مقاطع الفولاذ: الدليل النهائي

I. تصنيف الملامح

1. فولاذ المقطع البسيط

① فولاذ مربع - فولاذ مربع مدلفن على الساخن، فولاذ مربع مسحوب على البارد;

② الصلب المستدير - الصلب المستدير المدلفن على الساخن، الصلب المستدير المطروق، الصلب المستدير المسحوب على البارد

③ قضيب سلكي;

④ فولاذ مسطح;

⑤ فولاذ زنبركي مسطح;

⑥ فولاذ بزاوية - فولاذ بزاوية متساوية, زاوية غير متساوية الفولاذ;

⑦ فولاذ مثلث

⑧ فولاذ سداسي الشكل;

⑨ فولاذ على شكل قوس;

⑩ فولاذ بيضاوي الشكل

2. فولاذ المقطع المعقد

① شعاع I-شعاع - شعاع I-beam عادي، شعاع I-beam خفيف

② فولاذ القناة - فولاذ القناة المدرفلة على الساخن (فولاذ القناة العادية، فولاذ القناة الخفيفة)، فولاذ القناة المثنية

③ شعاع H (يُعرف أيضًا باسم شعاع I-ساق عريض)

④ السكك الحديدية الفولاذية - السكك الحديدية الثقيلة، والسكك الحديدية الخفيفة، وسكك حديد الرافعات، والسكك الحديدية الخاصة الأخرى

⑤ إطار النافذة الفولاذي

⑥ أكوام الصفائح الفولاذية

⑦ الفولاذ المقطوع المثني - الفولاذ المشكل على البارد، الفولاذ المشكل على الساخن

⑧ أخرى

ثانياً. تصنيف الأقسام الكبيرة والمتوسطة والصغيرة في الصلب الإنشائي

ثالثاً قضبان الأسلاك

قضبان الأسلاك عبارة عن منتجات فولاذية دائرية مدلفنة على الساخن، يتراوح قطرها عادةً بين 5 و9 مم، مع وجود أنواع مختلفة من الفولاذ الخيطي أقل من 10 مم. يتم توريدها في المقام الأول في شكل لفائف، يتم إنتاجها بواسطة ماكينات لف متطورة، وتُعرف أيضًا باسم قضبان اللف أو القضبان الملفوفة.

تشمل الاستخدامات الأساسية لقضبان الأسلاك التعزيز في الهياكل الخرسانية المسلحة، والمكونات في تطبيقات اللحام، وكمواد خام لمزيد من المعالجة مثل سحب الأسلاك وتصنيع الدبابيس.

وفقًا لتصنيفات الصناعة، تشمل قضبان الأسلاك عدة أنواع:

1. قضبان لفائف الصلب العادي منخفض الكربون المدرفلة على الساخن
2. لحام قضبان اللحام اللولبية
3. قضبان لفائف أسلاك التفجير
4. قضبان لفائف الخيوط اللولبية المروية
5. قضبان لفائف عالية الجودة

النوع الأكثر شيوعًا هو القضبان الملفوفة على الساخن من الفولاذ العادي منخفض الكربون، وغالبًا ما يشار إليها باسم قضبان الأسلاك العادية. يتم دحرجتها على الساخن من الفولاذ الكربوني العادي من درجة Q195 أو Q215 أو Q235، بأقطار اسمية تتراوح بين 5.5 مم و14.0 مم.

تستخدم طرق الإنتاج الحديثة مطاحن قضبان الأسلاك عالية السرعة بدون لف، تليها عمليات تبريد محكومة. وتتيح هذه التقنية المتقدمة نطاق قطر أوسع يتراوح بين 5.5 و22.0 مم وزيادة أوزان اللفائف بشكل كبير. وفي حين أن وزن اللفائف التقليدية يتراوح بين 100-200 كجم، يمكن للمرافق الحديثة إنتاج لفائف يصل وزنها إلى 2500 كجم، مما يعزز الكفاءة في المعالجة والمناولة اللاحقة.

