في مجال هندسة البناء والآلات الثقيلة ، مرساة إضراب الصلب الكربوني هو اتصال رئيسي وإصلاح مكون ، ويحدد أدائه مباشرة عمر السلامة والخدمة للهيكل. الصلب الكربوني هو المادة الأساسية ، وتآزر تكوينه الكيميائي ، والبنية المجهرية والمعالجة ، يشكل الخواص الميكانيكية ومتانة الترباس المرساة.
1. التركيب الكيميائي: "خريطة الجين" لقوة الشد
ترتبط قوة الشد من الصلب الكربوني بشكل إيجابي مع محتوى الكربون (C ٪). وفقًا لمعيار ASTM A36 ، يتم التحكم في محتوى الكربون من مسمار مرساة الصلب الكربوني النموذجي في حدود 0.25 ٪ -0.29 ٪ ، وهذه النسبة تحدد توازنًا بين القوة والليونة. عندما يتجاوز محتوى الكربون 0.3 ٪ ، تزداد صلابة المادة ولكن يزداد الهشاشة بشكل كبير ، مما قد يتسبب في الترباس المرساة إلى كسر هش تحت الحمل الديناميكي. في الوقت نفسه ، يمكن لإضافة عنصر المنغنيز (MN) (0.6 ٪ -1.2 ٪) تحسين ترابط حدود الحبوب من خلال تقوية المحلول الصلبة مع الكربون ، وزيادة قوة الشد بنسبة 15 ٪ -20 ٪.
التحقق من الحالة: يستخدم المصنع الصناعي مرساة الصلب الكربوني مع محتوى C بنسبة 0.27 ٪ ومحتوى MN بنسبة 0.9 ٪. تصل قوتها الشد النهائية إلى 580 ميجا باسكال ، وهي أعلى بنسبة 34 ٪ من مراسك الفولاذ المنخفض الكربون العادي ، مما يقاوم بنجاح حمولة الاهتزاز عالية التردد لمعدات الرفع.
2. البنية المجهرية: "الدرع غير المرئي" من المتانة
تعتمد متانة الفولاذ الكربوني على مقاومة البنية المجهرية للتآكل والتعب. من خلال عملية التبريد المتداولة والتحكم في التحكم (TMCP) ، يمكن تحسين نسبة الفريت إلى بيرليت لتشكيل بنية دقيقة (يصل حجم الحبوب إلى الصف 8 أو أعلى). لا تحسن الحبوب الدقيقة من صلابة المادة فحسب ، بل تقلل أيضًا من تراكم الاضطرابات عند حدود الحبوب وتأخير بدء الشقوق. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لإضافة كميات تتبع من النحاس (Cu ، 0.2 ٪ -0.5 ٪) والكروم (CR ، 0.3 ٪ -0.6 ٪) تشكيل فيلم أكسيد كثيف ، مما يقلل من معدل التآكل إلى أقل من 0.02 مم/سنة.
البيانات التجريبية: بعد المقارنة مع اختبار رش الملح (معيار ASTM B117) ، فإن منطقة الصدأ من مسامير مرساة الصلب الكربوني التي تحتوي على CR/CU بعد 720 ساعة هي فقط 1/5 من تلك الموجودة في الصلب الكربوني العادي ، وتمتد عمر الخدمة في البيئة البحرية إلى أكثر من 30 عامًا.
خامسا الاتجاه المستقبلي: اختراقات في علم المواد الذكية
من خلال تطوير مشروع الجينوم المادي وعلوم المواد الحسابية ، يدخل الفولاذ الجديد ذو القوة العالية والكربون الصعبة (مثل الصلب النانوي-بينيت والفولاذ المنجنيز المتوسط) مرحلة التحقق من الهندسة. من خلال التحكم بدقة في توزيع الكربون ومسار تغيير الطور ، من المتوقع أن تتجاوز قوة الشد للجيل الجديد من مسامير المرساة 800 ميجا باسكال مع الحفاظ على مقاومة تآكل ممتازة .
