الفولاذ الكربوني هو سبيكة من الحديد والكربون معروفة بتوازنها بين القوة والمتانة وقابليتها الممتازة للتشغيل الآلي. في التصنيع التجميعي، يقدم الفولاذ الكربوني حلاً فعالاً من حيث التكلفة لإنتاج النماذج الأولية الوظيفية، والأدوات المتينة، والمكونات الميكانيكية ذات جودة الإنتاج. عند معالجته عبر الطباعة ثلاثية الأبعاد للفولاذ الكربوني المتقدمة لدى Neway AeroTech، تحقق هذه المادة كثافة عالية، واستقرارًا ميكانيكيًا قويًا، وتشطيب سطح موثوق به. تجعلها مرونتها مناسبة للتروس، والتجهيزات، والأقواس، والدعامات الهيكلية، ومكونات الهندسة التي تعمل تحت أحمال ميكانيكية متوسطة. تسمح قابلية تنبؤ الفولاذ الكربوني في المعالجة اللاحقة، بما في ذلك المعالجة الحرارية والتشغيل الآلي، للمهندسين بتحقيق صلابة ومتانة ودقة أبعاد مخصصة مع الاستفادة من الحرية الهندسية التي يوفرها التصنيع التجميعي.

المنطقة | الاسم الشائع | الدرجات الممثلة |
|---|---|---|
الولايات المتحدة الأمريكية | الفولاذ الكربوني | 1018, 1045, 1060 |
أوروبا | الفولاذ غير السبائكي | C15E, C45E |
اليابان | الفولاذ الهيكلي الكربوني | S15C, S45C |
الصين | الفولاذ الكربوني | Q235, 45# |
فئة الصناعة | فولاذ كربوني منخفض إلى متوسط | 0.1–0.6% C |
لمتطلبات مقاومة أعلى للتآكل، تعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ مثل 304 أو 316L بدائل مناسبة. عند الحاجة إلى قوة ميكانيكية أعلى، توفر فولاذ التقوية بالترسيب مثل 17-4 PH أو 15-5PH أداءً ممتازًا لنسبة القوة إلى الوزن. للتطبيقات التي تتطلب أقصى قدر من المتانة والصلابة العالية، يقدم فولاذ الأدوات مقاومة فائقة للتآكل. عندما يكون تقليل الوزن مصدر قلق، فإن سبائك التيتانيوم مثل Ti-6Al-4V تقدم خصائص ميكانيكية قوية بكثافة أقل. لمقاومة درجات الحرارة المرتفعة، تتفوق سبائك النيكل مثل Inconel 600 على الفولاذ الكربوني في البيئات الحرارية القاسية.
تم تصميم الفولاذ الكربوني لتوفير توازن بين القدرة على تحمل التكاليف والقوة الميكانيكية وسهولة المعالجة. إنه يعمل كمادة هندسية متعددة الاستخدامات وقابلة للتطبيق على نطاق واسع للمكونات الهيكلية، وأجزاء الآلات، والأدوات عبر القطاعات الصناعية. في التصنيع التجميعي، يتوسع غرضه لتمكين الإنتاج السريع والفعال من حيث التكلفة للنماذج الأولية الحاملة للأحمال، والأجهزة، والتجهيزات، ومكونات الاستخدام النهائي ذات الهندسة المحسنة. تسمح القدرة على تطبيق المعالجة الحرارية وتشطيب السطح بعد الطباعة للمهندسين بضبط الصلابة ومقاومة التعب والاستقرار الأبعادي بدقة.