تُستخدم قضبان الأسلاك العادية على نطاق واسع في البناء، وسحب الأسلاك، والتعبئة والتغليف، وإنتاج قضبان اللحام، وتصنيع أدوات التثبيت مثل البراغي والصواميل والمسامير. من ناحية أخرى، يتم توفير قضبان الأسلاك عالية الجودة حصريًا كقضبان ملفوفة على الساخن مصنوعة من الفولاذ الهيكلي الكربوني عالي الجودة مثل 08F، 10، 35Mn، 50Mn، 65، 75Mn. وهي تُستخدم كمواد خام لأسلاك الفولاذ الفاخرة، والمنتجات المعدنية المتخصصة، والمكونات الهيكلية الهامة.

ويصنف العرف الصناعي عادةً المنتجات التي يزيد قطرها عن 8 مم على أنها مقاطع جانبية عالية الجودة، بينما تُصنف المنتجات التي يقل قطرها عن 8 مم على أنها منتجات معدنية. وتمتد مراقبة جودة قضبان الأسلاك إلى ما هو أبعد من متطلبات القوة لتشمل اختبارات الثني على البارد وفحوصات الأبعاد، المصممة خصيصًا للاستخدامات المقصودة. وتُعد جودة السطح أمرًا بالغ الأهمية، مع وجود ضوابط صارمة لمنع العيوب مثل الشقوق والطيات والجلبات والحفر والتشويه والشوائب.

وقد أدى التقدم المستمر في تكنولوجيا إنتاج قضبان الأسلاك، بما في ذلك التبريد الدقيق المتحكم فيه وتقنيات الدرفلة المتقدمة، إلى تحسين جودة المنتج واتساقه ونطاق الخصائص التي يمكن تحقيقها. يمكّن هذا التقدم قضبان الأسلاك من تلبية المتطلبات المتزايدة في مختلف التطبيقات عالية الأداء في مختلف الصناعات.

IV. حديد التسليح المضلع المدلفن على الساخن

1. الأنواع والمواصفات

تتشكل تسمية حديد التسليح المدرفل على الساخن المضلع المدلفن على الساخن من الأحرف الأولى HRB والحد الأدنى لنقطة الخضوع للدرجة. وترمز H وR وB على التوالي إلى المدرفلة على الساخن والمضلعة والقضبان. هناك ثلاث درجات من حديد التسليح المضلع المدرفل على الساخن: HRB335 (الدرجة القديمة 20MnSi)، HRB400 (الدرجات القديمة 20MnSiV، 20MnSiNb، 20MnTi)، وHRB500.

2. حديد تسليح ملولب من الفاناديوم من الدرجة الثالثة

① آفاق سوق واعدة لحديد التسليح الملولب من الدرجة الثالثة من الفاناديوم

حديد التسليح الملولب الجديد من الفاناديوم من الدرجة الثالثة (20MnSiV، 400Mpa)، والذي يشتمل على سبائك مثل الفاناديوم والنيوبيوم و تيتانيوم أثناء الإنتاج، يتميز بقوة أعلى، وصلابة أفضل، وأداء لحام فائق، ومقاومة جيدة للزلازل مقارنةً بقضبان التسليح الملولبة العادية من الدرجة الثانية.

في أسواق البناء في البلدان المتقدمة مثل أوروبا، يشكل حديد التسليح الملولب من الدرجة الثالثة 80% من إجمالي حجم حديد التسليح الملولب. وقد وصل استخدام حديد التسليح الملولب عالي القوة من الفاناديوم من الدرجة الثالثة إلى 80-90% في بلدان مثل المملكة المتحدة وألمانيا وأستراليا واليابان.

تم تقديم المواصفات الفنية الجديدة لحديد التسليح الملولب من الدرجة الثالثة في الصين في عام 1995 من قبل وزارة المعادن ووزارة التشييد السابقة، وقد تم دمج المواصفات الفنية الجديدة لحديد التسليح الملولب من الدرجة الثالثة في المعيار الوطني GBJ10-89 "مواصفات تصميم الهيكل الخرساني".

