ASTM A108 هي المواصفات الأمريكية الرئيسية لقضبان الصلب الكربوني والسبائك الفولاذية المصنوعة على البارد المستخدمة في الحالات التي تتطلب تفاوتات ضيقة وقابلية تشغيل آلي موثوق بها وأداء ميكانيكي متسق؛ وهي تشمل العديد من الدرجات شائعة الاستخدام (1010 ← 1144 وتسميات أخرى)، وتدعم ظروف المعالجة الحرارية المتعددة، وهي الخيار الصناعي للأعمدة والمثبتات والمحاور والمحاور والمغازل والمكونات المخروطية في الهندسة العامة. يوفر اختيار درجة A108 وشروطها الصحيحة توازنًا يمكن التنبؤ به من حيث القوة والقدرة على التشغيل الآلي واللمسات النهائية للتصنيع بكميات كبيرة أو المكونات الدقيقة لمرة واحدة.
ما يغطي ASTM A108
ASTM A108 هي مواصفات تحدد متطلبات قضبان الصلب الكربوني وسبائك الصلب المشطبة على البارد تنتج في أطوال ولفائف مستقيمة. ويتمثل الهدف الأساسي في توفير قضبان ذات جودة قياسية مناسبة للمعالجة الحرارية، أو للتشغيل الآلي في الأجزاء النهائية، أو للاستخدام في حالة التشطيب في حالة التجهيز لأعمدة القضبان والاستخدامات الإنشائية المماثلة. تضع الوثيقة حدود التركيب الكيميائي، وتحدد الدرجات حسب التسمية العددية (العديد منها يطابق أرقام AISI/SAE الشائعة)، وتحدد الاختبارات المطلوبة ومعايير القبول.
تاريخ موجز والإصدار الحالي
ASTM A108 لها تاريخ طويل (تم اعتمادها لأول مرة في أوائل القرن العشرين) ويتم مراجعتها بشكل دوري. تم إصدار أحدث طبعة معتمدة في عام 2024 (A108-24)، والتي تعكس التوضيحات والتحديثات التحريرية مع الاحتفاظ بالتغطية الأساسية للقضبان الباردة التشطيب. يجب على المشترين والمهندسين ذكر التسمية الكاملة والسنة (على سبيل المثال: "ASTM A108-24") في طلبات الشراء لتجنب الغموض.
كيفية تنظيم A108: الدرجات والترقيم والمعادلات
يسرد A108 العديد من الدرجات - التي يتم التعبير عنها عادةً بأرقام AISI/SAE المألوفة مثل 1010, 1018, 1020, 1045, 1060, 1117, 1144, 12L14, 1215 وغيرها. تحدد كل درجة حدود التركيب، وفي بعض الحالات، الخواص الميكانيكية النموذجية أو تعليمات المعالجة الحرارية. سيشير العديد من الموردين والمصانع إلى تسمية AISI أو SAE المكافئة جنبًا إلى جنب مع درجة A108 لجعل اختيار المواد مباشرة للميكانيكيين والمصممين. وغالبًا ما تقوم كتالوجات الموردين بتعيين درجات A108 لمنتجات القضبان المتاحة تجاريًا.
الدرجة A108 المشتركة → المعادلات → المعادلة
ملاحظة: تعني كلمة "مكافئ" التسميات المرجعية التبادلية شائعة الاستخدام. تأكد دائمًا من الحدود الكيميائية والخواص الميكانيكية للاستخدام الخاص بك.
-
A108 درجة 1018
-
التسمية النموذجية: AISI/SAE 1018, UNS G10180. يتم توريدها على نطاق واسع كـ A108 على البارد 1018.
-
-
A108 درجة 1045
-
التسمية النموذجية: AISI/SAE 1045, UNS G10450. المكافئ الأوروبي المشترك: إن C45 / 1.0503 (C45).
-
-
A108 درجة 1117
-
التسمية النموذجية: AISI/SAE 1117, UNS G11170. مشار إليها في العديد من مواصفات ASTM/SAE (على سبيل المثال، A29، A576).
-
-
A108 درجة 1215
-
التسمية النموذجية: AISI/SAE 1215 (الفولاذ الكربوني المعاد تشكيله المعاد كبريته). يظهر أيضاً في قوائم A108.
-
-
A108 درجة 4140 (عند استدعائه تحت A108 كخيار سبيكة)
-
التسمية النموذجية: AISI/SAE 4140 (فولاذ سبائك الكروم والموليبدينوم). المعادلات الأوروبية: مختلف EN 1.7225 إلخ (تحقق من التفاصيل).
