تشير عبارة "RHC 30-35" إلى نطاق صلابة على مقياس روكويل سي (HRC = 30-35) - وهي خاصية مقيسة، وليست سبيكة أو مواصفات واحدة. "المعادلات" العملية هي الفولاذ وظروف المعالجة الحرارية التي تنتج تلك الصلابة (على سبيل المثال، يتم توفير أو معالجة AISI/SAE 4340، EN24 / 36CrNiMo4 المقسّى بشكل صحيح 4140/4142 المقسّى بشكل صحيح إلى ~HRC 30-35 لأعمدة الدوران والتروس والمكونات الهيكلية).
ما الذي يعنيه "RHC 30-35" في الواقع
السلسلة "RHC 30-35" هو اختصار لنطاق على مقياس صلابة روكويل C (يكتب عادةً HRC 30-35 أو 30-35 HRC). وهي تشير إلى نافذة صلابة مقبولة، عادةً بعد المعالجة الحرارية أو التقسية، وتستخدم في مستندات الشراء/المواصفات للتحكم في خصائص المواد. نظرًا لأن HRC هو الممتلكات، يمكن للعديد من السبائك وحالات المعالجة الحرارية المختلفة أن تتوافق مع نافذة HRC نفسها؛ ولهذا السبب يجب تفسير كلمة "مكافئ" على أنها أنواع مختلفة من الفولاذ أو المعالجات الحرارية التي تنتج نفس الصلابة والغلاف الميكانيكي، وليس اسم سبيكة واحدة بالضبط.
مقاييس الصلابة والمعادلات الرقمية
غالباً ما يحتاج المهندسون إلى تحويلات بين أنظمة الصلابة. تكون التحويلات تقريبية وتعتمد على البنية المجهرية وطريقة الاختبار، ولكن الجدول التالي يعطي المعادلات المستخدمة على نطاق واسع ل لجنة حقوق الإنسان 30-35.
| روكويل C (HRC) | برينل (HB) تقريبًا | فيكرز (HV) تقريبًا | قوة الشد النموذجية (تقريبًا) |
|---|---|---|---|
| 30 HRC | ~286 هكتار | ~302 هكتار | ~حوالي 850-900 ميجا باسكال |
| 31 HRC | ~294 هكتار | ~حوالي 310 فولت هوائي | ~حوالي 880-940 ميجا باسكال |
| 32 HRC | ~301 هكتار | ~318 HV | ~900-970 ميجا باسكال |
| 33 HRC | ~311 هكتار تقريبًا | ~327 فولت هيدروجيني | ~حوالي 930-1000 ميجا باسكال |
| 34 HRC | ~319 HB | ~حوالي 336 هكتار | ~حوالي 960-1030 ميجا باسكال |
| 35 HRC | ~حوالي 327 هكتار | ~345 فولت ضوئي | ~حوالي 990-1060 ميجا باسكال |
الملاحظات:
مخططات التحويل هي مخططات تجريبية وتختلف حسب المصدر؛ الجدول أعلاه هو تقدير تقريبي هندسي لاستخدامه في التحقق من المواصفات/ظهر المظروف فقط. استخدم الاختبار المباشر للقبول النهائي.
درجات الصلب الشائعة "المكافئة" في الممارسة العملية
لأن لجنة حقوق الإنسان 30-35 خاصية، يمكن توريد أو معالجة العديد من أنواع الفولاذ الهيكلي والسبائك الشائعة لهذه الصلابة. يلخص الجدول أدناه الخيارات العملية والمعادلات (EN/UNS/AISI) والاستخدامات النموذجية.