وقد تم تطبيقه منذ 1 يناير 1997 وتم تطبيقه بنجاح في المباني الشاهقة ومحطات الطاقة الكبيرة والجسور والأنفاق والمطارات والمشاريع الهندسية الأخرى، مما يدل على إمكانات سوقية هائلة. وتهدف وزارة التشييد إلى أن يصل حجم حديد التسليح الجديد من الدرجة الثالثة إلى 50% من إجمالي حجم حديد التسليح الملولب بحلول عام 2002، و80% بحلول نهاية "الخطة الخمسية العاشرة".

ومع ذلك، وبسبب عدم كفاية الترويج، لا يزال استخدامه أقل بكثير من حديد التسليح الملولب العادي الملولب من الدرجة الثانية 335Mpa القديم. ولذلك، يلزم الترويج والتسويق بقوة لحديد التسليح الملولب الجديد من الدرجة الثالثة.

② مزايا قضبان حديد التسليح الملولبة من الدرجة الثالثة من الفاناديوم

A. اقتصادية: نظرًا لقوته العالية، فإن حديد التسليح الملولب الجديد من الدرجة الثالثة يوفر 10-151 تيرابايت 3 تيرابايت من الفولاذ مقارنةً بالدرجة الثانية، وبالتالي يقلل من تكلفة البناء.

B. قوة عالية ومتانة جيدة: تُنتج المعالجة بالسبائك الدقيقة نقطة إنتاجية أعلى من 400 ميجا باسكال وقوة شد أعلى من 570 ميجا باسكال، كل 20% أعلى من حديد التسليح الملولب من الدرجة الثانية.

C. مضاد للزلازل: يُظهر حديد تسليح الفاناديوم مقاومة فائقة للانحناء، ومقاومة الشيخوخة، وأداءً منخفضًا في مقاومة الزلازل، مما يجعله أفضل بكثير من حديد التسليح الملولب من الدرجة الثانية في مقاومة الزلازل.

D. قابل للحام: بفضل محتواه الكربوني ≤0.54%، فإنه يوفر قابلية لحام ممتازة، ويستوعب مجموعة متنوعة من طرق اللحام بعمليات بسيطة ومريحة.

E. بناء مريح: يعمل حديد التسليح الملولب الجديد من الدرجة الثالثة على توسيع فجوة البناء، مما يضمن سهولة البناء وجودته.

V. الصلب المدلفن على الساخن H-Steel

توصيف الصلب المدلفن على الساخن H- الصلب المدلفن على الساخن

الصلب H-الفولاذ المدلفن على الساخن، وهو عنصر إنشائي متعدد الاستخدامات، يصنف إلى ثلاث فئات رئيسية: الصلب H-الفولاذ ذو الحافة العريضة (HK)، والصلب H-الفولاذ ذو الحافة الضيقة (HZ)، والصلب H-الفولاذ ذو الحافة الضيقة (HU). وتتبع التسميات الموحدة للصلب H- الصلب الصيغة التالية: الارتفاع H × العرض B × سمك الويب t1 × سمك الحافة t2.

على سبيل المثال، يشير الفولاذ H-steel Q235 أو SS400 200×200×8×12 إلى فولاذ H-steel عريض الحافة بالمواصفات التالية:

• الارتفاع (H): 200 مم
• العرض (ب): 200 مم
• سُمك الويب (t1): 8 مم
• سُمك الشفة (t2): 12 مم
• درجة المواد: Q235 (المعيار الصيني) أو SS400 (المعيار الياباني)

مزايا وتطبيقات الصلب المدلفن على الساخن H- الصلب المدلفن على الساخن

يمثل الفولاذ H-steel تقدمًا كبيرًا في مواد البناء الاقتصادية، حيث يوفر مزيجًا من هندسة المقاطع المثلى والخصائص الميكانيكية الفائقة. وتشمل المزايا الرئيسية ما يلي:

• توزيع إجهاد موحد: تضمن عملية الدرفلة اتساق خصائص المواد في جميع أنحاء المقطع العرضي، مما يقلل من الضغوط الداخلية.
• كفاءة هيكلية محسّنة: بالمقارنة مع عوارض I-العوارض القياسية، يتميز الفولاذ H- الصلب بمعامل مقطع أعلى ونسبة قوة إلى وزن محسّنة، مما قد يقلل من الوزن الهيكلي بنسبة 30-40%.
• كفاءة التصنيع: تعمل الشفاه المتوازية والتقاطعات المتعامدة بين الشفة والشبكة على تسهيل التجميع، مما يقلل من أعمال اللحام والتثبيت بما يصل إلى 25%.
• تعدد الاستخدامات: إن المزيج المتوازن من قدرة القص والثبات المقطعي الذي يتميز به الفولاذ H-steel يجعله مثاليًا لمختلف الاستخدامات.

تشمل التطبيقات الشائعة للصلب H- المدرفل على الساخن ما يلي:

• المنشآت الكبيرة الحجم: المنشآت الصناعية، والمباني الشاهقة، وأساسات الآلات الثقيلة
• البنية التحتية: الجسور والهياكل البحرية وأكوام الأساسات
• الهندسة الميكانيكية: معدات الرفع، وآلات النقل، والأقواس المتينة

إن الخصائص الفريدة للصلب H-steel تجعل منه خيارًا مفضلاً في المشروعات التي يكون فيها الاستخدام الأمثل للمواد، والسلامة الهيكلية، وسهولة التصنيع من الاعتبارات الأساسية.

سادسًا. الفولاذ المشكل على البارد

الصلب المشكل على البارد هو فولاذ اقتصادي وخفيف الوزن ورقيق الجدران مادة الصلبوالمعروف أيضًا باسم التشكيل الجانبي المشكل على البارد أو التشكيل الجانبي المشكل على البارد. يتم تشكيلها عن طريق ثني الفولاذ المدلفن على الساخن أو الفولاذ المدلفن على البارد إلى أشكال وأحجام مقطعية مختلفة. يتميز الفولاذ المشكل على البارد بالخصائص التالية:

1. مقطع عرضي اقتصادي وعقلاني، موفر للمواد. يمكن تصميم شكل المقطع العرضي للفولاذ المشكل على البارد وفقًا للاحتياجات، مع هيكل معقول ومعامل مقطعي أعلى لكل وحدة وزن مقارنة بالفولاذ المدلفن على الساخن.

تحت نفس الحمل، يمكن تقليل وزن المكونات، مما يوفر المواد. وعند استخدامه في هياكل المباني، يمكن أن يوفر الفولاذ المشكل على البارد 38-501 تيرابايت 3 طن من المعدن مقارنة بالفولاذ المدرفل على الساخن، وعند استخدامه في الآلات الزراعية والمركبات، يمكن أن يوفر 15-601 تيرابايت 3 طن من المعدن. وهذا يسهل عملية البناء ويقلل من التكاليف الإجمالية.

2. أصناف متنوعة، قادرة على إنتاج مقاطع فولاذية مشكلة على البارد بسماكة جدار موحدة وأشكال مقطعية معقدة يصعب إنتاجها باستخدام طرق الدرفلة على الساخن العامة، وكذلك الفولاذ المشكل على البارد المصنوع من مواد مختلفة.

3. سطح المنتج أملس وجذاب، بأبعاد دقيقة، ويمكن تعديل الطول بمرونة وفقًا للاحتياجات. يتم توفيرها بالكامل وفقًا للحجم أو أحجام متعددة، مما يحسن من استخدام المواد.

4. يمكن تنسيق عملية الإنتاج مع عمليات التثقيب وغيرها من العمليات لتلبية الاحتياجات المختلفة.

يأتي الصلب المشكل على البارد في مجموعة متنوعة من الأنواع. من من منظور المقطع العرضي، هناك أنواع مفتوحة وشبه مغلقة ومغلقة. وتشمل المنتجات الرئيسية فولاذ القناة المشكلة على البارد، والفولاذ ذو الزوايا، والفولاذ على شكل حرف Z، والصفائح الفولاذية المموجة المشكلة على البارد، والأنبوب المربع، والأنبوب المستطيل, اللحام الكهربائي أنابيب فولاذية ذات شكل خاص، وباب مصراع دوارة، إلخ.