-
التركيبات الكيميائية النموذجية
ملاحظة: نطاقات التركيب الواردة أدناه تمثيلية؛ ويخضع القبول النهائي لإصدار ASTM A108 المذكور في طلب الشراء وشهادات اختبار المورد.
الجدول 1 - النطاقات الكيميائية التمثيلية لدرجات A108 الشائعة (بالوزن %)
| الدرجة (A108 / AISI الشائع) | ج (كربون) | المنجنيز (Mn) | سي (سيليكون) | ع (الحد الأقصى) | ق (كحد أقصى) | ملاحظات خاصة |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1010 | 0.08-0.13 | 0.30-0.60 | ≤0.10 | 0.04 | 0.05 | منخفضة الكربون، وقابلية تشكيل جيدة |
| 1018 | 0.15-0.20 | 0.60-0.90 | ≤0.10 | 0.04 | 0.05 | تصنيع الآلات الفولاذ للأغراض العامة |
| 1020 | 0.18-0.23 | 0.30-0.60 | ≤0.10 | 0.04 | 0.05 | أقوى قليلاً من 1018 |
| 1045 | 0.42-0.50 | 0.60-0.90 | 0.15-0.35 | 0.04 | 0.05 | كربون متوسط لقوة أعلى |
| 1117 | 0.12-0.18 | 0.60-0.90 | ≤0.10 | 0.04 | 0.05 | البديل المحتوي على رصاص لإمكانية تشغيله آلياً بشكل فائق |
| 1144 | 0.40-0.50 | 0.60-1.00 | 0.15-0.35 | 0.04 | 0.05 | تصنيع حر، قوة عالية في حالة الدوران. |
| 12L14 | 0.10-0.15 | 0.60-1.00 | ≤0.10 | 0.04 | 0.06 | رصاصي، تحكم ممتاز في البُرادة للخراطة عالية السرعة. |
الترجمة الفورية: اختر الدرجات منخفضة الكربون (1010/1018) للسحب العميق والثني والتشغيل الآلي المعتدل؛ اختر الكربون المتوسط (1045) للأجزاء التي تحتاج إلى قوة أو صلابة أساسية أعلى بعد المعالجة الحرارية؛ اختر الدرجات المحتوية على الرصاص (1117/1144/12L14) لعمليات الخراطة عالية الإنتاجية.
(المصادر: جداول التركيب ASTM A108 وأوراق بيانات المواد الشائعة).
الخواص الميكانيكية وظروف المعالجة الحرارية
تعتمد السمات الميكانيكية بشكل كبير على الرتبة والحالة (ملدنة أو طبيعية أو مروية ومخففة أو مقلوبة/مطحونة). يغطي A108 تشطيب على البارد بجودة قياسية وتسمح بمجموعة متنوعة من التشطيبات والمعالجات الحرارية لكل درجة.
الجدول 2 - النطاقات الميكانيكية النموذجية
| الصف | الحالة | قوة الشد (ksi / MPa) | العائد (إزاحة 0.2%) (كيلو باسكال/ميجاباسكال) | الاستطالة (%) |
|---|---|---|---|---|
| 1018 | مقلوب، ملدن | 60-75 كسي (415-520 ميجا باسكال) | ~48-60 كسي (330-415 ميجا باسكال) | 15-20% |
| 1045 | تطبيع | 80-110 كسي (550-760 ميجا باسكال) | 60-90 كسي (415-620 ميجا باسكال) | 10-16% |
| 1144 | تحوّل، خفّف من التوتر | 90-130 كسي (620-900 ميجا باسكال) | 70-110 كسي (480-760 ميجا باسكال) | 8-14% 8-14% |
| 12L14 | مقلوب، ملدن | 70-110 كسي (480-760 ميجا باسكال) | 50-90 كسي (345-620 ميجا باسكال) | 10-16% |
الملاحظات:
-
القيم المذكورة أعلاه هي بيانات الطاحونة النموذجية وتختلف حسب المعالجة الحرارية وحجم المقطع. بالنسبة للتصميم، استخدم دائمًا تقارير اختبار المورد (شهادات اختبار الطاحونة) المرتبطة برقم الحرارة المحدد.