العنصر | التركيب (%) |
|---|---|
الكربون (C) | 0.1–0.6 |
المنغنيز (Mn) | 0.3–1.0 |
السيليكون (Si) | 0.1–0.4 |
الفوسفور (P) | ≤ 0.035 |
الكبريت (S) | ≤ 0.035 |
الحديد (Fe) | الباقي |
الخاصية | القيمة |
|---|---|
الكثافة | ~7.85 جم/سم³ |
نقطة الانصهار | 1450–1520°م |
التوصيل الحراري | 45–55 واط/م·ك |
المقاومة الكهربائية | ~0.15 ميكرو أوم·م |
السعة الحرارية النوعية | ~490 جول/كجم·ك |
الخاصية | القيمة النموذجية |
|---|---|
قوة الشد | 400–700 ميجا باسكال |
قوة الخضوع | 250–450 ميجا باسكال |
الاستطالة | 15–30% |
الصلابة | 150–250 HB (قبل المعالجة الحرارية) |
المتانة | جيدة |
توازن قوي بين القوة والليونة والمتانة مناسب للنماذج الأولية الوظيفية
خيار مادة فعال من حيث التكلفة للتطبيقات عالية الحجم أو عامة الغرض
قابلية تشغيل آلي جيدة واستجابة متوقعة للقطع والتشطيب
مناسب للمعالجة الحرارية لتحقيق صلابة أعلى أو قوة سطحية
بنية مجهرية مستقرة توفر دقة أبعاد متسقة بعد الطباعة
أداء موثوق به تحت الأحمال الميكانيكية المتوسطة والإجهاد المتكرر
التوصيل الحراري العالي مفيد للأدوات والمكونات الصناعية
توافق جيد مع التصنيع التجميعي للأجزاء الهيكلية والميكانيكية
مقاومة تعب قوية عند معالجتها حرارياً بشكل صحيح
متعدد الاستخدامات لمختلف حالات الاستخدام في السيارات والآلات والصناعة
التصنيع التجميعي: يدعم انصهار سرير المسحوق التصنيع الدقيق للأجزاء الهيكلية من خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد للفولاذ الكربوني لدى Neway.
التشغيل الآلي باستخدام الحاسوب (CNC): سهل التشغيل باستخدام التشغيل الآلي للسبائك الفائقة المتقدم لتحملات ضيقة.
التفريغ الكهربائي (EDM): يمكن معالجة الأشكال الهندسية الداخلية المعقدة والأقسام الصلبة من خلال التفريغ الكهربائي للسبائك الفائقة.
حفر الثقوب العميقة: متوافق مع حفر الثقوب العميقة الدقيق للبوشات، والأعمدة، أو المكونات الهيكلية.
المعالجة الحرارية: يستجيب الفولاذ الكربوني جيدًا للتصلب والتخمير المتحكم فيهما باستخدام المعالجة الحرارية للسبائك الفائقة.
اللحام: قابل للحام باستخدام الممارسات الصناعية القياسية بدعم من لحام السبائك الفائقة.
الصب: متاح أيضًا من خلال تقنيات صب الفولاذ الصناعية.
التصلب والتخمير لتعزيز القوة ومقاومة التآكل
الضغط المتساوي الحرارة الساخن (HIP) عبر HIP لتقليل المسامية الداخلية
التشغيل الآلي الدقيق للتحكم النهائي في التحملات
التلميع والطحن لتحقيق أسطح وظيفية ناعمة
الطلاءات السطحية أو الطلاء الكهربائي للحماية من التآكل
الكربنة أو النتردة لزيادة صلابة السطح
فحص الأبعاد و اختبار المواد للتحقق من الجودة
تشطيب بالتفريغ الكهربائي للتجاويف الداخلية المعقدة
أقواس السيارات، التروس، العلبة، والأجزاء الميكانيكية
مكونات الآلات الصناعية التي تتطلب قوة متوسطة
الأدوات، التجهيزات، والدعامات الهيكلية لخطوط التصنيع
الروبوتات، الأذرع الميكانيكية، لوحات القاعدة، وهياكل المفاصل
أجهزة البناء التي تتطلب المتانة والقدرة على تحمل التكاليف
مكونات الآلات الزراعية وقطع الغيار
عند الحاجة إلى معدن فعال من حيث التكلفة للنماذج الأولية الوظيفية أو أجزاء الإنتاج
عندما تتطلب المكونات قوة متوسطة مع قابلية تشغيل آلي جيدة
عندما تُفضل المواد القابلة للمعالجة الحرارية للحصول على صلابة أو متانة مخصصة
عندما تكون الموثوقية الهيكلية ضرورية دون تكلفة السبائك المتخصصة
عندما يجب إنتاج أشكال هندسية معقدة بشكل أسرع من التشغيل الآلي التقليدي
عندما يمكن تعزيز مقاومة التآكل من خلال المعالجة اللاحقة
عندما لا تكون مقاومة التآكل هي المتطلب الأساسي
عندما تحتاج الدفعات الكبيرة من الأجزاء الصناعية إلى تصنيع تجميعي بأسعار معقولة