يبلغ سمك الفولاذ المشكّل على البارد الذي يتم إنتاجه عادةً أقل من 6 مم وعرضه أقل من 500 مم. تستخدم المنتجات على نطاق واسع في صناعات مثل التعدين والبناء والآلات الزراعية والنقل والجسور والبتروكيماويات والصناعات الخفيفة والإلكترونيات.

سابعاً. ملفات تعريف عالية الجودة

المقاطع عالية الجودة عبارة عن أشكال مصنوعة من الفولاذ عالي الجودة، مصنفة إلى مدرفلة على الساخن (مطروقة)، ومسحوبة على البارد (مسحوبة)، وأنواع أخرى.

تشمل الملامح المدرفلة على الساخن (المطروقة) عالية الجودة الفولاذ الهيكلي الكربوني وفولاذ الأدوات الكربوني وسبائك الفولاذ الهيكلي والفولاذ الزنبركي والفولاذ المقاوم للصدأ, تحمل الصلبوسبائك الفولاذ للأدوات، وفولاذ القوالب، وفولاذ الأدوات عالي السرعة.

تشمل الملامح عالية الجودة المسحوبة على البارد (المسحوبة) الفولاذ الهيكلي الكربوني وفولاذ الأدوات الكربوني وسبائك الفولاذ الهيكلي والفولاذ الزنبركي والفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المحمل وسبائك الفولاذ المحمل وسبائك الفولاذ للأدوات والفولاذ عالي السرعة وفولاذ القطع الحر والفولاذ الموجه على البارد وS/5A. S/5A هو منتج يستخدم غالبًا في صناعة قذائف المدفعية وأطراف الرصاص.

وهناك أصناف أخرى من التشكيلات المتخصصة عالية الجودة، بما في ذلك الفولاذ المجوف، ومواد أسطوانات الأكسجين، والفولاذ الموجه على البارد، والحديد الصناعي النقي، والفولاذ المدرفل على الساخن الحر، والفولاذ المدرفل على الساخن الحر، وD60، وS/5A، وF18، وF11، وغيرها. والقلة الأخيرة هي مواد من الدرجة العسكرية.

يأتي الفولاذ المسطح عالي الجودة بأحجام مختلفة، حيث يصنف الفولاذ الدائري والمربع حسب نطاق المواصفات، مثل 8-10 مم، 11-15 مم، 18-20 مم، 205-245 مم. يصنف الفولاذ المسطح حسب مساحة المقطع العرضي إلى مسطحات كبيرة ومتوسطة وصغيرة. لا يتم تصنيف الفولاذ السداسي حسب النطاق.

ومع ذلك، لا يمكن أن تحل مجموعة من الفولاذ عالي الجودة محل المواصفات المحددة، والتي يجب أن تكون متوفرة في الوثائق. مواصفات المقاطع الجانبية عالية الجودة بسيطة، حيث أن معظمها من الفولاذ المستدير. بالإضافة إلى ذلك، يتوفر الفولاذ المربع، والفولاذ المسطح، والفولاذ السداسي، والفولاذ المجوف، والأشكال الخاصة.

تأتي انحرافات الأبعاد للصلب المدلفن على الساخن (المطروق) المستدير والمربع والسداسي عالي الجودة في الدقة العادية والدقة العالية. تتميز الملامح المسحوبة على البارد بأبعاد أكثر دقة وأسطح أكثر سلاسة، وبعضها مصقول أو مطحون بشكل أكبر.

يسمى الفولاذ المستدير ذو الأسطح المصقولة من خلال الصقل أو الطحن بالفولاذ اللامع. ونادراً ما يتم استخدام الملامح عالية الجودة كما هي. وغالبًا ما تخضع لمزيد من المعالجة والمعالجة الحرارية في منشأة المستخدم. ولذلك، بالإضافة إلى ضمان التركيب الكيميائي، من الضروري ضمان الخواص الميكانيكية بعد المعالجة الحرارية.