تفاوتات الأبعاد، والتشطيبات السطحية، والأشكال المتاحة
تحدد المواصفات A108 التفاوتات المسموح بها للقضبان المدرفلة على البارد (الدائرية والمربعة والسداسية والمسطحة) وتسمح للرسومات بتحديد التشطيبات المقلوبة أو الأرضية أو المصقولة. وينتج عن التشطيب على البارد تحكمًا أكثر دقة في الأبعاد وسلامة سطح أفضل مقارنةً بالقضبان المدرفلة على الساخن.
الأشكال الشائعة:
-
أطوال مستقيمة (مقطوعة حسب الطول).
-
قضبان ملفوفة على البارد (لبعض الدرجات).
-
قضبان مقلوبة ومطحونة ومصقولة لتطبيقات المحامل والأعمدة.
غالبًا ما يتم ذكر فئات التفاوت المسموح به في كتالوجات الموردين؛ عندما تكون هناك حاجة إلى مقاسات ضيقة، اذكر درجة التشطيب والتفاوت المسموح به (على سبيل المثال، "خراطة ومطحونة حتى ± 0.002 بوصة") في الطلب. تُدرج McMaster والموزعون الرئيسيون قائمة بأحجام المخزون وفئات التفاوت المسموح بها لأصناف A108.
طرق التصنيع وضوابط الجودة
خطوات الإنتاج النموذجية لقضيب A108 المشطوب على البارد:
-
إنتاج البليت المشغول على الساخن (الصهر والصب والدرفلة على الساخن).
-
التشطيب على البارد عن طريق السحب أو الدرفلة على البارد أو الخراطة لتحقيق الأبعاد والتشطيب السطحي.
-
المعالجة الحرارية (إذا كان ذلك مطلوبًا حسب الدرجة).
-
الاختبار - التحليل الكيميائي، واختبار الشد، وفحوصات الصلابة، وأحيانًا اختبار التحديد الإيجابي للمواد (PMI) أو الاختبار بالموجات فوق الصوتية للأجزاء الحرجة.
-
تقرير اختبار الطاحونة (MTR) مصاحبة لكل دفعة، مع توثيق الامتثال للإصدار المحدد من ASTM A108.
يجب على المشترين أن يطلبوا إجراء استعراض منتصف المدة الكامل، وعند الضرورة، إجراء فحص من طرف ثالث أو اختبار شاهد للمكونات الهيكلية الحرجة.
التطبيقات النموذجية وقواعد الاختيار
تخدم قضبان A108 الصناعات بما في ذلك السيارات، والآلات الزراعية، والهندسة العامة، ونقل الطاقة (الأعمدة، والدبابيس)، والمثبتات، ومغازل الأدوات. قواعد الاختيار:
-
لعمليات الخراطة عالية الإنتاجية، اختر درجات الخراطة الحرة (1117، 1144، 12L14).
-
بالنسبة للقِطع التي تتطلب قوة قلب أعلى أو تصلب علبة، استخدم 1045 أو نوع أعلى من الكربون وحدد المعالجة الحرارية.
-
بالنسبة للأعمدة التي تتطلب تركيزًا وتشطيبًا محكمًا، حدد تشطيبًا مخفوقًا ومطحونًا بالإضافة إلى نطاق تفاوت مناسب.
ملاحظة حالة: قام أحد المصنّعين بالتبديل من 1018 إلى 1144 للاقتران المخروطي بتوفير 221 تيرابايت 3 تيرابايت من زمن الدورة لكل جزء بسبب تحسين التحكم في البُرادة وانخفاض تآكل الأداة - مثال على كيفية تأثير اختيار المواد على اقتصاديات التصنيع.
التصنيع، والتصنيع الآلي، واللحام، والتشطيب السطحي
التصنيع الآلي: يمكن تشغيل الدرجات منخفضة السبائك ومنخفضة الكربون بسهولة؛ توفر الدرجات المحتوية على الرصاص تحكمًا ممتازًا في البُرادة ومعدلات تغذية أعلى. اختيار الأدوات: إدخالات كربيد للسرعة العالية؛ HSS مقبولة للورش الصغيرة.
اللحام: العديد من درجات A108 قابلة للحام، ولكن توقع انخفاض قابلية اللحام مع زيادة محتوى الكربون (على سبيل المثال، 1045). قد تكون هناك حاجة إلى التسخين المسبق والتحكم البيني والمعالجة الحرارية بعد اللحام للأقسام السميكة أو التطبيقات الحرجة.
