| درجة | نقطة العائد، دقيقة | قوة الشد، دقيقة | الحد الأدنى للاستطالة،٪B,C,D | |||
| ksi | [ميجا باسكال] | ksi | [ميجا باسكال] | في 8 بوصة. [200 ملم] |
في 2 بوصة. [50 ملم] |
|
| 42 [290] | 42 | [290] | 60 | [415] | 20 | 24 |
| 50 [345] | 50 | [345] | 65 | [450] | 18 | 21 |
| 55 [380] | 55 | [380] | 70 | [485] | 17 | 20 |
| 60 [415] | 60 | [415] | 75 | [520] | 16 | 18 |
| 65[450] | 65 | [450] | 80 | [550] | 15 | 17 |
| Aراجع اتجاه العينة ضمن قسم اختبارات الشد في المواصفات A6/A6M: مواصفات المتطلبات العامة للقضبان والألواح والأشكال والألواح الفولاذية الهيكلية المدرفلة. | ||||||
| Bلا يلزم تحديد الاستطالة للوحة الأرضية. | ||||||
| Cبالنسبة للأشكال ذات الحواف العريضة التي يزيد وزنها عن 426 رطل/قدم [634 كجم/م]، تنطبق الاستطالة بمقدار 2 بوصة [50 مم] بنسبة 19% كحد أدنى. | ||||||
| Dبالنسبة للصفائح التي يزيد عرضها عن 24 بوصة [600 مم]، يتم تخفيض متطلبات الاستطالة بنقطتين مئويتين للدرجات 42،50، و55 [290،345، و380]، وثلاث نقاط مئوية للدرجات 60 و65 [415 و450]. انظر الاستطالة تعديلات المتطلبات في قسم اختبارات الشد في المواصفة A6/A6M: مواصفات المتطلبات العامة للدرفلات قضبان وألواح وأشكال وصفائح الفولاذ الإنشائية. | ||||||
تختلف الخواص الميكانيكية للفولاذ ASTM A572 حسب الدرجة، حيث تقدم كل درجة مستويات مختلفة من القوة والليونة:
- قوة العائد: يتراوح من 290 ميجا باسكال (42،000 رطل لكل بوصة مربعة) للصف 42 إلى 450 ميجا باسكال (65، 000 رطل لكل بوصة مربعة) للصف 65. يسمح هذا النطاق الواسع باستخدام الفولاذ في التطبيقات الهيكلية المختلفة ذات الاستخدامات المختلفة متطلبات الحاملة.
- قوة الشد: يختلف من 420 ميجا باسكال (60,000 رطل لكل بوصة مربعة) إلى 550 ميجا باسكال (80,000 رطل لكل بوصة مربعة)، حسب الدرجة. تضمن قوة الشد الأعلى أن يتحمل الفولاذ أحمالًا كبيرة دون أن ينكسر.
- الحد الأدنى للاستطالة: تتراوح من 20% -15% لبوصة 8. تتراوح من 24% -17% لبوصة 2. يعكس قدرة الفولاذ على التشوه قبل الكسر. تسمح الليونة الجيدة للفولاذ بامتصاص الطاقة ومقاومة الفشل المفاجئ، مما يجعل تشكيله أسهل وأكثر موثوقية في ظل ظروف التأثير أو التحميل الزائد.
معًا، تجعل هذه الخصائص الميكانيكية من الفولاذ ASTM A572 خيارًا متعدد الاستخدامات وموثوقًا لمجموعة واسعة من التطبيقات الهيكلية، مما يضمن قدرته على التعامل بأمان وفعالية مع الأحمال والضغوط التي تواجهها في ظروف العالم الحقيقي.
التطبيقات
يستخدم الفولاذ ASTM A572 على نطاق واسع في العديد من الصناعات بسبب قوته وتعدد استخداماته:
بناء:
يشيع استخدامها في تشييد المباني والجسور والمكونات الهيكلية الأخرى مثل الكمرات والأعمدة والعوارض.
الآلات الثقيلة:
يستخدم في صناعة المعدات الثقيلة مثل الرافعات والرافعات والحفارات، وكذلك في التروس والأعمدة وغيرها من الأجزاء عالية القوة.
السيارات والنقل:
يستخدم في إطارات الشاحنات والمقطورات وعربات السكك الحديدية بسبب قوته ومقاومته للصدمات.
بنية تحتية:
يعمل في بناء الطرق السريعة والمطارات والأنفاق، وكذلك في منصات الحفر البحرية ومنصات النفط.
المزايا
قوة عالية:
إن قوة التحمل والشد العالية التي يتميز بها الفولاذ تجعله مثاليًا للهياكل الحاملة والتطبيقات الثقيلة.
قابلية اللحام ممتازة:
إنه قابل للحام بسهولة باستخدام التقنيات الشائعة، مما يسمح بالتصنيع والتجميع بكفاءة.
فعالة من حيث التكلفة:
على الرغم من خواصه الميكانيكية الفائقة، فإن الفولاذ ASTM A572 غير مكلف نسبيًا مقارنة بدرجات الفولاذ الأخرى عالية القوة.
براعة:
متوفر في أشكال مختلفة (ورقة، شريط، لوحة) وأشكال (مدرفلة على الساخن، ملدنة، أو مسحوبة على البارد)، ويمكن استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات.
بشكل عام، يوفر الفولاذ ASTM A572 مزيجًا من القوة والمتانة والفعالية من حيث التكلفة، مما يجعله خيارًا شائعًا للعديد من التطبيقات الهيكلية والهندسية.