| الاسم/التسمية الشائعة | المعايير/المدونات المكافئة | الحالة النموذجية لـ HRC 30-35 | الاستخدامات النموذجية |
|---|---|---|---|
| 4340 (AISI/SAY 4340) | UNS G43400، EN36/36CrNiMo4 (مماثلة) | التسقية والتلطيف إلى HRC 28-36 (التسليم الشائع في المتجر 30-35) | معدات الهبوط، والأعمدة، والمكونات الهيكلية عالية القوة. |
| 4140 / 4142 | AISI 4140 (قابل للمقارنة EN 42CrMo4) | مروي بالزيت/الغاز ومخفف إلى ~HRC 27-34 حسب القسم | التروس والدبابيس والأعمدة التي تتطلب صلابة معتدلة |
| EN24 / 36CrNiMo4 | EN36 (المملكة المتحدة EN24 تاريخياً) | معالجة حرارياً من أجل الصلابة؛ وعادةً ما يتم تسليمها إلى HRC ~ 30-34 | المطروقات الحرجة لفضاء الطيران/السيارات |
| 52100 (فولاذ محمل) | SAE 52100 | يمكن تقويتها إلى درجة أعلى من HRC؛ يمكن تقويتها إلى 30-35 لسباقات المحامل في بعض الحالات | المحامل والسباقات (احذر: البنية المجهرية مختلفة، وقابلية اللحام محدودة) |
| الفولاذ الصلب الصلب (على سبيل المثال، عائلة C300) | AMS 6514/AMS 6515 (AMS 6514/AMS 6515) | غالبًا ما يتم تعتيقه ليعطي صلابة عالية جدًا + قوة متوازنة | أدوات الفضاء الجوي، الأجزاء الهيكلية عالية القوة (كيمياء ومعالجة مختلفة) |
نقطة عملية: AISI/SAE 4340 هي إحدى السبائك الأكثر شيوعًا عندما يطلب المشترون "4340 RHC 30-35" لأنه يمكن معالجتها حراريًا بشكل موثوق حتى في المقاطع الكبيرة.
كيف يصل المصنعون إلى HRC 30-35 (المعالجة الحرارية والعمليات)
يعتمد إنتاج HRC 30-35 على تركيبة السبيكة، وحجم الجزء (سُمك المقطع)، والتحكم في العملية:
-
السبائك المتصلبة (على سبيل المثال، 4140، 4340)
-
المسار العادي: التصلب ← التبريد (الزيت أو الملح المهتاج) ← التبريد.
-
يقع نطاق درجة حرارة التقسية لـ HRC 30-35 عادةً في مزاج متوسط النوافذ (على سبيل المثال، التقسية بين 500-600 درجة مئوية تقريبًا حسب السبيكة والصلابة المستهدفة). تختلف درجات الحرارة الدقيقة باختلاف المزيج المطلوب من الصلابة والقوة.
-
-
التصلب في الحالة مقابل التصلب العابر
-
ينتج عن تصلب الحالة (الكربنة / الكربنة الكربونية) حالة سطح صلبة بينما يظل القلب أكثر صلابة (قد يكون القلب ~HRC 30-35 بينما تكون الحالة أكثر صلابة). حدد صلابة السطح وعمق العلبة بشكل منفصل عند الحاجة.
-
-
سبائك التقطيع والتصلب مع تقدم العمر
-
هذه تستخدم المعالجة بالمحلول + التعتيق لتوليد قوة بدون مارتينسيت الكربون العالي؛ ويتم تحقيق هدف RC 30-35 من خلال ضبط وقت/درجة حرارة التعتيق وتنتج صلابة استثنائية لتلك الشريحة من الصلابة.
-
-
مراقبة العمليات ومراقبة الجودة
-
يتطلب تحقيق درجة صلابة HRC 30-35 متسقة عبر القطعة والهندسة أفران معايرة ووسائط إخماد محكومة وعينات تحقق. بالنسبة للمكونات الحرجة، عادةً ما توفر الشركات المصنعة خرائط الصلابة (قراءات متعددة) وسجلات المعالجة الحرارية.
-
معايير الاختبار والمعايرة والقبول
اختبار روكويل C يتبع الطرق الموحدة (ASTM E18 / ISO 6508). قواعد الجودة الرئيسية:
-
استخدم ماكينات Rockwell التي تمت معايرتها بشكل صحيح وكتل اختبار معتمدة (كتل اختبار معتمدة من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا أو ما يعادلها) للتحقق من دقة الماكينة.
-
بالنسبة للقبول، حدد مواقع العينات وعدد المسافات البادئة لكل بند (على سبيل المثال، في حدود ± 2 HRC تفاوت تفاوت في المواقع المحددة) وما إذا كان سيتم أخذ القراءات على الأسطح النهائية أو على قسائم الاختبار.