معالجات السطح: تشمل المعالجات الشائعة المعالجة بالنيترة، والكربنة (على درجات الكربون المتوسطة)، والفوسفات، وأنظمة الطلاء أو الطلاء المختلفة للحماية من التآكل.
أفضل ممارسات التفتيش، والاعتماد، والتتبع، والتتبع
اطلب دائماً:
-
تقرير اختبار المطحنة الكامل (التحليل الكيميائي والاختبارات الميكانيكية).
-
إمكانية تتبع الرقم الحراري على كل حزمة أو قطعة.
-
تقارير فحص الأبعاد إذا تم طلب تفاوتات ضيقة.
-
مراجعة الشهادة مطابقة لإصدار ASTM المذكور في أمر الشراء.
بالنسبة للأجزاء ذات الأهمية الحرجة للسلامة، أضف بنود الفحص من طرف ثالث أو الفحص غير المتلف (NDT) في العقد.
قائمة التحقق من المشتريات ومثال على الطلب
قائمة المراجعة:
-
تسمية وسنة ASTM (على سبيل المثال، ASTM A108-24).
-
الرتبة (رقم AISI/SAE على سبيل المثال، 1018).
-
الحالة والتشطيب (مقلوب، مطحون، مصقول).
-
المعالجة الحرارية (التلدين، والتطبيع، والتقسية).
-
الكمية، والأطوال، ونطاق التحمل.
-
متطلبات الفحص (استعراض منتصف المدة، اختبار الفحص غير المباشر، اختبار الشهود).
-
تعليمات التغليف والشحن.
مثال على الطلب
"توريد ASTM A108-24، درجة 1045، قضبان مخروطية ومطحونة على البارد، قطر 1.25 بوصة ± 0.002 بوصة، أطوال 300 مم ± 5 مم، حالة عادية، MTR لكل رقم حراري، 2000 قطعة."
إرشادات الشحن والتخزين والمناولة
-
يُحفظ في أماكن جافة وجيدة التهوية لتجنب التآكل.
-
قم بحماية الأسطح المقلوبة/الأرضية بغلاف ورقي أو مانعات التآكل للشحنات الخارجية.
-
قم بتسمية الحزم حسب الدرجة والرقم الحراري للحفاظ على إمكانية التتبع.
إرشادات الإحالة المرجعية والاستبدال
-
ASTM A29 يغطي القضبان المشغولة على الساخن وغالباً ما يستخدم عندما يكون المخزون المدلفن على الساخن مقبولاً. ويوفر A108 بوجه عام تفاوتات أكثر دقة للتطبيقات المدرفلة على البارد.
-
المعادلات الأوروبية: تختلف معايير EN في التعداد؛ قد لا توجد معادلات مباشرة واحدة لواحد لكل درجة A108. عند الاستبدال، يجب مطابقة الخواص الكيميائية والميكانيكية وتوثيق المعادلة في أمر الشراء.
مصفوفة الاختيار العملي (جدول)
الجدول 3 - مصفوفة الاختيار السريع
| المتطلبات | درجات A108 النموذجية | لماذا |
|---|---|---|
| قابلية عالية للتشغيل الآلي وزمن دورة قصيرة | 12L14, 1117, 1144 | تقلل الدرجات المحتوية على رصاص من تآكل الأداة وتحسن من تكسير البُرادة. |
| قوة أساسية أعلى، يمكن معالجتها بالحرارة | 1045, 1060 | كربون متوسط؛ يستجيب للإخماد/التبريد. |
| منخفض الكربون، قابلية تشكيل جيدة | 1010, 1018 | تشكيل ولحام أسهل. |
| تفاوت الأبعاد الضيق، تشطيب المحامل | مقلوبة ومطحونة 1018 أو 1045 | يعطي التشطيب على البارد سلامة السطح وتركيزه. |
نصائح عملية من مهندسي الإنتاج
-
عند زيادة الإنتاج، قم بإجراء تجارب مقارنة لعمر الأداة بين 1018 و1144؛ في بعض الأحيان يتم تعويض تكلفة المواد المرتفعة قليلاً بتكلفة تصنيع أقل.
-
بالنسبة للدُفعات الصغيرة من الأعمدة الدقيقة، حدد خراطة وأرضية محددة وتطلب هدف خشونة السطح (على سبيل المثال، Ra ≤ 0.8 ميكرومتر).
-
إذا تم طلاء القطع، قم بإجراء اختبارات الالتصاق بعد المعالجة الحرارية النهائية للتحقق من توافق الطلاء.
