شرح أرقام صلب AISI/SAE: قراءة 4140 و1045 و304

الخانات الأربع في 4140 والخانات الثلاث في 304 تأتي من منطقين مختلفين داخل نظام أمريكي واحد. يفك هذا الدليل شفرة كليهما، بما في ذلك حروف B وL وH المخفية داخل رموز الدرجات.

نظام الصلب الكربوني والسبائكي ذو الخانات الأربع

بالنسبة للصلب الكربوني والسبائكي، يتكون رمز SAE/AISI من أربع خانات:

الخانة الأولى — عائلة السبيكة: 1 = كربون، 2 = نيكل، 3 = نيكل-كروم، 4 = موليبدينوم (بما في ذلك Cr-Mo وNi-Mo)، 5 = كروم، 6 = كروم-فاناديوم، 7 = تنغستن، 8 = نيكل-كروم-موليبدينوم، 9 = سيليكون-منغنيز.
الخانة الثانية — المحتوى التقريبي لعنصر السبك الرئيسي في أنواع الصلب السبائكي: 23xx تحمل نحو 3.5% Ni، و31xx نحو 1.25% Ni مع الكروم. وفي درجات الكربون العادي 10xx تكون ببساطة 0.
الخانتان الأخيرتان — الكربون الاسمي بأجزاء من مئة بالمئة: 4140 ≈ 0.40% C، 1045 ≈ 0.45% C، 8620 ≈ 0.20% C.

وهكذا يُقرأ 4140 على أنه "عائلة Cr-Mo، نحو 0.40% كربون" و4340 على أنه "عائلة Ni-Cr-Mo، 0.40% كربون" — يخبرك النظام بفئة الوصفة من نظرة واحدة، ولهذا ما زال المهندسون يفكرون به.

العائلات الفرعية للصلب الكربوني

10xx — صلب كربوني عادي.
11xx — صلب سهل القطع معاد الكبرتة.
12xx — صلب سهل القطع معاد الكبرتة ومعاد الفسفرة.
15xx — صلب كربوني بمنغنيز مرتفع (عادة 1.00–1.65%).

تحمل الحروف داخل الرمز معلومات حقيقية: B تشير إلى صلب معالج بالبورون (50B44)، وL تشير إلى صلب سهل القطع محتوٍ على الرصاص (12L14)، وH لاحقة (4140H) تعني أن حدود قابلية التصليد مضمونة وفق نطاق معياري لا التركيب الكيميائي وحده.

الفولاذ المقاوم للصدأ: منطق مختلف من ثلاث خانات

يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ والمقاوم للحرارة ثلاث خانات، حيث الخانة الأولى عائلة، لا عنصر:

2xx — أوستنيتي كروم-نيكل-منغنيز.
3xx — أوستنيتي كروم-نيكل: 304، 316، 321. والخانتان الأخيرتان رقمان تسلسليان داخل العائلة.
4xx — صلب كرومي: مارتنسيتي (410، 420) وفريتي (430، 409).
5xx — درجات مقاومة للحرارة منخفضة الكروم.
6xx — درجات التصليد بالترسيب (630، المعروفة أكثر باسم 17-4 PH).

تهم الحروف اللاحقة بقدر الخانات: L = كربون منخفض (≤ 0.03%)، H = كربون أعلى مضبوط لخدمة الزحف، N = مقوّى بالنيتروجين، Ti/Nb = درجات مثبتة (316Ti، 347).

اصطلاحان آخران جديران بالمعرفة

الحرف E أمام رمز (E52100، صلب المحامل) يشير تاريخياً إلى الصهر بالفرن الكهربائي — ضمان عملية ملحق بالسبيكة نفسها، لا سبيكة مختلفة.
الرموز التي تشترك في الخانات الثلاث الأولى لكن تختلف في الكربون هي أنواع صلب مختلفة في السلوك: 4130 و4140 و4150 تحمل عائلة وصفة Cr-Mo واحدة إلى واجبات الأنابيب والأعمدة والنوابض على التوالي، وذلك محضاً عبر محتوى الكربون والمعالجة الحرارية التي يسمح بها.

تحذيرات

يصف الرمز التركيب الكيميائي الاسمي فقط — ولا يقول شيئاً عن شكل المنتج أو المعالجة الحرارية أو الخواص المضمونة، التي تأتي من مواصفة ASTM/ASME المطلوبة. ولم تعد AISI نفسها تحافظ على النظام؛ انتقلت الوصاية إلى SAE وASTM، وبقيت الأرقام رسمياً كتسميات UNS (G41400، S30400) تستشهد بها المواصفات الحديثة. ودرجتان تشتركان في رمز من أربع خانات عبر مواصفات مختلفة هما عائلة السبيكة نفسها، لا منتجان قابلان للتبادل تلقائياً.