-
حيثما تؤثر حالة السطح على القراءة (الخشونة أو الخشنة، أو إزالة الكربنة)، قد يتطلب الأمر صقلًا إضافيًا أو تحضير عينة إضافية.
الآثار المترتبة على التصميم والتطبيق في مركز الموارد البشرية 30-35
-
مقاومة التآكل: توفر HRC 30-35 مقاومة تآكل معتدلة ومناسبة للتروس والأعمدة والمثبتات الميكانيكية متوسطة التحمل.
-
الصلابة: مع ارتفاع الصلابة، تنخفض الصلابة - وغالبًا ما يتم اختيار HRC 30-35 لتحقيق التوازن بين التآكل وصلابة الكسر في المكونات الديناميكية.
-
العمر الافتراضي للإرهاق: أداء الإعياء هو دالة مشتركة للبنية المجهرية والصلابة والإجهادات المتبقية وصقل السطح والتشطيب السطحي والتثقيب بالحقن. بالنسبة لأعمدة الدوران، تعتبر درجة صلابة HRC 30-35 في 4340 حلاً وسطاً شائعاً.
اعتبارات التصنيع واللحام والتشطيب بالقطع واللحام والتشطيب
-
التصنيع الآلي: مواد HRC 30-35 أكثر صلابة من الفولاذ الملدن - استخدم درجة الأدوات المناسبة، وتغذية/سرعة أبطأ، ومواد التبريد. يؤثر قرار التصلب المسبق مقابل قرار التصنيع الآلي بعد التصلب على التكلفة والتشويه.
-
اللحام: سيتطلب العديد من سبائك الفولاذ عند HRC 30-35 معالجة حرارية قبل اللحام وبعد اللحام (PWHT) لتجنب التشقق واستعادة الصلابة. يحتاج الفولاذ منخفض السبائك مثل 4140/4340 إلى إجراءات مؤهلة.
-
تشطيب السطح: يجب تحديد عمليات الطحن، والصقل بالخردق، وعمليات تخفيف الإجهاد عندما يكون عمر الإجهاد أو تحمل الأبعاد أمرًا بالغ الأهمية.
القائمة المرجعية للمشتريات - تحديد RHC 30-35 على الرسومات وأوامر الشراء
عند تحديد RHC 30-35، قم بتضمين ما يلي لتجنب الغموض:
-
الصلابة: 30-35 درجة الحرارة (صراحةً روكويل ج)
-
معيار الاختبار: ASTM E18 أو ISO 6508 (اختر واحدة)
-
تفاصيل طريقة الاختبار: عدد نقاط الاختبار، ومواقع العينات، وإعداد السطح
-
المادة/الدرجة: على سبيل المثال, SAE 4340، مروي ومخفف حتى درجة حرارة 30-35 (أو "مكافئ EN36 / 36CrNiMo4")
-
حالة التسليم: مخطط المعالجة الحرارية، مخطط الفرن، الشهادات (كيميائية + ميكانيكية + خريطة الصلابة)
-
المتطلبات الإضافية: الاختبار غير المتلف (NDT) إذا لزم الأمر، أو قيم الصلابة (Charpy)، أو عمق حالة صلابة السطح للأجزاء المكربنة
أمثلة عملية
طلبت إحدى الشركات المصنعة المورِّدة لأقواس تروس الهبوط 4340 مروي ومخفف حتى 30-35 HRC لأن الهندسة تطلبت صلابة عالية للكسر وقوة تقترب من 1000 ميجا باسكال؛ حيث قام المورد بتسليم كوبونات بقراءات صلابة في خمسة مواقع (31-34 HRC)، ونتائج اختبار الشد ضمن المواصفات، وسجل المعالجة الحرارية - وهذا هو سير العمل الصناعي النموذجي للمكونات الحرجة للسلامة.