جداول للرجوع إليها بسرعة
الجدول 4 - نطاقات التفاوتات التمثيلية لقضبان A108 المستديرة المخروطة والأرضية
| القطر الاسمي (بوصة) | التفاوت النموذجي (مقلوب وأرضي) |
|---|---|
| 0.125 - 0.500 | ± 0.001 - 0.003 بوصة |
| 0.501 - 1.000 | ± 0.002-0.004 بوصة |
| 1.001 - 2.000 | ± 0.003-0.003-0.005 بوصة |
(تأكد من نطاقات التفاوت المسموح بها بالضبط مع المورد أو ارجع إلى جداول التفاوت A108 في المعيار).
المزالق الشائعة وكيفية تجنبها
-
الوقوع في مأزق: طلب "A108" بدون سنة الإصدار. إصلاح: قم دائمًا بتضمين السنة (على سبيل المثال، A108-24).
-
الوقوع في مأزق: بافتراض تطابق الخصائص بين المنتج المخروط والمطحون والقضيب المدلفن على الساخن. إصلاح: تحديد درجة التشطيب وفئة التحمل.
-
الوقوع في مأزق: حذف شرط استعراض منتصف المدة. إصلاح: اجعل استعراض منتصف المدة إلزاميًا لكل حصة.
الأسئلة الشائعة
1. ما الفرق الرئيسي بين ASTM A108 و ASTM A29؟
يغطي A108 تشطيب على البارد القضبان ذات التفاوتات والتشطيبات الأكثر دقة؛ يتناول A29 القضبان المشغولة على الساخن والمتطلبات العامة. اقتبس الإصدار القياسي على أمر الشراء.
2. هل يمكنني معالجة أي درجة A108 بالحرارة؟
تقبل العديد من درجات A108 المعالجة الحرارية؛ وتستجيب درجات الكربون المتوسطة بشكل أفضل. تأكد مع المصنع وحدد عملية المعالجة الحرارية المطلوبة في الطلب.
3. هل الرتب المحتوية على رصاص مناسبة للأجزاء الهيكلية؟
تعمل الدرجات المحتوية على الرصاص على تحسين قابلية التشغيل الآلي ولكن يمكن أن تقلل من الصلابة؛ تجنبها في الهياكل الحساسة للسلامة أو الهياكل الحساسة للإجهاد. استخدمها للأجزاء المخروطية غير الهيكلية.
4. كيف يمكنني ضمان إمكانية تتبع المواد؟
طلب تقارير اختبار المطاحن (MTRs) مع أرقام الحرارة، ومطالبة المورد بوضع علامة على الحزم بأرقام الحرارة والدرجة. تضمين بنود التتبع في العقود.
5. ما هي اللمسة النهائية التي يجب أن أطلبها للمحامل الدقيقة؟
مخفوقة ومطحونة بخشونة سطح محددة (على سبيل المثال، Ra ≤ 0.8 ميكرومتر) وتفاوت في النفاذ. التأكيد بالموافقة على العينة.
6. هل يمكن تشكيل مادة A108 على البارد بعد التسليم؟
يمكن ثني وتشكيل الرتب منخفضة الكربون (1010، 1018)؛ أما الرتب متوسطة الكربون فتكون أقل ليونة وقد تتشقق دون تلدين.
7. هل تقبل درجة 1045 الكربنة؟
نعم. 1045 هو خيار شائع لتقسية الحالة بشرط التحكم في حجم المقطع ومعلمات الدورة. حدد دائمًا فحوصات ما بعد المعالجة.
8. هل توجد معادلات EN لدرجات A108؟
لا يوجد تخطيط واحد لواحد دقيق شامل؛ اختر درجات EN من خلال مطابقة الخواص الكيميائية والميكانيكية وتوثيق الاستبدال.
9. ما هي الاختبارات المعتادة عند الاستلام؟
الفحص البصري، وفحص الأبعاد، ومضاهاة الشهادات، وفحص الصلابة (الفحوصات الموضعية)، واختبارات الشد للعينات عندما يتطلب العقد ذلك.
10. كيف يمكنني تخزين القضبان لمنع التآكل؟
احفظه في أماكن داخلية جافة، واستخدم ورق VCI (مثبطات التآكل المتطايرة) للتخزين الطويل وتجنب التلامس المباشر مع الأرضيات الخرسانية.
AR 
EN 
JA 
KO 
DE 
IT 
ES