صلب كربوني

الأصلاب
أطوار سبائك الحديد
أوستنيت Austenite (حديد-γ؛ صلد) بينيت Bainite مارتنزيت Martensite سمنتيت Cementite (كربيد الحديد؛ Fe3C) ليدبوريت Ledeburite (فرّيت - سمنتيت حرج، 4.3% كربون) فرّيت Ferrite (حديد-α؛ حديد-δ؛ ناعم الملمس) پرليت Pearlite (بنية: 88% فرّيت و12% سمنتيت) Spheroidite
أنواع الصلب
Crucible steel صلب كربوني (حتى 2.1% كربون)     Spring steel (منخفض أو عديم السبائك) صلب سبيكي (يحتوي عناصر غير كربونية)     Maraging steel (يحتوي نيكل) صلب مقاوم للصدأ (سبيكة مع الكروم) صلب منخفض السبائكية عالي المقاومة HSLA steel صلب العدد (صلد جداً؛ معالَج حرارياً) صلب منجنيز أوستنيتى (صلب هادفلد) صلب يقسى بتعتيق المرتنزيت
مواد أخرى أساسها الحديد
حديد زهر (>2.1% كربون) حديد مطاوع (يكاد لا يحتوي كربون) حديد رمادي حديد أبيض حديد سحب

الصلب الكربوني Carbon steel ويسمى كذلك الصلب الكربوني العادي plain carbon steel, هو سبيكة فلزية, خليط من عنصرين, الحديد والكربون, تتواجد العناصر الأخرى فيها بكميات أقل بكثير من أن يأثروا على الخصائص. العناصر السبائكية الوحيدة الأخرى التي يـُسمح بها في الصلب الكربوني العادي هي المنگنيز (1.65% حد أقصى), السيليكون (0.60% حد أقصى), و النحاس (0.60% حد أقصى). الصلب ذو المحتوى الكربوني المنخفض له نفس خصائص الحديدالطرى لكن سهل التشكيل. وكلما ارتفع محتوى الكربون يصبح المعدن أكثر صلادة وأقوى ولكن أقل مطيلية وأصعب في اللحام. المحتوى الأعلى من الكربون يخفـِّض نقطة انصهار الصلب ومقاومته الحرارية عموماً.

المحتوى الكربوني يؤثر على قوة خضوع الصلب لأن ذرات الكربون تحل في مواقع عقد البلورات الخلالية في الترتيب المكعب متمركز الجسم لجزيئات الحديد. الكربون الخلالي يقلل من قدرة الحركة للانخلاعات , التي بدورها لها تأثير تصليدي على الحديد. ولجعل الانخلاعات تتحرك, فيجب بذل مستوً عالٍ من الجهد من أجل أن "تهرب" الانخلاعات . وهذا بسبب أن ذرات الكربون الخلالية تتسبب في تشويه بعض خلايا عقد BCC الحديدية.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 أنواع الأصلاب الكربونية

اﻷصلاب الكربونية (Carbon Steels) هى الأصلاب التى يشكل الكربون فيها العنصر السبائكى الرئيسى و تحتوى بشكل عام على أقل من 1.65% منجنيز و 0.6% سيليكون و 0.6% نحاس ، وأقل من 2% عناصر سبائكية أخرى ، وتنقسم إلى المجموعات الفرعية الآتية:

(1) أصلاب منخفضة الكربون (Low-Carbon Steels)

تحتوى أصلاب هذه المجموعة على أقل من 0,30% كربون وتنقسم إلى مجموعتين فرعيتين من السبائك لكل منهما خواصها واستخدماتها:

(أ) أصلاب تحتوى على أقل من 0,15% كربون

(ب) أصلاب تحتوى على أقل ما بين 0,15% و 0,3% كربون.

(2) أصلاب متوسطة الكربون (Medium-Carbon Steels)

تحتو ى أصلاب هذه المجموعة على ما بين 0,30% و 0,60% كربون وهى قابلة للمعالجة الحرارية (التسقية والتطبيع).

(3) أصلاب عالية الكربون (High-Carbon Steels)

تحتو ى أصلاب هذه المجموعة على ما بين 0,60% و 1% كربون و تمتاز بقدرتها العالية على مقاومة البري و الإحتكاك.

(4) أصلاب سهلة التشغيل (Free-Machining Steels or Free-Cutting Steels)

تتميز هذه المجموعة من اﻷصلاب بسهولة التشغيل و التقطيع و ذلك لاحتوائها على إضافة أو أكثر لعناصر مثل الكبريت والفسفور والكالسيوم، وهناك عناصر أخرى لها تأثير مشابه مثل الرصاص والبزمث والسلينيوم ولكنها قليلة الاستخدام لاعتبارات بيئية.

 المعالجات الحرارية

منحنى أطوار الحديد-كربون, يبين درجة الحرارة ومجالات الكربون لبعض أنواع المعالجات الحرارية.

• Spheroidizing:

• تلدين كامل:

• Process annealing:

• تلدين ثابت الحرارة Isothermal Annealing:

• تطبيع حراري Normalizing:

• التسقية Quenching:

• Martempering (Marquenching):

• Quench and tempering:

• Austempering:

 تصليد بالتغليف Case hardening

 كربنة Carburizing

•  مقالة مفصلة: كربنة

• Pack carburizing:

• Liquid carburizing:

• Gas carburizing:

 نتردة Nitriding

•  مقالة مفصلة: نتردة

 انظر أيضاً

• صلب
• معالجة حرارية
• Cold work
• AISI steel grades

 المصادر

Davis (Editor), J.R. (2003). Alloying: Understanding the Basics. ASM International. {{cite book}}: |last= has generic name (help)

Oberg, E. (1996). Machinery's Handbook (25th ed. ed.). Industrial Press Inc. {{cite book}}: |edition= has extra text (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)

Smith, W.F. (2006). Foundations of Materials Science and Engineering (4th ed. ed.). McGraw-Hill. {{cite book}}: |edition= has extra text (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)