الأسئلة الشائعة
-
Q: هل RHC 30-35 درجة مادية؟
A: لا - إنه نطاق صلابة على مقياس Rockwell C. قم دائمًا بإقران الصلابة مع درجة المادة (على سبيل المثال، 4340) في المواصفات. -
Q: ما هي المواد التي تتوافق عادةً مع HRC 30-35؟
A: سبائك الفولاذ مثل 4340 و4140، وبعض أنواع الفولاذ الحامل المقسّى إلى تلك النافذة، وسبائك التقطيع المحددة عند تعتيقها بشكل مناسب. -
Q: ما مدى دقة تحويلات الصلابة (HRC → HB → HV)؟
A: التحويلات تقريبية وتجريبية؛ استخدمها للتخطيط فقط. للقبول استخدم القياس المباشر بالمقياس المحدد. -
Q: هل يمكنني لحام جزء من HRC 30-35؟
A: اللحام ممكن ولكنه يتطلب عادةً التسخين المسبق والتحكم في درجات الحرارة البينية وPWHT اعتمادًا على السبيكة. تحقق من مواصفات إجراءات اللحام (WPS). -
Q: هل يجب أن أشتري المواد المعالجة حرارياً بالفعل أم أشتريها بالماكينة ثم أعالجها حرارياً؟
A: يعتمد ذلك على درجة التحمل ومخاطر التشويه. تقلل المعالجة الآلية بعد التصلب من صعوبة التشغيل الآلي ولكنها تزيد من مخاطر التشويه. في حالة التفاوتات الضيقة، ضع في اعتبارك التصنيع الآلي/التصلب بعد المعالجة الحرارية النهائية وعمليات الطحن. -
Q: ما هي وثائق الاختبار التي يجب أن أطلبها؟
A: تقرير اختبار الطاحونة (MTR) للكيمياء، وخريطة الصلابة (المسافات البادئة المتعددة)، وسجلات المعالجة الحرارية، وأي اختبارات ميكانيكية مطلوبة (الشد/التكهرب). -
Q: هل قيم HRC نفسها قابلة للمقارنة بين السبائك المختلفة؟
A: عدديًا نعم، ولكن تختلف البنية المجهرية - تتصرف HRC 32 في 4340 بشكل مختلف عن HRC 32 في الفولاذ المحمل. قم بتقييم الصلابة والتعب والبيئة بشكل منفصل. -
Q: ما هو تفاوت الصلابة المقبول في الصناعة؟
A: التفاوت الشائع هو ± 2 HRC أو نافذة محددة (على سبيل المثال، 30-35 HRC). للأجزاء الحرجة تشديد حسب الحاجة في ملاحظة الرسم. -
Q: أين يجب قياس الصلابة؟
A: على الهندسة النهائية في مواقع محددة، مع تجنب الشرائح والحواف الرفيعة. تحديد إحداثيات نقطة الاختبار على الرسومات للأجزاء الحرجة. -
Q: ما هي المعايير التي تحكم اختبار صلابة روكويل؟
A: ASTM E18 وISO 6508 هي المعايير الأساسية التي تغطي اختبار صلابة روكويل. استخدم معدات مُعايرة وكتل مرجعية معتمدة (يمكن تتبعها من قبل المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا عند الحاجة).
مراجع موثوقة
- اختبار صلابة روكويل - ويكيبيديا
- ASTM E18 - طرق الاختبار القياسية لصلابة روكويل للمواد المعدنية
- منشور NIST الخاص - قياس صلابة روكويل للمواد المعدنية
- مخطط تحويل الصلابة (HRC ⇄ HB ⇄ HV) - مخطط التحويل الهندسي
التوصيات النهائية
-
أبداً حدد فقط "RHC 30-35" على الرسم - قم دائمًا بإقران الصلابة مع سبيكة القاعدة ومعايير القبول (طريقة الاختبار، وعدد المسافات البادئة، ومقاييس اختبار منتصف المدة).
-
بالنسبة للمقاطع الثقيلة التي تكون فيها الصلابة مهمة، تفضل 4340 / EN36 أو مادة VAR/VIM الممتازة وتتطلب سجلات المعالجة الحرارية.
-
استخدم التحويلات للتخطيط ولكن اطلب اختبار القبول النهائي بنفس المقياس الموضح في الرسم (على سبيل المثال، HRC).
AR 
EN 
JA 
KO 
DE 
IT 
ES