English

T.B.M Mechanical Design & Drawings

Mechanical Design & Drawings

חומרים ותכונות

פלדת פחמן

Carbon Steel

פלדה שתכונותיה נקבעות בעיקר לפי אחוז הפחמן שבה, ללא תוספת משמעותית של יסודות סגסוגת, והיא החומר הנפוץ ביותר בבניית מכונות ושלדות.

בהתאם לתקן: EN 10025, EN 10083

In English

Steel whose properties are governed mainly by its carbon content, without significant alloying additions, and the most widely used material in machine and frame construction.

הסבר

פלדה דלת פחמן כמו S235 (St37) נוחה לריתוך, לכיפוף ולעיבוד, ומשמשת לשלדות, פרופילים ופחים. פלדה בינונית פחמן כמו C45 מכילה כ-0.45% פחמן, ניתנת להקשיה ומשמשת לצירים, פינים וגלגלי שיניים. פלדת פחמן מחלידה, ולכן צריך לצבוע, לגלוון או לצפות אותה.

מה זה אומר בפועל

שלדת מכונה מרותכת מפרופילי S235, נצבעת ומעליה מוברגות פלטות מעובדות מ־C45. הפלדה דלת הפחמן נוחה לחיתוך, לכיפוף ולריתוך בלי הכנות מיוחדות, ואילו C45 מאפשרת להקשות פינים וגלים למשטח קשה. בשטח מכירים אותה מיד: בלי ציפוי היא מעלה חלודה תוך ימים ליד מים.

למה זה חשוב

  • החומר הזול והזמין ביותר בכל הצורות: פחים, פרופילים, מוטות וצינורות.
  • מודול אלסטיות כמו של פלדות יקרות – ולכן אותה קשיחות במחיר נמוך.
  • קלה לריתוך ולעיבוד (בעיקר דלת הפחמן), ומוכרת לכל בית מלאכה.
  • אפשר לשפר אותה בטיפול תרמי כשאחוז הפחמן מספיק.

בעיות נפוצות ופתרונות

  • ניסיון להקשות S235 → אין בה מספיק פחמן; בחר C45 או פלדה לצמנטציה.
  • ריתוך C45 בלי חימום מוקדם גורם לסדקים → הימנע מריתוך או חמם מראש.
  • חלודה מתחת לצבע בפינות ובחללים סגורים → נקז מים, אטום חללים וגלוון במידת הצורך.
  • עיוות בחלקים מעובדים מפח מעורגל בחם בגלל מאמצים פנימיים → השתמש בחומר מעורגל בקר או בצע הפגת מאמצים לפני גימור.

איפה משתמשים

  • שלדות ומבני מכונות
  • פחים, ארונות ומכסים
  • צירים, פינים וגלים (C45)
  • פלטות בסיס ומתקנים
  • מבני פלדה וקונסטרוקציה
  • ברגים בדרגות נמוכות

נוסחאות ונתונים הנדסיים

שווה ערך פחמן (IIW) – הערכת כושר ריתוךCEV = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15
מקרא
CEVשווה ערך פחמן%
C, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cuאחוז משקלי של כל יסוד%
ערכים מקובלים
  • S235JRReH ≥ 235, Rm ≈ 360–510 MPa
  • S355JRReH ≥ 355, Rm ≈ 470–630 MPa
  • C45 מושבחת (+QT, עד Ø16)Re ≥ 490, Rm ≈ 700–850 MPa
  • CEV – כושר ריתוך (הנחיה כללית, תלוי גם בעובי)≤ 0.40 טוב, 0.40–0.45 ייתכן חימום מוקדם, > 0.45 חימום מוקדם נדרש
  • מודול יאנג / צפיפות≈ 210 GPa / 7.85 kg/dm³
  • מקדם התפשטות≈ 11–12·10⁻⁶ 1/°C

דוגמה: C45 עם 0.45% C ו־0.65% Mn: CEV = 0.45 + 0.65 / 6 ≈ 0.56, ולכן ריתוך דורש חימום מוקדם. S235 עם 0.17% C ו־1.0% Mn מגיעה לכ־0.34 ומרותכת בלי הכנה מיוחדת.

נוסחאות בסיסיות להערכה ראשונית. לתכנון סופי יש לבדוק מול התקן ונתוני היצרן.

סרטון הסבר

Metallurgy Minute 008 — How Does Carbon Content Affect Steel? · Paulo Heat Treating (YouTube)

סוגים נפוצים

  • דלת פחמן (S235, S355, St37)
  • בינונית פחמן (C45 / AISI 1045)
  • גבוהת פחמן (C60, C75)

צריכים תכנון מכני או שרטוטי ייצור?

מידול תלת-ממדי ב־Inventor, שרטוטי ייצור, הנדסה לאחור ורכש רכיבים.

דברו איתנו